LPWAN : tout comprendre au réseau phare de l’IoT !

Lundi 17 avril 2023
LPWAN : tout comprendre au réseau phare de l’IoT !

La mise en place d’un projet smart city va de pair avec celle des IoT. Aussi nommé Internet des objets, cette technologie vise à relier les objets connectés … à Internet. De manière générale, les objets connectés peuvent aussi bien être des objets du quotidien que des dispositifs médicaux ou encore des infrastructures publiques, telles que des feux de signalisation par exemple. Dans le cas d’une smart city on peut compter des millions d’objets déployés, capables de transmettre et recevoir des données en temps réel, pour permettre aux opérateurs de prendre les meilleures décisions en matière de politique publique. On parlera ici d’IoT massif. De par l’ampleur du maillage nécessité, un élément devient alors essentiel, le réseau LPWAN. De quoi s’agit-il ? Et quels sont les enjeux d’un tel réseau ? Réponses.

LPWAN : qu’est-ce c’est ?

Acronyme anglais de Low Power Area Network, le terme LPWAN désigne une technologie de réseaux sans fils à longue portée et de basse consommation créée en 2013. Dédiés à la mise en relation d’objets communicants aux faibles besoins, ces réseaux spécialisés leurs assurent une autonomie opérationnelle de plusieurs années.

Ces caractéristiques sont totalement en phase avec les exigences des dispositifs IoT. Ces derniers, dans le cadre d’une smart city, nécessitent en effet d’interconnecter un grand nombre d’objets, sur une surface souvent conséquente, sans exploser pour autant la facture énergétique.

LPWAN : les différents réseaux

La technologie LPWAN est principalement représentée par quatre acteurs, représentant 92% du marché et comptant chacun ses spécificités : Sigfox, Lora, Nb-IoT et LTE-M.

Sigfox

Développé en France, ce pionnier des IoT couvre 72 pays dans le monde. Utilisant des bandes ISM (Industrielle, Scientifique et Médicale) de 868 MHz, cette technologie peut transmettre 140 messages de 12 octets chacun par jour. Sa portée est de 10 km en ville et de 50 km en campagne.

Lora

Autre poids lourd, LoRa, ou LoRaWAN de son nom complet, est issu de l’entreprise américaine Semtech. Ces capteurs ont la même portée que son concurrent, mais affichent un débit de 300 bits à 50 kbits, contre 100 bits chez Sigfox. L’autre grande différence est la nature de leurs réseaux. Là où Sigfox a recours à des réseaux partenaires ou à son réseau propre, recourir à LoRaWAN nécessite d’installer ses propres antennes. Cela fait, le réseau étant ouvert, toute entreprise peut l’utiliser. 36% des communications LPWAN transitaient via le réseau LoRa en 2021, selon IoT Analytics.

Nb-IoT

Utilisant les antennes 4G existantes, cette technologie développée par les opérateurs télécoms a le vent en poupe. Bien que plus onéreuse que les deux précédentes, Nb-IoT s’adresse aux applications IoT ayant des faibles débits de données, jusqu’à seulement 1 kbits. S’y ajoutent la durée de vie des batteries, sa couverture étendue, idéale en milieu rural, pour en faire le leader des réseaux LPWAN, avec 47% du réseau mondial, toujours selon IoT Analytics.

LTE-M

Également issue des télécoms, LTE-M se différencie en ciblant les usagers nécessitant de plus gros volumes de données et une plus grande mobilité. Cela fait d’elle une LPWAN répondant à des besoins plus ciblés, tels que les systèmes de sécurité, là où Nb-IoT vise à un déploiement plus massif.  Les deux ne s’opposent donc pas nécessairement.

Si le LPWAN est une technologie, elle se décline donc en divers débits, fréquences utilisées ou modulation. En d’autres termes, en différents usages et publics cibles. On classe généralement les différents acteurs dans deux grandes catégories : Les réseaux LPWAN non-cellulaires, Sigfox et LoRaWAN et les LPWAN cellulaires, Nb-IoT et LTE-M.

Quels sont les cas d’utilisation du réseau LPWAN ?

LPWAN : le réseau phare de la smart city

Les réseaux LPWAN peuvent servir dans des cas distincts. Premièrement, les villes intelligentes : les réseaux LPWAN peuvent en effet être utilisés pour assurer l’interconnexion des différents capteurs et objets connectés propres à une smart city.

Les objets connectés peuvent avoir pour fonction de renseigner quant au trafic, à la météo, ou encore à la qualité de l’air.

LPWAN et agriculture

Le réseau LPWAN se révèle également intéressant dans le domaine de l’agriculture. Des capteurs au service d’applications agricoles peuvent servir à la surveillance de la température, de l’irrigation des sols et de l’exposition à la lumière des terrains.

LPWAN et industrie

Enfin, les réseaux LPWAN peuvent être déployés dans le cadre industriel. Ici, ils auront pour but de faire remonter les informations des capteurs vers des applications industrielles. Seront scrutées des variables générales, comme les vibrations ou la température, mais également des domaines plus spécifiques à l’activité.

Notons par ailleurs, que le réseau LPWAN peut aussi être mis à contribution au service d’une application de santé. Les données collectées seront de nature médicale, à l’instar des signes vitaux des patients, mais également techniques, permettant le suivi des équipements médicaux.

Pourquoi faire appel à la technologie LPWAN ?

Quel que soit son cadre d’utilisation, la technologie LPWAN ne manque pas d’avantages techniques.

En premier lieu, sa faible consommation d’énergie vient garantir une durée de fonctionnement importante des capteurs et autres dispositifs connectés. En effet, les objets connectés ne transmettant que de faibles quantités de données, ils ne nécessitent que peu d’énergie pour leur fonctionnement.

Leur longue portée fait également la différence pour connecter des dispositifs sur des territoires parfois étendus, comme à l’échelle d’une ville ou en milieu rural. Leur portée est, de fait, bien supérieure aux autres réseaux sans fils comme le Wifi ou le Bluetooth.

Enfin, ces réseaux se révèlent économiques lors de leur installation. Cela les rend idéaux pour des déploiements de masse, comme dans le cadre d’une smart city où un grand nombre de dispositifs IoT doit être mis en place.

Vous l’aurez compris : le réseau LPWAN, de par sa polyvalence et sa valeur ajoutée – tant pour son efficacité qu’au niveau des économies engendrées – apparaît comme stratégique pour le développement d’une smart city. Les dispositifs IoT au service d’une ville connectée sont en effet nombreux, notamment pour l’éclairage public, la mesure de la qualité de l’air et de l’eau, ou encore les feux de signalisation. Des enjeux auxquels répondent parfaitement les réseaux LPWAN.

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