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Les solutions LoRaWAN offrent aujourd'hui le plus grand nombre et la plus grande variété de capteurs. De plus, elles ont précédé l' écosystème 5G et constituent la solution de bout en bout la plus fiable actuellement disponible. Les solutions LoRaWAN sont déployées dans plus de 140 pays à travers le monde. Par ailleurs, les experts et analystes de l'IoT prévoient que les solutions LoRaWAN représenteront plus de 80 % du marché LPWAN au cours de la prochaine décennie. Dans cet article, nous tenterons d'analyser si LoRaWAN s'imposera comme une technologie dominante ou si elle coexistera avec la 5G.
Développement de LoRaWAN Solutions
LoRaWAN est très efficace pour les réseaux radio longue portée, sans fil et à faible consommation. Il fonctionne sur des bandes de fréquences non autorisées. Son déploiement est donc aisé. Il permet aux appareils de faible encombrement de communiquer plus facilement avec d'autres infrastructures et appareils à grande échelle.
Les solutions LoRaWAN sont relativement simples à comprendre. La communication des réseaux en étoile est comparable à une conversation en classe. La passerelle est capable de communiquer avec les nœuds, et ces derniers sont libres de faire de même.
Supposons que votre solution LoRaWAN comporte un nœud et quatre passerelles. Dans ce cas, les nœuds émettent aléatoirement dans le spectre radio. La passerelle capable d'entendre la transmission la capte et la transmet au cloud. Il est fort probable que toutes les passerelles écoutent le message et le transmettent au cloud. Cela élimine le risque de perte de données due à des liaisons de communication faibles ou à des interférences de toute sorte.
Une fois votre message reçu dans le cloud, le système génère un accusé de réception. Cependant, ce processus n'est pas automatique. Pour fonctionner, les nœuds des solutions LoRaWAN doivent demander un accusé de réception. Si un nœud demande un accusé de réception, le cloud choisit une passerelle pour répondre après un intervalle fixe. Cela renforce l'assurance qualité. Presque tous les systèmes LPWAN disposent de plusieurs canaux de réception, et LoRaWAN ne fait pas exception. Les solutions LoRaWAN peuvent recevoir jusqu'à 8 messages simultanément sur différents canaux de fréquence.
Les défis du développement de la 5G
Comme toute technologie émergente, la 5G est confrontée à des défis lors de son développement. Nous en examinerons quelques-uns dans cette section.
- Coûts de fabrication et prix de détail
La construction d'un réseau 5G est coûteuse, car elle nécessite des ressources sophistiquées. Les plans 5G engendreront des coûts initiaux élevés, car il ne s'agit pas simplement de construire une couche supplémentaire sur un réseau existant. En effet, la 5G est une technologie totalement différente. Selon les analystes de marché, les dépenses totales consacrées à la 5G atteindront 88 milliards de dollars avant qu'une solution viable ne soit commercialisée. Par conséquent, ses coûts de fabrication élevés constituent un obstacle majeur.
- Bandes de fréquences restreintes
Les réseaux LTE actuels fonctionnent sur des bandes de fréquences inférieures à 6 GHz. Cependant, la 5G nécessite des bandes de fréquences allant jusqu'à 3000 5 GHz. Bien que ces bandes offrent une plus grande capacité et promettent des débits plus élevés, leur attribution de licences représente un défi majeur. L'attribution de licences pour ces bandes nécessitera probablement des appels d'offres avant le déploiement des solutions 28G correspondantes. Aux États-Unis seulement, les enchères pour la bande 690 GHz ont atteint 2018 millions de dollars fin XNUMX.
- Manque de prise en charge des appareils
La fabrication de smartphones et autres appareils compatibles 5G fait l'objet de nombreuses discussions. Cependant, leur disponibilité dépend de la rapidité avec laquelle la 5G deviendra viable et de leur coût de fabrication. Il est donc certain que nous ne verrons pas beaucoup d'appareils compatibles 5G avant plusieurs années.
- Couverture et déploiement
La 5G offre une augmentation significative de la bande passante et du débit. Cependant, sa portée est limitée. Par conséquent, un déploiement à grande échelle nécessitera des infrastructures supplémentaires. Des fréquences plus élevées confèrent aux ondes radio une grande directionnalité, facilitant ainsi leur ciblage. Cette pratique, appelée formation de faisceaux, présente un risque d'exploitation.
