Internet-Of-Things-IoT

IoT cellulaire expliqué

L’IoT cellulaire expliqué – IoT NB vs. LTE-M vs. 5G et plus

⌚: 7 minutes

Il y a beaucoup de bruit autour de l’IoT cellulaire. Voici les différences entre Cat-0, Cat-1, LTE-M, NB-IoT, EC-GSM, et 5G - and pourquoi vous devriez vous en soucier.

La 5G s’avère être un catalyseur majeur pour la prochaine génération de connectivité IoT, permettant une nouvelle vague de dispositifs et d’architectures de plateformes. Cela pourrait se traduire par d’énormes innovations dans le domaine de l’IoT, telles que la gestion automatisée du cycle de vie, le découpage du réseau, la mise en réseau définie par logiciel et les applications de réseau distribué optimisées pour le cloud. En effet, Qualcomm a prédit que la mise à niveau des réseaux IoT vers la 5G pourrait permettre de débloquer jusqu’à 12 000 milliards de dollars en nouveaux biens et services, ajoutant que la 5G « sera plus grande que l’électricité ».

Les téléphones portables sont déjà en train de passer à la 5G, mais l’avenir de l’IoT se profile à l’horizon. Lors du Superbowl 2018 du LII à Minneapolis, Verizon a utilisé la 5G pour faire la démonstration de la diffusion de vidéos 4K sur des casques VR à New York. Samsung et Korean Telecom (KT) ont brillé aux Jeux olympiques en diffusant en continu des données sur les voitures en mouvement et des vues de caméra à 360 degrés par le biais de serveurs de périphérie compatibles avec la 5G.

Tout cela est très excitant pour notre industrie, mais le décodage du fatras d’acronymes techniques entourant la technologie 5G peut limiter notre capacité à comprendre comment la 5G va changer le paysage de l’IoT. Par exemple, une recherche sur « NB-IoT vs. LTE-M » fait apparaître des résumés complexes comme celui ci-dessous :

Graphique

De tels graphiques ne m’ont pas du tout aidé. J’ai eu l’impression que le 3GPP (le groupe à l’origine de la 3G) essayait d’écarter les nouveaux acteurs en les submergeant d’acronymes mystérieux et de définitions techniques exclusives. La convention d’appellation indique que la 4G est plus rapide que la 3G, qui est plus rapide que la 2G. Nous supposons donc que la 5G va probablement suivre cette tendance, mais « Cat-1 » et « EC-GSM » ? Qu’est-ce que cela signifie ?

Ne vous inquiétez pas ! J’ai fait mes recherches et traduit les détails techniques de chaque option 5G en termes simples pour vous préparer à mieux comprendre ces formes émergentes d’IoT cellulaire.

 

Quelle est l’origine de l’IoT cellulaire ?

La popularité et l’omniprésence des dispositifs IoT ont conduit à l’essor des options de réseaux étendus à faible puissance (LP-WAN) telles que SigFox, LoRa et Weightless. (Au cas où vous vous poseriez la question, voici pourquoi LPWAN is important in IoT et une ventilation des différentes options).

Les options cellulaires traditionnelles telles que les réseaux 4G et LTE consomment trop d’énergie. De plus, ils ne s’adaptent pas bien aux applications dans lesquelles seule une petite quantité de données est transmise de manière peu fréquente, par exemple les compteurs pour la lecture des niveaux d’eau, la consommation de gaz ou d’électricité.

L’IoT cellulaire tente de répondre à la recherche incessante de meilleures applications à faible puissance et à longue portée.

Cat-1

Le Cat-1 est la seule option d’IoT cellulaire entièrement disponible pour le moment et représente un premier pas vers la connexion des dispositifs IoT à l’aide des réseaux LTE existants. Bien que les performances soient inférieures à celles des réseaux 3G, c’est une excellente option pour les applications IoT qui nécessitent une interface de navigateur ou la voix. Le principal avantage est qu’il est déjà normalisé et, surtout, qu’il est facile de passer au réseau Cat-1. Les experts prédisent qu’à mesure que les technologies 3G – et éventuellement 4G – prendront fin, les réseaux Cat-1 (et Cat-M1) prendront leur place.

Cat-0

Pour que les réseaux IoT basés sur le LTE réussissent, ils doivent présenter les caractéristiques suivantes : 1) longue durée de vie des piles, 2) faible coût, 3) prise en charge d’un grand nombre d’appareils, 4) couverture améliorée (meilleure pénétration du signal à travers les murs par exemple), et 5) spectre longue portée/large.

Le Cat-0 optimise les coûts en éliminant les fonctionnalités qui supportaient les exigences de débit de données élevé pour le Cat-1 (chaîne de réception double, filtre duplex). Alors que le Cat-1 remplace le 3G, le Cat-0 est le protocole qui prépare le terrain pour le remplacement du 2G par le Cat-M comme option la moins chère.

