Atteindre l'inaccessible avec l'IoT par satellite

Il n'est pas surprenant que la capture de données soit parmi les plus difficiles à atteindre coins de la planète est un défi que tout acteur IoT relèvera avec plaisir.
(Source :Alliance LoRa)

L'Internet des objets (IoT) consiste à collecter et à lire des données, puis à exploiter ces données pour obtenir des informations précieuses sur lesquelles il est possible d'agir. Avec cela, l'IoT offre aux entreprises un potentiel énorme pour utiliser la connectivité comme clé pour transformer de petits messages cryptés en informations puissantes et prendre les bonnes décisions qui améliorent considérablement les processus industriels, les opérations de l'entreprise et l'efficacité des travailleurs.

Avec la quasi-totalité des zones urbaines du monde couvertes par un réseau haut débit mobile, près de 85 % de la population avait accès à un réseau 4G fin 2020 [1], accéder à n'importe quelle donnée à tout moment peut sembler une affaire accomplie. La réalité est que des lacunes subsistent dans les zones rurales. Selon la société mondiale de conseil en technologie ABI Research, en 2019, les réseaux cellulaires terrestres ne couvraient que 20 % de la surface totale de la Terre. Cela crée une opportunité considérable d'expansion de la connectivité dans les zones qui ne sont pas utilisées à leur plein potentiel. Avec une fraction importante des cas d'utilisation massifs de l'IoT nécessitant une portée mondiale dans des secteurs tels que la logistique, le transport maritime, la gestion de flotte, la surveillance de l'énergie ou de l'environnement, il n'est pas surprenant que la capture de données dans certains des coins les plus difficiles à atteindre de la planète soit un défi. n'importe quel joueur IoT se fera un plaisir d'affronter.

Une solution pour compléter les réseaux terrestres réside dans les services IoT par satellite qui utilisent des satellites pour leur liaison. Alors que les satellites existent sous différentes formes et tailles et à des fins diverses depuis plus d'un demi-siècle, la miniaturisation de l'électronique a permis aux fabricants et aux fournisseurs de solutions de proposer désormais de petits satellites bon marché parfaitement adaptés à l'IoT à faible bande passante. Cela permet à des capteurs à faible coût dotés de capacités de communication à longue portée et à faible consommation d'énergie d'envoyer des messages IoT de la zone éloignée directement à la passerelle satellite, évitant ainsi le besoin d'une nouvelle infrastructure d'alimentation fixe coûteuse.

La famille de technologies, de normes et d'appareils intelligents qui permettent d'y parvenir est connue sous le nom de réseaux étendus à faible puissance, ou LPWAN. Grâce à leur adoption rapide au cours de la dernière décennie, le nombre d'appareils connectés devrait passer de 13,9 millions en 2017 à 1 151 millions en 2023 [2]. Quels LPWAN et, plus précisément, le standard ouvert LoRaWAN ^® apporte à l'environnement du système, est une flexibilité rentable. LoRaWAN utilise un spectre de fréquences radio sans licence qui satisfait les applications IoT qui nécessitent une longue portée, un faible débit binaire et une faible consommation d'énergie avec des appareils d'une durée de vie allant jusqu'à 10 ans. Les lieux et les choses qui ne pouvaient pas être mis en réseau de manière rentable sont désormais facilement accessibles. Dans cet esprit, les applications sont illimitées.

L'essor des satellites IoT

Pendant longtemps, en raison d'installations coûteuses, de coûts de lancement de satellites élevés et de faibles bandes passantes, la technologie satellitaire a été recherchée comme option de dernier recours. Mais les choses ont changé. La diminution des charges utiles des satellites et des coûts de lancement au cours des deux dernières années a permis la croissance rapide d'un écosystème IoT satellitaire massif. Des études récentes révèlent des perspectives prometteuses, le marché mondial des satellites devant croître de 25 % par an pour atteindre 3,4 milliards de dollars d'ici 2022 [3]. ABI Research a annoncé que d'ici 2024, 24 millions de connexions IoT seront établies par satellite.