Un autre défi réside dans le fait que les antennes 5G peuvent gérer davantage de données, mais leur portée est limitée. Les stations de base et les antennes sont de plus en plus petites, mais nous devons les installer sur les habitations ou les bâtiments. Les villes intelligentes devront installer des répéteurs supplémentaires pour permettre la diffusion des ondes sur de plus longues distances. Ainsi, elles maintiendront des débits de transmission constants dans les zones densément peuplées. Il est donc évident que le réseau 5G mettra du temps à mûrir.
Nous prévoyons de remplacer à l'avenir les routeurs et modems Wi-Fi par des petites cellules 5G. Nous pourrons ainsi proposer des connexions 5G à nos foyers et à nos petites entreprises, tout en remplaçant les connexions internet filaires classiques. L'extension de l'accès à la 5G aux zones rurales représente donc un défi majeur.
- Confidentialité et sécurité
Assurer la sécurité et la confidentialité représente un défi majeur pour toute technologie axée sur les données. Cependant, la 5G devra garantir des mesures contre les cybermenaces aussi bien sophistiquées que standard. L'authentification et l'accord de clés (AKA) sont un système permettant d'établir la confiance entre les réseaux, et la 5G en fait partie. Ce système permettra de suivre les personnes à proximité grâce à la localisation de leurs appareils intelligents. Il leur permettra même d'écouter vos appels téléphoniques en cours.
Il est donc de la responsabilité des développeurs de la 5G d'assurer la sécurité numérique de leurs clients et de protéger leur vie privée. La connectivité augmentera certainement à mesure que les débits de données dépasseront les niveaux actuels. Par conséquent, les services de virtualisation des données et les serveurs cloud doivent garantir une sécurité optimale et protéger la vie privée et les données personnelles de leurs utilisateurs. Cependant, ces derniers doivent redoubler de vigilance et de prudence lorsqu'ils partagent leurs données sensibles.
Avantages des solutions LoRaWAN sur la 5G
Voici quelques-uns des avantages de LoRaWAN par rapport à la 5G,
- Rentable et économique
Les déploiements LoRaWAN sont très économiques et rentables. En effet, ils consomment très peu d'énergie et disposent d'une longue autonomie. De plus, leur taille compacte réduit considérablement les coûts d'installation et de maintenance.
- Bandes de fréquences sans licence
LoRaWAN fonctionne sur des bandes de fréquences sans licence. Son déploiement est donc plus simple et plus pratique, car il n'implique aucun frais de licence. De plus, il offre une meilleure compatibilité interplateforme et une meilleure accessibilité.
- Support généralisé
LoRaWAN offre une prise en charge étendue de capteurs et d'appareils de différents types. Son fonctionnement nécessite des nœuds simples, ce qui rend superflu tout framework sophistiqué. Il est donc adapté aux déploiements de masse et aux implémentations IoT à grande échelle.
- Couverture à longue portée
LoRaWAN prend en charge les communications longue portée. Cependant, nous pouvons accroître sa portée effective en intégrant un service cloud. Cela permet à LoRaWAN de communiquer efficacement à longue comme à courte portée. Les nœuds des réseaux LoRaWAN communiquent d'abord avec les passerelles les plus proches, puis ces dernières transfèrent les données au serveur cloud. Les passerelles LoRaWAN captent efficacement les paquets de données, réduisant ainsi considérablement les risques d'interférences ou de bruit. De plus, nous pouvons ajouter des niveaux de sécurité supplémentaires sous forme d'accusés de réception. Ces accusés de réception nous permettent de garantir la fluidité de la transmission des paquets de données.
- Politique de confidentialité
LoRaWAN nous permet de créer des réseaux hybrides public-privé. Cela nous permet de contrôler l'accès des utilisateurs aux données et informations confidentielles. Nous pouvons concevoir des filtres et mettre en œuvre des mécanismes de filtrage pour éviter les tentatives malveillantes. LoRaWAN nous offre ainsi un contrôle total sur le degré de confidentialité souhaité pour notre réseau.
