Low Power WAN – quelle technologie choisir?

Cette situation est particulièrement visible dans les réseaux PAN / LAN, où WiFi, Bluetooth (différentes versions, y compris maillage), IEEE802.15.4 (ZigBee, Thread, 6LoWPAN, …), Z-Wave, etc. sont très populaires. traitant des réseaux WAN (Wide Area Networks). Il y a quelques années, le leader indivis était la communication au sein du réseau GSM, à savoir la 2G. Dans la plupart des cas, GPRS a satisfait les besoins et les exigences de l’application. Cependant, le développement dynamique du marché de l’IoT signifie que les ressources du réseau 2G commencent à se réduire dangereusement et le besoin de nouvelles solutions qui répondraient aux attentes de plus en plus nouvelles du marché. Pour le moment, les plus fortes semblent être Sigfox, LoRa et les nouvelles catégories LTE, y compris Narrow Band – IoT. Dans le texte suivant, j’essaierai de présenter les principales caractéristiques de ces propositions. Mais commençons par répondre à la question de savoir qu’est-ce qu’un WAN? Le diagramme ci-dessous montre très clairement ce qu’est un WAN: Un réseau WAN couvre une vaste zone, a généralement une infrastructure de dorsale. Un exemple parfait est celui des réseaux GSM, où les stations de base couvrent une zone d’un pays donné, par exemple, les données via le réseau dorsal vont aux serveurs auxquels nous avons accès de n’importe où dans le monde. Il s’agit d’une description très simplifiée, mais qui reflète le principe du réseau WAN. Les réseaux ou technologies WAN sont parfaits pour des applications telles que: ⦁ les systèmes d’alarme, ⦁ la surveillance des véhicules, ⦁ les systèmes de stationnement, ⦁ la gestion des installations, ⦁ la surveillance de l’environnement, ⦁ les systèmes de mesure des médias, ⦁ les systèmes d’irrigation agricole, ⦁ les applications médicales. Certaines des applications mentionnées nécessitent une alimentation par batterie, c’est pourquoi les réseaux WAN à faible consommation d’énergie par les nœuds d’extrémité sont appelés WAN à faible consommation. Vous trouverez ci-dessous des suggestions de différentes solutions qui s’intègrent dans le WAN basse consommation. Sigfox Le schéma ci-dessous qui montre le principe de fonctionnement du réseau Sigfox. Le principe de fonctionnement est très similaire au réseau GSM. Nous avons des nœuds d’extrémité qui communiquent avec des stations de base. Les données sont disponibles sur les serveurs, d’où, grâce à l’interface HTTPS, nous pouvons les télécharger et les afficher dans notre application. Le réseau permet d’envoyer jusqu’à 140 messages par jour, d’un nœud au réseau (charge utile: 12 octets) et jusqu’à 4 messages par jour vers un nœud (charge utile: 8 octets). Les nœuds se caractérisent par une consommation d’énergie extrêmement faible. Puce ATA8530, consomme environ 30 mA lors de la transmission. Ensuite, vous pouvez le désactiver complètement, car le réseau ne transmet aucune trame « en arrière-plan ». Les coûts de l’abonnement et du système de communication lui-même sont très bas, c’est pourquoi ce réseau gagne dynamiquement en popularité en Europe de l’Ouest, où les opérateurs ont couvert des pays comme la France, la Belgique, les Pays-Bas et dans notre région la République tchèque. LoRaWAN Une autre proposition est LoRa, une technologie gérée par une association qui regroupe les plus grands fabricants de modules et de circuits intégrés au monde. Ce groupe comprend, entre autres, Microchip et Gemalto. Comme la proposition précédente, la technologie LoRa se caractérise par une très faible consommation d’énergie, ce qui la rend très attractive pour toutes sortes d’applications alimentées par batterie. Contrairement au réseau Sigfox, où nous avons un contrat avec un opérateur local, nous pouvons ici lancer nous-mêmes la station de base et des services de stockage et d’accès aux données collectées. D’une part, cela nous donne plus de possibilités, mais d’autre part, cela demande plus d’efforts. Les appareils finaux, selon l’application, peuvent avoir des exigences différentes en ce qui concerne leur alimentation, les délais de transmission ou le profil de travail lui-même. Par conséquent, dans le cas de LoRa, il existe trois classes d’appareils: A, B, C. Le schéma ci-dessous illustre les caractéristiques de base de chaque classe d’appareils. LTE NB-IoT La troisième des propositions concerne les nouvelles catégories LTE. Ce qu’il faut noter, c’est le développement du LTE dans deux directions différentes. Le premier d’entre eux, appelé LTE avancé, est l’augmentation continue de la capacité de liaison et la réduction des délais de transmission. Pour que l’utilisateur puisse regarder des films, des rapports de match, écouter de la musique, jouer à des jeux. Cette tendance concerne le marché de la consommation. La deuxième direction du développement LTE est la faible consommation d’énergie, la faible bande passante, la possibilité d’exploiter des milliers de points dans une station de base LTE. Le processus d’adaptation de la technologie LTE au marché de l’IoT est donc en cours. La catégorie LTE dédiée aux applications IoT est LTE NB-IoT, qui remplacera à terme les solutions 2G (transmission GPRS / EDGE). Tout en travaillant sur la spécification NB-IoT, une attention particulière a été portée au fait que le terminal était bon marché, consommait peu d’énergie et pouvait être en mode veille pendant des semaines. Dans NB-IoT, seule la transmission de données est possible (pas de support vocal), pas de transfert, une seule antenne est nécessaire. Le réseau se caractérise par un facteur de budget de liaison très élevé, de sorte que même les appareils installés sous terre peuvent être connectés au réseau. Certaines caractéristiques de LTE NB-IoT dans le tableau ci-contre: En France, les opérateurs exécutent les premiers programmes pilotes. Les premiers réseaux NB-IoT sont opérationnels. Les fabricants de modules M2M (dont Gemalto) introduisent leurs solutions dans leur offre. Laquelle des technologies ci-dessus va gagner? Il n’y a probablement aucun moyen de répondre à cette question pour le moment. Chacun d’eux a ses avantages, mais aussi quelques imperfections. Il semble possible que les trois solutions coexistent. Lors de la troisième édition de la journée sans fil avec JM elektronik, nous discuterons de toutes les technologies ci-dessus, avec leurs forces et leurs faiblesses. Nous pensons que pour choisir correctement, vous devez avoir connaissance de toutes les propositions. Par conséquent, nous vous invitons cordialement à participer à la journée sans fil avec © JM elektronik, en avril.

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