Alors que les myriades de données issues des capteurs se présentent comme le moteur de l'IoT, la technologie LPWAN avec ses réseaux longue portée, à faible consommation et à faible coût sera au cœur même de la révolution IoT.
Nous sommes aujourd'hui entourés d'appareils IoT qui communiquent entre eux. Selon le cabinet IoT Analytics, il existe aujourd'hui dans le monde pas moins de 12,3 milliards d'objets connectés.De l'état de la circulation en passant par le niveau de pollution de l'air jusqu'à la géolocalisation des scooters, trottinettes et des vélos partagés, ces objets connectés transmettent et reçoivent continuellement des données de toutes sortes.
A côté de cette croissance exponentielle de l'IoT, les réseaux LPWAN gagnent eux aussi en popularité. Entre 2016 et 2021, le nombre de dispositifs connectés à des réseaux LPWAN aurait quadruplé. C'est ce que révèle la dernière étude publiée par le portail de statistiques allemand Statista. Une autre étude d'IoT Analytics indique par ailleurs que pas moins de 660 millions objets connectés dans le monde communiquent désormais sur un réseau LPWAN.
En outre, IoT Analytics estime que les réseaux LPWAN feront partie des technologies de communication sans fil IoT à la croissance la plus rapide dans les 5 prochaines années. Tandis que le nombre d'appareils connectés à LPWAN devraient dépasser le milliard d'ici 2023.
Des chiffres loin de surprendre lorsque l'on sait que les réseaux LPWAN s'imposent aujourd'hui comme la solution la plus efficace et pérenne pour les systèmes IoT qui nécessite une basse consommation tout en gardant une large portée. L'objectif étant de permettre le déploiement de l'IoT dans les environnement à fortes contraintes.
Réseau LPWAN : De quoi parle t-on ?
Né dans les années 2013, le terme LPWAN acronyme de Low Power Wide Area Network désigne une catégorie de technologies de réseau sans fil à longue portée et à basse consommation. Ces réseaux ont été spécialement mis au point pour répondre aux besoins des objets communiquant qui nécessitent des ressources limitées et pour lesquels une autonomie de plusieurs années est nécessaire. En ce sens, les réseaux LPWAN correspondent parfaitement aux dispositifs IoT
Dans les faits, la plupart des objets connectés échangent de faibles volumes de données de l'ordre de quelques octets et fonctionnent généralement sur pile. Ainsi, ils n'ont pas forcément besoin d'un débit élevé comme celui fourni par la 3G, la 4G ou encore la 5G. C'est notamment le cas des capteurs, des compteurs d'énergie communicants ou encore des solutions de surveillance.
Les différents types de réseaux LPWAN
Il faut savoir que LPWAN n'est pas une technologie unique mais un large panel de technologies de réseaux étendus de faible puissance pouvant prendre une multitude de formes. En effet, il existe une myriade d'implémentations du LPWAN. Celles-ci diffèrent en termes de bandes de fréquence et de débit. Entre autres, les réseaux LPWAN peuvent utiliser des fréquences sous licence ou sans licence et inclure des options propriétaires ou des normes ouvertes.
Toutefois, il est possible de classer la technologie LPWAN en deux grandes catégories : les réseaux LPWAN non-cellulaire et les LPWAN cellulaires.
Par ailleurs, s'il existe aujourd'hui un large panel de réseaux LPWAN, 4 principaux acteurs se disputent aujourd'hui le marché. Il s'agit de Sigfox et LoRaWAN pour les réseaux non cellulaires ainsi que x LTE-M et NB-IoT pour les réseaux non cellulaires
Notons que ces technologies représentent près de 92 % du marché du LPWAN.
Sigfox
Considéré comme l'opérateur derrière le succès de la LPWAN, Sigfox est un protocole et un réseau de connectivité utilisant les bandes ISM de 868 MHz en Europe. Selon les estimations, un capteur Sigfox serait capable d'envoyer quotidiennement 140 messages de 12 octets chacun. Cette technologie LPWAN garantit une portée de 10 km en ville et 50 km en campagne avec un débit de 100 bits.
LoRaWAN
Principal concurrent de Sigfox, le réseau LoRaWAN de l'entreprise Semtech repose essentiellement sur un protocole ouvert régi par la LoRa Alliance. Tout comme le réseau Sigfox, LoRaWAN a une portée de 10 km en ville et 50 km en campagne. En revanche, la technologie bénéficie d'un débit de 300 bits à 50 kbits. Ensuite, comme il s'agit d'un réseau ouvert, la technologie LoRaWAN est accessible à toutes les entreprises qui ont déployé leur propre réseau d'antenne ou qui utilisent le réseau d'un opérateur LoRaWAN.
LTE-M et NB-IoT
Alors que les technologies LoRa et Sigfox prennent de plus en plus d'importance sur le marché de la connectivité IoT, les opérateurs télécoms ont décidé de contre-attaquer en déployant leur solution LPWAN reposant sur les réseaux cellulaires existants notamment la 4G. C'est ainsi que les standards LTE-M et NB-IoT ont été créés. Ils s'adressent aux objets IoT qui ont besoin de débits plus importants.
Entre autres, en utilisant un spectre sous licence et en reposant sur les mêmes protocoles que la 4G, la technologie LTE-M garantit une vitesse plus stable pouvant aller jusqu'à 10 Mb/s ainsi qu'une meilleure itinérance et une faible latence.
Quant à la technologie NB-IoT, elle utilise la bande de fréquence de 200 Khz du système GSM. Ce qui en fait une technologie particulièrement indiquée pour la télémétrie.
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