Tendances actuelles et futures de LoRaWAN et de la 5G
La complexité des cas d'utilisation de la 5G rend sa sophistication trop importante pour certains réseaux. Il sera donc nécessaire de développer une technologie adaptée aux applications existantes. Les experts de l'IoT affirment que la 5G LTE offre de meilleures performances, mais au détriment de certains paramètres clés. Or, ces paramètres clés sont parfaitement couverts par les solutions LoRaWAN. Les experts prédisent que LoRaWAN exploitera cette limitation de la 5G et tentera d'en tirer parti. Les analystes prévoient que la 5G pourrait réduire l'écart technologique dans une certaine mesure. Cependant, des solutions hautement ciblées et spécialisées comme LoRaWAN ont toujours leur place.
Comment les solutions LoRaWAN peuvent-elles s’imposer ?
Les experts du secteur vont jusqu'à affirmer que LoRaWAN restera de facto une norme sans licence, même à l'ère de la 5G. Ils suggèrent que LoRaWAN est plus adapté à une adoption massive, car il offre une faible consommation de batterie et permet des réseaux hybrides public-privé. Jusqu'à présent, les développements de la 5G se sont concentrés sur les communications critiques et les services haut débit. Par conséquent, ils ne peuvent pas être utilisés efficacement pour un déploiement IoT à grande échelle. Par conséquent, nous pouvons clairement conclure que LoRaWAN jouera certainement son rôle dans les futurs environnements IoT grâce à ses propriétés optimales et à ses caractéristiques prometteuses.
Si vous envisagez d'intégrer la technologie LoRaWAN à votre projet IoT, vous êtes au bon endroit. MOKO Smart vous propose les modules LoRaWAN nécessaires, déployables selon vos besoins. N'hésitez pas à nous contacter pour en savoir plus sur nos produits et services. Nous espérons avoir bientôt de vos nouvelles.
Principaux cas d'utilisation des solutions LoRaWAN
Les solutions LoRaWAN sont conçues pour connecter à Internet des appareils nécessitant une faible transmission de données et une batterie limitée. Leurs fonctionnalités en font un choix idéal pour les applications suivantes :
Ville intelligente
La transmission longue portée du LoRaWAN, pouvant atteindre 10 kilomètres, permet de construire des infrastructures sur de vastes zones de villes intelligentes. De plus, grâce à la facilité avec laquelle il peut connecter un grand nombre de nœuds, le réseau offre une excellente capacité anti-interférence et un positionnement très précis.
LoRaWAN est une solution prête à l'emploi, facile à déployer et qui améliore considérablement la gestion et le contrôle des systèmes de villes intelligentes en termes de prévision des transports publics, de surveillance environnementale, d'éclairage public et d'espaces de stationnement intelligents.
Compteurs intelligents et services publics
Les réseaux de distribution intelligents sont souvent situés à des endroits inaccessibles aux capteurs des réseaux 5G. LoRaWAN présente donc des avantages considérables dans ce domaine. Cette solution basée sur LoRaWAN traduit les informations en actions concrètes en garantissant l'accès et la portée requis, sans intervention manuelle des techniciens de terrain.
Les services publics allemands intègrent l'électricité provenant de sources renouvelables et de nouveaux utilisateurs contrôlables dans le réseau pour parvenir à un contrôle durable de la transition énergétique.
L'agriculture basée sur les données
Smart Agriculture utilise des systèmes et des capteurs LoRaWAN pour collecter et analyser des données afin d'améliorer l'efficacité tout au long de la chaîne de production alimentaire, depuis les relevés de température et d'humidité et le suivi des indicateurs de santé du bétail jusqu'à la surveillance à distance des équipements agricoles, des cultures et du bétail.
Les appareils basés sur Lora sont une alternative peu coûteuse à l’infrastructure 5G qui permet un déploiement flexible et ne nécessite pas non plus de changements de batterie fréquents.
Bâtiment intelligent
LoRaWAN ouvre une nouvelle ère dans le développement de systèmes de gestion de bâtiments intelligents en raison de sa télécommande, de sa faible consommation d'énergie, de son faible coût, de ses importantes capacités anti-interférences et de sa pénétration élevée du signal.
De plus, l'installation de la solution LoRa est simple et n'interfère pas avec les opérations administratives. LoRaWAN intègre divers systèmes de gestion des installations pour une gestion et une surveillance centralisées et intelligentes des bâtiments. De plus, il permet aux gestionnaires d'installations de surveiller en temps réel les données relatives à la consommation d'énergie, à l'occupation, aux conditions environnementales et à la qualité de l'air, afin d'améliorer la rentabilité et l'utilisation des ressources.
