Créer une couverture réseau efficace pour le déploiement d'applications IoT à grande échelle

L'instrumentation du monde avec des capteurs à faible coût commence à permettre aux entreprises, villes et pays de changer la façon dont la valeur est créée. Cela commence à se voir à une échelle significative.

Aujourd'hui, les applications Internet des objets (IoT) basées sur des capteurs stimulent les avancées dans les marchés commerciaux et grand public où elles sont utilisées pour rationaliser les opérations, améliorer la productivité et soutenir la création de nouveaux services. Elles soutiennent également les changements économiques et environnementaux à l'échelle mondiale par le biais d'efforts liés à la conservation des ressources et à la durabilité, ce qui permet aux entreprises et aux citoyens de rendre le monde meilleur.

Avec les analystes qui prévoient 25 milliards de dispositifs connectés compatibles avec des capteurs et un marché d'une valeur totale de mille milliards de dollars d'ici à 2025¹, l'Internet des objets pourrait représenter plus d'innovations et de changements que tout autre développement technologique au cours de notre existence.

Un point d'inflexion dans le marché IoT

Pendant plusieurs années, les technologies cellulaires, Wi-Fi et Bluetooth ont été considérées comme étant les technologies les plus viables pour soutenir les déploiements IoT, mais le coût élevé des composants cellulaires et des forfaits de connectivité, ainsi que la portée limitée et les exigences de configuration manuelle des solutions de connectivité localisées ont limité l'adoption des applications IoT à grande échelle.

Par ailleurs, les cycles d'actualisation forcés de la connectivité cellulaire créent désormais des défis pour ceux qui l'ont adoptée au tout début. Selon une recherche récente, la disparition progressive de la 2G et de la 3G affectera plus de 50 % de tous les dispositifs IoT basés sur la technologie cellulaire². Les opérateurs de réseaux mobiles abordent cette situation avec des technologies basse consommation, comme NB-IoT et LTE-M, mais l'adoption de ces technologies est décevante, avec moins de deux millions de dispositifs déployés aux États-Unis à la fin de l'année 2019³.

La 5G a été présentée comme étant la nouvelle meilleure solution de connectivité pour l'IoT à grande échelle, avec des opérateurs et intégrateurs de système qui sont impatients de présenter des cas d'utilisation et l'intègrent à de nouvelles offres de produits. Cependant, l'adoption par les entreprises reste minimale. Selon une estimation d'ABI Research, il y a seulement 290 déploiements de réseau 5G privés annoncés publiquement dans le monde⁴. Même si les chiffres officiels restent à confirmer, il s'agit d'une très petite part du marché IoT.

Si les technologies cellulaires et Wi-Fi ont atteint les objectifs des premières applications machine-à-machine (M2M) propriétaires ou à usage unique, elles ne permettent pas de répondre de façon adéquate aux besoins des solutions IoT à grande échelle et reproductibles d'aujourd'hui.

Pour qu'ils soient réussis, les déploiements IoT actuels nécessitent un faible coût, une connectivité réseau longue portée, une grande autonomie des capteurs, une sécurité de grade entreprise et un service de réseau de grade opérateur avec contrat de niveau de service. Des technologies bien plus récentes que la technologie cellulaire et spécialement conçues pour l'IoT permettent maintenant de répondre à ces besoins.

Réseaux LoRaWAN® basse consommation et longue portée pour l'IoT massif

Composée de plus de 500 sociétés membres, la LoRa Alliance, association à but non lucratif, s'engage à permettre le déploiement à grande échelle de réseaux LPWAN (Low Power Wide Area Network) grâce au développement et à la promotion de la norme ouverte LoRaWAN. (Source de l'image : Senet)

Sur les quelques milliards de dispositifs IoT équipés de capteurs qui devraient être connectés au cours des prochaines années, on estime que plus de la moitié fonctionnera avec des réseaux LPWAN prenant en charge une communication à faible débit binaire sur de longues distances. Conçus pour les capteurs et les applications qui doivent envoyer et recevoir de petites quantités de données seulement deux ou trois fois par heure, voire une seule fois par jour, les réseaux LPWAN révolutionnent la surveillance et les mesures. La technologie LPWAN contribue à une nouvelle vague d'innovations IoT soutenue par des modèles commerciaux. Elle engendre également des revenus qui seraient autrement impossibles.