Cat-M1/Cat-M/LTE-M

Cat-M (officiellement connu sous le nom de LTE Cat-M1) est souvent considéré comme la deuxième génération de puces LTE construites pour les applications de l’IoT. Elle complète la réduction des coûts et de la consommation d’énergie pour laquelle Cat-0 avait ouvert la voie à l’origine. En plafonnant la largeur de bande maximale du système à 1,4 MHz (par opposition aux 20 MHz de Cat-0), Cat-M a des cas d’utilisation spécifiques pour les applications LPWAN comme les compteurs intelligents, dans lesquels seule une petite quantité de transfert de données est nécessaire.

Mais le véritable avantage de Cat-M par rapport aux autres options réside dans ce fait : Cat-M est compatible avec le réseau LTE existant. Pour les opérateurs tels que Verizon et AT&T, c’est une excellente nouvelle car ils n’ont pas à dépenser d’argent pour construire de nouvelles antennes, bien que le maillage de Cat-M dans les réseaux LTE nécessite un correctif logiciel. Les clients actuels de Verizon et d’AT&T concluront très probablement que Cat-M est de loin l’option la plus avantageuse. Enfin, il est presque certain que les technologies 5G et LTE coexisteront pendant une bonne partie des années 2020, de sorte que la rétrocompatibilité de Cat-M est un atout.

NB-IoT/Cat-M2

Le NB-IoT (également appelé Cat-M2) a un objectif similaire à celui du Cat-M ; cependant, il utilise la modulation DSSS au lieu des radios LTE. Par conséquent, le NB-IoT ne fonctionne pas dans la bande LTE, ce qui signifie que les fournisseurs ont un coût initial plus élevé pour déployer le NB-IoT.

Néanmoins, l’IoT-NB est présenté comme l’option potentiellement la moins coûteuse, car il élimine le besoin d’une passerelle. D’autres infrastructures ont généralement des passerelles qui regroupent les données des capteurs, qui communiquent ensuite avec le serveur principal. (Voici un exemple plus détaillé des passerelles). Avec le NB-IoT, cependant, les données des capteurs sont envoyées directement au serveur primaire. C’est pourquoi Huawei, Ericsson, Qualcomm et Vodafone investissent activement dans les applications commerciales de NB-IoT. Sierra Wireless prévoit que d’ici la fin 2018, le NB-IoT et le LTE-M seront disponibles dans de nombreuses régions du monde.

EC-GSM (anciennement EC-EGPRS)

EC signifie Extended Coverage (couverture étendue). EC-GSM est le réseau GSM optimisé pour l’IoT, le protocole Wireless utilisé par 80 % des smartphones dans le monde. Comme son nom l’indique, EC-GSM peut être déployé dans les réseaux GSM existants, ce qui représente un avantage considérable en termes de praticité et de modularité, puisqu’un simple logiciel permet la connectivité EC-GSM dans les réseaux 2G, 3G et 4G. EC-GSM a également des spécificités use cases in non-Western regions comme la Malaisie, et les pays d’Afrique et du Moyen-Orient, où la 2G reste une norme populaire. Ericsson, Intel et Orange auraient terminé les essais en direct de l’EC-GSM au début de l’année. EC-GSM, cependant, ne génère pas autant de buzz que Cat-M ou NB-IoT.

5G Cellulaire IoT

Contrairement aux options de l’IoT cellulaire ci-dessus, la 5G n’a pas encore été officiellement définie. La Next Generation Mobile Networks Alliance (NGMN) fait pression pour qu’elle soit 40 fois plus rapide que la 4G tout en permettant jusqu’à 1 million de connexions par kilomètre carré. La 5G permet déjà des applications à large bande passante et à haut débit pour le streaming Ultra-HD (4k), la connectivité des voitures à conduite autonome ou les applications VR/AR, telles que Verizon et Samsung présentées respectivement au Superbowl et aux Jeux olympiques. Que nous réserve l’avenir ?

 

Pourquoi vous devriez vous en soucier

Si vous êtes un fournisseur de téléphonie mobile, vous serez obligé de choisir une technologie à déployer pour répondre aux applications de l’IoT à bande étroite.

Pour le reste d’entre nous, il est important de comprendre que ces différentes options ne doivent pas nécessairement s’exclure mutuellement. Cela s’applique également aux autres acteurs du LPWAN comme SigFox, LoRa et Weightless (pour en savoir plus, consultez la rubrique « Which LPWAN Technology is Right for You » de Calum). McClelland

L’IoT couvre un large éventail d’applications. Il faut parfois une grande largeur de bande, comme pour la surveillance en temps réel. Pour le suivi des biens, le débit de données est faible, mais il y a inévitablement de nombreux transferts lorsque les objets se déplacent. Les compteurs intelligents et de nombreux cas d’utilisation de villes intelligentes nécessitent un petit transfert de données une ou deux fois par jour. Cela signifie qu’aucune technologie (même la 5G) ne peut répondre aux besoins spécifiques d’une solution ou d’un dispositif IoT.

La fragmentation au sein de l’IoT craint, mais c’est parfois un mal nécessaire car l’IoT est par définition un domaine très vaste. En général, la question la plus importante est la suivante : quelles sont les exigences et les nuances spécifiques de mon cas d’utilisation ? La réponse à cette question vous amène à vous demander quelles sont les options de connectivité qui vous conviennent le mieux.

 

Ecrire un commentaire