Connecter l'IoT – L'opportunité du bas débit

Dr Stamatis Georgoulis

Le lancement de l'iPhone en 2007 a pris les opérateurs mobiles par surprise - ils n'étaient tout simplement pas préparés à l'énorme augmentation de l'utilisation des données mobiles générée par les appareils, déclare le Dr Stamatis Georgoulis, directeur de produit, Cobham Wireless .

Il leur a fallu des années pour développer l'infrastructure réseau capable de prendre en charge efficacement les services de données des smartphones. Dix ans plus tard, les opérateurs mobiles tentent à nouveau d'éviter le même sort alors qu'ils se préparent à la prochaine perturbation majeure de l'industrie :l'Internet des objets (IoT).

Gartner estime que d'ici 2020, il y aura 20,4 milliards d'appareils connectés, soit l'équivalent d'environ trois appareils pour chaque personne sur terre aujourd'hui. Ces appareils nécessiteront tous une connectivité mobile, beaucoup d'entre eux étant connectés via le réseau sans fil d'un opérateur mobile. C'est une perspective décourageante pour les opérateurs, qui sont déjà confrontés à une pénurie de capacité sur leurs réseaux, en particulier dans les zones urbaines bâties.

Cependant, les opérateurs sont également conscients qu'il existe une énorme opportunité de tirer de nouveaux revenus de la connexion d'appareils et de systèmes IoT à leurs réseaux. Ils ont également un rôle à jouer dans la fourniture de nouveaux services et applications pour soutenir l'écosystème en pleine croissance. Ce mois-ci, Vodafone a annoncé le lancement de son premier matériel Internet des objets, qui comprend un dongle de voiture et une caméra de sécurité 4G. Comme Vodafone l'a démontré, les opérateurs sont dans une position unique pour fournir non seulement la connectivité, mais également la technologie et l'interface pour l'utilisateur final.

Pour tirer parti de l'opportunité de l'IoT, de nouvelles normes de connectivité sont nécessaires, avant tout, pour garantir que les données mobiles sont utilisées efficacement, en évitant une pénurie de capacité qui pourrait entraîner l'arrêt de leurs réseaux. Ces nouveaux systèmes doivent non seulement être développés, mais également être testés et validés pour garantir leur fiabilité commerciale. Les opérateurs du monde entier évaluent maintenant les options sur la meilleure façon de faire évoluer leur infrastructure réseau afin de connecter efficacement l'abondance de nouveaux appareils entrant dans l'écosystème.

Les options pour connecter l'IoT

Le réseau étendu à faible consommation (LPWAN) est la clé pour connecter l'IoT. Il est conçu en pensant aux appareils des utilisateurs finaux, prenant en charge une faible consommation de batterie, ce qui pourrait hypothétiquement permettre aux petits appareils de rester alimentés pendant dix ans avec une seule charge. La norme radio peut également connecter des jeux de puces à faible coût, rendant les appareils et les systèmes plus abordables. Le premier choix des opérateurs en matière de technologie LPWAN est de concentrer leurs efforts sur la connectivité via le spectre sans licence ou sous licence.

LoRa (développé par Semtech , et soutenu par une alliance industrielle), et SigFox (soutenu par une société française du même nom), tous deux utilisent un spectre sans licence. Ces technologies nécessitent une nouvelle infrastructure de réseau pour fonctionner, distincte de la technologie cellulaire actuelle.

Cela signifie que si un opérateur intégrait la technologie dans ses stations de base, il aurait beaucoup moins de contrôle sur le trafic radio qu'avec la technologie radio cellulaire traditionnelle, car elles n'opèrent pas dans la même partie du spectre radio. LoRa et SigFox, cependant, sont idéaux pour les applications de réseau isolées en raison du coût des modules radio. En tant que telle, la technologie pourrait avoir des applications dans des entreprises ou des campus intelligents, offrant une alternative accessible et rentable à la mise à jour d'un réseau mobile traditionnel.

Cependant, le nouveau protocole le plus attendu pour activer les services et les appareils IoT est NarrowBand-IoT (NB-IoT), qui peut offrir une connectivité dans le plus large éventail de cas d'utilisation. Standardisé par le 3GPP, le NB-IoT fonctionne dans le spectre sous licence et est directement compatible avec les réseaux LTE existants des opérateurs. Il ne nécessite que des mises à niveau logicielles sur les sites de stations de base existants pour l'activer. Il peut ensuite être facilement mis à l'échelle, en fonction de la croissance des réseaux cellulaires des opérateurs dans presque tous les environnements.

La bande passante du canal de NB-IoT n'est que de 200 KHz (180 KHz, plus les bandes de garde). Cela le rend approprié pour le reformage des canaux ; il peut être déployé « dans la bande » aux côtés du spectre gardé par un opérateur pour le LTE. Cela permet aux réseaux NB-IoT/LTE des opérateurs d'accueillir un grand nombre d'appareils IoT sans compromettre les performances des appareils mobiles classiques connectés au réseau.

Compte tenu de ces avantages, un grand nombre d'opérateurs placent désormais la technologie au cœur de leurs stratégies IoT. Deutsche Telekom a lancé un réseau commercial NB-IoT en Allemagne, en Irlande et en Espagne ; Vodafone a lancé des réseaux en Australie et en Grèce, avec des lancements supplémentaires prévus à travers le monde ; et TIM a lancé un réseau à grande échelle à travers l'Italie, pour n'en nommer que quelques-uns. Le soutien des opérateurs contribue à motiver les fabricants et autres parties à investir dans des appareils et des applications pouvant être pris en charge par NB-IoT. Samsung , par exemple, a récemment lancé un dispositif de suivi IoT qui utilise la technologie NB-IoT.

NB-IoT peut l'emporter sur SigFox et LoRa dans de nombreux cas, mais il existe une quatrième norme qui est là pour rester :CAT-M (ou LTE-M). Comme avec l'ancienne norme, CAT-M utilise un spectre sous licence et peut être pris en charge par l'infrastructure existante. Cela fonctionnera main dans la main avec NB-IoT, plutôt qu'une situation soit/ou.

Cette norme permet des débits de données plus élevés et prendra donc en charge différents appareils et applications que NB-IoT, ce qui signifie que les opérateurs testeront et mettront en œuvre les deux normes en parallèle. CAT-M est capable de transmettre de gros morceaux de données, et avec un débit de données maximal d'environ 100 Ko/s, il sera utilisé pour des applications qui pourraient inclure des applications de ville intelligente et des systèmes énergétiques de maison intelligente.

Valider les réseaux IoT du futur

La priorité des opérateurs aujourd'hui est de s'assurer que leurs réseaux sont capables de prendre en charge les nouvelles technologies sans fil, telles que NB-IoT et CAT-M, ainsi que les millions de nouveaux appareils qui se connecteront de plus en plus à leurs réseaux. Il existe désormais une technologie capable d'émuler des millions d'appareils sur le réseau d'un opérateur dans un environnement de laboratoire, garantissant que l'infrastructure est prête pour une utilisation commerciale.

Du cœur de réseau aux stations de base, les opérateurs doivent avoir une vision universelle de la manière dont leurs réseaux s'adapteront aux exigences de l'IoT. Cela contribuera à accélérer le développement et le déploiement de nouvelles normes de connectivité IoT dans l'écosystème des télécommunications, offrant ainsi une meilleure expérience client et ouvrant de nouvelles opportunités génératrices de revenus.

L'auteur de ce blog est le Dr Stamatis Georgoulis, directeur produit chez Cobham Wireless