De toutes les technologies LPWAN, LoRaWAN® (la spécification LPWAN ouverte prise en charge par l'association à but non lucratif LoRa Alliance) a émergé comme étant une technologie de pointe pour la plupart des applications en extérieur et en intérieur. La technologie LoRaWAN se différencie par son écosystème ouvert, sa basse consommation, sa longue portée, ses spécifications de sécurité robustes et son évolutivité en matière de capacité. Elle offre des avantages inaccessibles avec d'autres technologies, notamment :

• Coûts considérablement inférieurs en termes de capital et de frais d'exploitation
• Possibilité de déployer des solutions basées sur des capteurs avec une durée de vie de plus de 10 ans
• Couverture réseau sans fil dense et longue portée, fournie par un nombre réduit de passerelles
• Caractéristiques de propagation robustes avec possibilité de traverser les murs et de fournir une couverture dans les endroits difficiles d'accès
• Options de connectivité flexibles, y compris déploiements de réseaux publics, privés et hybrides
• Vaste écosystème mondial de partenaires d'applications et de dispositifs

De plus, le protocole LoRaWAN présente des avantages inhérents essentiels liés à la sécurité, à la fiabilité et à l'évolutivité. Le protocole a été conçu avec une sécurité de bout en bout en tant qu'élément fondamental de l'architecture. Les communications sur le réseau entre les nœuds d'extrémité et le serveur d'application sont sécurisées au moyen d'un cryptage AES-128. Ce service « type VPN » de nœud d'extrémité permet d'assurer l'intégrité et la sécurité des données d'applications sensibles.

Principaux cas d'utilisation LoRaWAN

Non seulement LoRaWAN bouscule les aspects économiques de la construction des réseaux, mais l'efficacité de l'exploitation et de l'entretien des réseaux LoRaWAN est grandement optimisée et prend en charge davantage de cas d'utilisation que les autres technologies de connectivité.

Ces cas d'utilisation IoT commerciaux peuvent être pris en charge par un accès réseau privé, un accès réseau public (pour une couverture en intérieur et en extérieur) ou une combinaison hybride unique de modèles de déploiement proposée par des opérateurs réseau comme Senet.

L'un des premiers cas d'utilisation réussis à grande échelle pour LoRaWAN est le compteur d'eau. Étant donné que les applications de compteur d'eau et de surveillance d'infrastructures présentent des charges de données relativement faibles et nécessitent rarement une faible latence, le marché de l'eau est bousculé par les solutions LoRaWAN qui remplacent rapidement les anciens systèmes et sont déployées pour des périodes de 15 à 20 ans. Le marché du gaz naturel suit de près avec l'utilisation de la technologie LoRaWAN dans des essais sur le terrain à grande échelle menés par des fournisseurs de services multiples qui souhaitent améliorer les compteurs, détecter les fuites et proposer de meilleurs services.

Avec la mise en place d'un réseau LoRaWAN dense pour prendre en charge les compteurs (électriques et autres) et la surveillance des infrastructures, les entreprises, les villes et les départements peuvent tirer parti du même réseau pour déployer et étendre leurs initiatives IoT. Au-delà de la mesure et de la surveillance, les solutions LoRaWAN sont désormais disponibles pour un large éventail d'applications, notamment les suivantes (liste non exhaustive) :

• Surveillance de l'environnement et des bâtiments
• Suivi des actifs
• Gestion des déchets
• Parking intelligent
• Éclairage urbain
• Lutte contre les nuisibles
• Sécurité publique

L'évolution des services M2M à capacité limitée vers les réseaux LoRaWAN conçus et déployés pour les solutions IoT à très grande échelle a créé de nouvelles opportunités pour les fournisseurs d'infrastructures de communications, les entreprises, les organisations, les fournisseurs de solutions industrielles et les municipalités. Ceux qui reconnaissent le potentiel de cette technologie sont promis à des résultats sans précédent.

À propos de Senet

Senet développe des logiciels et des services basés cloud, utilisés par les opérateurs de réseau, les développeurs de solutions et les intégrateurs de système pour le déploiement à la demande de réseaux Internet des objets (IoT) utilisés pour connecter des centaines de millions de dispositifs IoT compatibles avec des capteurs. Pour en savoir plus, consultez le site www.senetco.com

Références

1 - GSMA IoT Revenue: State of the Market 2020

2 - James Brehm & Associates, "IoT Results & News Roundup thru Q3 2019"

3 - James Brehm & Associates, "State of the Market", 2019

4 - ABI Research, "Shared Spectrum and Private Networks Tracker", 3Q 2021