Kezako ?

Les réseaux LPWA, Low Power Wide Area

19.07.2022

Article de blog

A l’instar du LTE-M et du NB-IoT, les réseaux LPWA connaissent une croissance fulgurante, portés par leurs nombreux avantages technologiques.

Définition et spécificités du LPWA

L’acronyme LPWA (ou LPWAN) – Low Power Wide Area (Network)- désigne l’ensemble des réseaux sans fil (Network) combinant à la fois basse consommation énergétique (Low Power) et longue portée (Wide Area).

Leur usage concerne principalement des objets IoT nécessitant des remontées de faibles volumes de données, par intermittence et sur de longues distances. Les réseaux LPWA les plus connus sont le LTE-M et le NB-IoT. Ce sont les seuls réseaux bénéficiant de la norme internationale 3GPP, utilisée par l’ensemble des opérateurs Telecom pour faciliter le déploiement en roaming.

  • Basse consommation (Low Power) : Grâce à la faible quantité de data transportée ainsi qu’aux fonctionnalités hibernation (PSM) et semi-éveil (eDRX), la durée de vie de la batterie du device peut être décuplée et durer jusqu’à 10 ans, ce qui maximise le retour sur investissement car il n’y a plus besoin de faire des interventions régulières pour changer la batterie.
  • Longue portée (Wide Area) : Les réseaux LPWA disposent d’une excellente performance de connexion sur des zones très étendues (de l’ordre de plusieurs dizaines de kilomètres) et pour tous les objets, même s’ils sont enterrés ou en intérieur. Il s’agit de la fonctionnalité « Extended Coverage ».

 

Fonctionnalités des réseaux LPWA, NB-IoT et LTE-M

Les connectivités LPWA possèdent trois fonctionnalités spécifiques qui leur confèrent performance et autonomie tout en renforçant leur sobriété énergétique. Ces fonctionnalités s’appliquent au niveau du module du device.

Schéma composition d'un device

  • Couverture étendue – Extended Coverage (EC) : Cette fonctionnalité permet au device de capter le signal radio dans des zones où un téléphone mobile ne détecterait aucun signal. La fonction couverture étendue (EC) est un réel avantage dans les zones difficiles d’accès, par exemple à l’intérieur des bâtiments HQE (Haute Qualité Environnementale) pour se connecter au réseau et transmettre les informations à votre serveur.

Exemple de cas d’usage : La fonctionnalité « Couverture étendue (EC) » facilite par exemple la gestion des parkings et des réseaux souterrains. De même, elle assure la connectivité des ascenseurs, situés dans des zones peu accessibles (jusqu’à plusieurs murs et plaques de béton selon la position de l’antenne).

 

  • Mode hibernation – Power Saving Mode (PSM) : Cette fonctionnalité permet de faire entrer le module dans un état de veille prolongée, dit hibernation, et ainsi de réduire considérablement sa consommation d’énergie. Le mode hibernation se déclenche grâce à un « timer » que vous pouvez configurer selon les besoins de vos use case. Lorsque le mode hibernation est actif, le module n’est plus à l’écoute du réseau, il ne peut ni envoyer ni recevoir de message : il ne capte plus les informations en temps réel.

Exemple de cas d’usage : Le PSM convient parfaitement à des actions de remontée d’informations périodiques telles que la télérelève de compteur d’eau ou d’électricité. En effet, pour ces usages les communications sont peu fréquentes et ne nécessitent pas de remonter l’information en temps réel mais à intervalles réguliers : 1 fois toutes les 2 heures ou 1 fois par jour par exemple.

 

  • Mode semi-éveil – Extended Discontinous Reception (eDRX) : Pendant la phase semi-éveil (eDRX), la section du module en charge de la réception des données est éteinte, seule la transmission des données depuis le device est possible. Également équipé d’un « timer », le module radio sort de cette phase de veille partielle à intervalles réguliers vous permettant ainsi de vous connecter à distance au boitier. Le eDRX contribue donc également à la frugalité énergétique.

Exemple de cas d’usage : Les alarmes incendie fonctionnent majoritairement en mode semi-éveil. Celles-ci communiquent peu mais nécessitent de pouvoir transmettre des informations urgentes en temps réel. Ainsi, le reste du temps le device économise de l’énergie.

 

Les modes hibernation (PSM) et semi-éveil (eDRX) contribuent donc à une nette augmentation de l’autonomie des devices. De plus, ils peuvent aisément être combinés et configurés directement dans le device par vos soins selon chaque cas d’usage.

 

Schéma fonctionnalités EC, PSM et eDRX

 

Les avantages du LTE-M et du NB-IoT

Les réseaux LPWA les plus connus sont le LTE-M et le NB-IoT. Complémentaires aux autres technologies IoT, ils sont idéaux pour connecter les équipements dans des zones difficiles d’accès, à moindre coût et pour longtemps.

  • Forte autonomie (jusqu’à 10 ans)
  • Modules à coût réduit
  • Meilleure performance dans les zones enterrées, semi-enterrées et en intérieur
  • Pérennité technologique garantie (compatible avec la future 5G-SA prévue en 2023

➜ Pour en savoir plus sur ces technologies

Cas d’usage

Les spécificités des réseaux LPWA les rendent particulièrement adaptés aux cas d’usage suivants :

  • Gestion des parkings
  • Télérelève des compteurs d’eau et d’énergie
  • Tracking de véhicules ou suivi de matériel/de produits/d’équipements à forte valeur.
  • Alarmes (CO2, intrusion, incendie, inondation…)
  • Suivi de la chaine du froid
  • Palettes connectées
  • Eclairage des rues et autoroutes
  • Surveillance de surfaces cultivées
  • Supervision des ruches connectées
  • Gestion du trafic, des feux rouges et des radars…

 

Les experts Objenious vous guident dans vos projets IoT en étudiant la compatibilité des technologies LPWA avec vos activités et en vous conseillant les solutions les plus adaptées.

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