Alors qu'ils connaissent désormais une popularité grandissante dans les villes intelligentes et les zones rurales, les réseaux étendus basse consommation sub GHz ou LPWAN (Low Power Wide Area Networks) affichent également une nette évolution dans d'autres domaines. En partant du 2,4GHz jusqu'aux réseaux satellites.
Le nouveau défi du LPWAN sera d'offrir une connectivité plus simple et transparente aux milliards d'appareils IoT déployés dans le monde. De fait, on constate aujourd'hui que la complexité des dispositifs IoT font partie des freins à leurs déploiement de à l'échelle mondiale. Un problème qui toutefois peut être résolu grâce à une approche ouverte et des matériels interopérables.
Ensemble, ces derniers permettront de créer un ensemble de chaînes d'approvisionnement ainsi que des infrastructures intelligentes. Mais aussi des réseaux de capteurs ruraux bien plus efficaces et performants.
La technologie de modulation des ondes radios LoRa
Depuis le déploiement dans le monde de la technologie de modulation des ondes radios LoRa de Semtech, le nombre de capteurs qui utilisent ce dispositif ne cesse d'évoluer. Aujourd'hui, on compte pas moins de 260 millions de LPWAN sub GHz dédiés à l'IoT.
Très récemment, les réseaux LPWAN sub GHz ont connu une mise à niveau afin d'intégrer LoRa dans les bandes de fréquences ISM de 2,4 GHz déployées dans le monde entier. Ce qui permet d'ouvrir la voie à des applications de suivi des actifs. Ceci, aussi bien dans le domaine de la logistique mondiale et de surveillance industrielle. Mais pas seulement !
Cette intégration offre également la possibilité de mettre en place un seul nœud sans fil ou passerelle mobile pour un meilleur compromis entre le débit de données, l'efficacité de la transmission, la consommation d'énergie et la portée. Les avantages sont multiples : les économies d'échelle dans la production, la réduction des coûts et la simplification du stockage avec un seul produit.
Bien que d'autres protocoles réseaux sans fil peuvent interférer au niveau de la bande de 2,4 GHz, la solide immunité au bruit de la technologie de modulation LoRa permet d'apporter des liaisons dans les environnements complexes. En partant des installations industrielles jusqu'aux environnements urbains denses. Mais aussi des connexions plus robustes avec une faible puissance dans les réseaux 2,4GHz des bâtiments et usines.
LPWAN et les satellites IoT
L'intégration de la nouvelle fonctionnalité du protocole Long Range – Frequency Hopping Spread Spectrum (LR-FHSS) dans LoRaWAN permet des connexions à faible puissance directement vers des satellites en orbite terrestre basse voire géostationnaire. Ce qui ouvre la voie à une myriade de nouvelles applications pour la technologie.
En outre, le LR-FHSS renforce la capacité de LoRa à résister aux interférences. Ceci en optimisant l'efficacité spectrale. Et in fine la capacité du réseau. Dans les faits, le protocole est capable de décomposer chaque paquet de données en plusieurs blocs. Puis, il les répartit aléatoirement sur une bande de fréquence préalablement définie.
Par ailleurs, la technologie LR-FHSS permet aux réseaux existants de se développer facilement et rapidement. Notamment grâce à l'utilisation de nœuds de capteurs pour se connecter aux satellites. Et cela, sans qu'il ait besoin de faire des dépenses supplémentaires et d'attendre la mise en place de l'infrastructure du réseau terrestre.
Ensuite, le protocole garantit également une interopérabilité totale entre les réseaux terrestres et les réseaux satellites. De fait, les schémas de modulation LoRa et LR-FHSS sont capables de coexister simultanément dans une passerelle ou le serveur du réseau. Les différentes passerelles peuvent elles aussi coexister dans le même réseau.
Réseau communautaire de quartier
D'un côté, la croissance et l'accélération des réseaux communautaires est un autre domaine qui mérite toute notre attention. En plus de ses différents avantages commerciaux, ces réseaux peer-to-peer peuvent conduire à des solutions pouvant favoriser l'adoption d'une approche plus respectueuse de l'environnement par les communautés.
Les citoyens pourront également héberger au niveau de ces réseaux des passerelles locales intégrant LoRaWAN vers leurs connexions haut débit. De plus, avec sa longue portée, LoRaWAN peut couvrir avec une “poignée de passerelles” les villes de petite à moyenne taille. Ce qui permet d'avoir une couverture rapide et rentable.
D'un autre côté, une grande interopérabilité dans l'IoT est une tendance clé en matière de LPWAN. De fait, les clients utilisent aujourd'hui de plus en plus de technologies pour créer leur solution. Cela mène à une plus grande reconnaissance à la fois des technologies de mise en réseau et de calcul qui combinent LoRaWAN avec d'autres connectivités IoT. Toutes travaillent de concert avec un code source ouvert et un matériel ouvert.
L'Alliance LoRa avec ses plus de 500 entreprises membres est la clé de cette interopérabilité.
LPWAN et le protocole unique
En matière de LPWAN, l'utilisation d'un protocole standard et interopérable offre la possibilité de créer un large panel de matériels ouverts. L'interopérabilité garantit également aux développeurs que les dispositions intégrant LoRa sont bien capables de se connecter à une passerelle. Et cela, aussi bien dans un bâtiment intelligent que sur un satellite ou un porte-conteneurs.
L'utilisation d'un protocole unique conduit à une solution pertinente pour la création d'un modèle de données cohérent. De plus, cela permettra de simplifier les systèmes de gestion des données basés sur le cloud. Notons que ce dernier fournit des données exploitables, indépendamment de la source des données. En outre, générer des informations issues de millions d'appareils contribue à rendre l'ensemble des processus bien plus efficace.
En définitive, cette capacité à mettre à disposition des données utiles à l'optimisation des opérations rendra les chaînes d'approvisionnement, les infrastructures intelligentes et les réseaux ruraux plus efficaces. Et cela, où qu'ils se trouvent dans le monde.
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