Soins de santé
Sous la pression économique, de nombreux jeunes sont pris par leur carrière et n'ont ni le temps ni l'énergie de s'occuper des personnes âgées à domicile. De leur côté, le personnel hospitalier est quotidiennement surchargé. L'utilisation de LoRaWAN est donc nécessaire pour garantir des soins accessibles, simplifier l'enregistrement des patients, localiser les personnes et garantir un échange d'informations plus transparent.
Chaîne d'approvisionnement et logistique
LoRaWAN peut parcourir de longues distances dans les chaînes d'approvisionnement et la logistique. Des applications spécifiques sont observées dans des domaines tels que la lutte contre le vol, la gestion de flotte, le suivi des actifs, le suivi de l'état des conducteurs et la maintenance prédictive.
Quels sont les cas d'utilisation de la 5G
Les capacités de faible latence et de bande passante élevée de la 5G ont un impact significatif sur les écosystèmes gourmands en données qui nécessitent des communications robustes et en temps réel.
Voitures connectées et conduite autonome
Les véhicules et les transports, équipés de systèmes télématiques sophistiqués et fortement tributaires des relevés et transferts de données en temps réel entre de multiples capteurs et systèmes IoT, constituent des secteurs privilégiés pour les solutions 5G. De grandes quantités de données, telles que la température, la localisation, la vitesse et les conditions de circulation des véhicules, peuvent être collectées pour améliorer le confort et la sécurité de conduite.
Pour que les voitures intelligentes puissent lire avec précision les conditions de circulation en constante évolution et réagir en une fraction de seconde, elles ont besoin d'une technologie garantissant un transfert d'informations transparent entre des milliers d'appareils IoT. Le potentiel de la 5G à gérer une communication à latence quasi nulle entre plusieurs appareils ouvre la voie à une interaction directe de véhicule à véhicule et à une communication de véhicule à tout (V2X), y compris les systèmes de gestion des données de trafic, les parcmètres et les lampadaires.
Solution de santé intelligente 5G
Le système médical 5G connecte les données des appareils portables aux systèmes cloud des fournisseurs et permet des consultations à distance de haute qualité avec vidéo en temps réel. Les objets connectés 5G améliorent considérablement l'efficacité des soins préventifs et personnalisés en permettant la surveillance et la transmission en continu des signes vitaux des patients. Des hôpitaux et des instituts de recherche du monde entier testent des cas d'utilisation de la 5G, notamment pour les secours d'urgence à distance, la chirurgie à distance, le diagnostic expert en ligne, les tournées mobiles et la surveillance intra-hospitalière.
Selon le rapport de la GSMA, la 5G représentera au moins 1.2 milliard de connexions dans le monde d'ici 2025.
Et que pensez-vous du NB-IoT ?
Certains appareils LoRa choisiront également de se connecter au réseau NB-IoT, qui est une norme LPWAN développée par la même division qui a développé les protocoles 4G et 5G.
En d'autres termes, il s'agit d'une technologie cellulaire permettant de mettre en œuvre LoRaWAN et utilisée pour les appareils connectés à la 4G. Une fois la 5G généralisée, elle restera utilisée pendant un certain temps.
Comparé à Lora, le NB-IoT offre une bande passante plus élevée. Il ne nécessite qu'un logiciel et aucune infrastructure spécifique. Ce type de réseau peut donc facilement couvrir des millions d'appareils. Cependant, le nombre d'appareils de ce type reste bien inférieur à celui des appareils LoRa.
Cependant, le NB-IoT présente des inconvénients. Le principal est qu'il absorbe beaucoup d'énergie, ce qui décharge très rapidement la batterie de l'appareil.
De plus, le NB-IoT a des exigences de sécurité relativement élevées et utilise un cryptage hop-by-hop obsolète tandis que LoRaWAN utilise un cryptage de bout en bout, un mécanisme de norme de sécurité moderne.
Pour les raisons ci-dessus, LoRa est une meilleure alternative temporaire à la 5G que le NB-IoT.
Solution MOKOSMART LoRaWAN prête à être déployée
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- Capteur LoRaWAN
- Tracker LoRaWAN
- prise LoRaWAN
- Passerelle LoRaWAN