Associé à une économie améliorée et à des avancées technologiques à la fois dans la capacité satellitaire et sur le segment sol, l'essor des nouvelles technologies et des capacités toujours croissantes des réseaux satellitaires a fait de la liaison par satellite une proposition attrayante à travers le monde et dans de nombreuses applications différentes qui nécessitent des réseaux de données à haut débit. Et c'est une bonne chose. Tout déploiement de réseau dans des zones éloignées, qu'il s'agisse d'un ranch de bétail dans le centre de l'Australie, d'un désert bouillant au Mexique ou des montagnes russes de l'Oural, ne pose pas seulement un défi logistique et coûteux, mais des risques pour la sécurité humaine sont également impliqués. Les environnements dangereux peuvent constituer une menace pour quiconque construit et entretient l'infrastructure. La technologie satellitaire réduit considérablement ces risques.

Outre cette indifférence aux terrains inhospitaliers et aux restrictions environnementales, les satellites sont faciles et sûrs à déployer, offrent une fiabilité de service constante et peuvent prendre en charge les technologies cellulaires et non cellulaires existantes. Les réseaux satellite et terrestre bénéficient tous deux de capacités et de consommations électriques similaires, et ont une opportunité unique de collaborer via l'itinérance, garantissant une couverture omniprésente à tout moment.

LoRaWAN et satellite :changer l'équation coûts-bénéfices

Pour qu'un satellite reçoive des informations précieuses, il doit communiquer avec un capteur. C'est là que LoRaWAN entre dans l'équation. Bien que les réseaux terrestres LoRaWAN IoT aient été massivement déployés dans plus de 165 pays, il existe un énorme retour sur investissement économique à gagner dans les régions éloignées non connectées où le service par satellite peut être plus efficace qu'un réseau LoRaWAN privé. LoRaWAN peut obtenir une grande quantité de données dans une variété d'activités industrielles à grande échelle difficiles telles que le génie maritime, la surveillance des tremblements de terre et les performances d'irrigation en engageant simplement de petits capteurs à faible coût qui établissent une connexion avec le satellite. Un exemple est la surveillance intelligente du débit à distance pour les centrales hydroélectriques. Grâce à une surveillance continue et à des données à distance en temps réel, la collecte manuelle de données sur la route est éliminée, ce qui permet d'économiser du temps et de l'argent et de réduire considérablement les risques pour la sécurité du personnel. Par rapport à la collecte manuelle périodique des données, cette solution réduit le temps de trajet de 80 %.

La faible consommation d'énergie mentionnée précédemment des appareils compatibles LoRaWAN permet aux batteries de durer jusqu'à 10 ans sans entretien ni intervention humaine pour les remplacer. Comment cela marche-t-il? Dans le cas des conteneurs de fret qui se déplacent sur de grandes distances, dont une grande partie est complètement hors de portée de connectivité, les solutions existantes impliqueraient des protocoles consommateurs d'énergie tels que le GPS. Grâce à la connexion avec un satellite, les navires et leurs conteneurs restent à tout moment en contact avec le réseau et peuvent rapporter des données en temps réel. Comme un appareil compatible LoRaWAN ne sera actif qu'en cas de besoin, les paquets de données peuvent être envoyés à des intervalles spécifiques. Les appareils ne nécessitent donc pas de recharge régulière. Il s'agit d'une technique très économique, car le coût de recharge du tracker après chaque voyage d'un conteneur d'expédition typique dépasse de loin le coût du dispositif de suivi ou les frais de connectivité eux-mêmes.

Bien qu'il y ait eu beaucoup de progrès pour combler le fossé de la connectivité mondiale, il reste du travail à faire pour donner accès aux millions de personnes et d'entreprises qui vivent encore sans. Ce qui est certain, c'est que la technologie des satellites changera la donne pour des secteurs entiers, révolutionnant la façon dont les entreprises accèdent et utilisent les données des actifs, peu importe où ils sont déployés, fixes ou mobiles. De nombreuses applications sont déjà disponibles dès maintenant et continueront d'être développées au cours des prochaines années, nous rapprochant ainsi d'une planète durable où les économies et les communautés locales sont aidées par un transfert de données fiable vers les zones suburbaines, rurales et reculées.

La réponse à une connectivité IoT véritablement mondiale est d'atteindre un peu plus haut pour les étoiles.

Références :

1. Secteur du développement de l'Union internationale des télécommunications ; Mesurer le développement numérique Faits et chiffres , 2020.
2. Marché de la surveillance de la santé structurelle par solutions (matériel :capteurs, système d'acquisition de données ; logiciels et services), technologie (filaire et sans fil), utilisateurs finaux et géographie - prévision mondiale jusqu'en 2022 (résumé disponible ici).
3. Analyse de l'IoT. Rapport sur le marché LPWAN 2018-2023. Taille du marché et perspectives.