Quel réseau choisir pour mon objet connecté ?

Vous souhaitez développer un objet connecté ? Avant de se lancer, encore faut-il savoir quelle technologie de connectivité choisir. Ce choix est déterminant car il concernera toutes les sphères de votre projet, du business pur aux opérations marketing. Sachez au préalable qu’il existe deux grandes catégories de technologies, chacune avec ses avantages et ses inconvénients. Elles sont composées de “sous-catégories” proches mais qui répondent à des usages différents.

 

Les technologies de courte portée (short range)

Utilisées, parfois depuis longtemps, dans la vie courante, ces technologies ne fonctionnent que lorsque l’objet est à proximité.

 

RFID

La RFID (radio identification) est une solution ancienne et très courante. Bien connue des consommateurs, elle se retrouve ainsi à travers une puce dans les anti-vols, reconnaissable par son aspect labyrinthique. Ce même type de puce est par exemple implanté dans la peau des animaux domestiques pour les identifier. Il s’agit d’une technologie basse fréquence qui fonctionne par ondes électromagnétiques. Pour cela, elle doit être analysée par un lecteur de courte portée, ce qui ne permet pas de transmettre des informations à distance.

 

Le protocole NFC

NFC (pour Near Field Communication) est un protocole issu de la RFID. Cette technologie permet également l’échange de données sur une courte distance. Néanmoins avec le NFC, les usages sont plus précis qu’avec la RFID. C’est ainsi que le NFC sert notamment au paiement sans contact, à travers une simple carte, un téléphone ou une montre connectée. Son champ magnétique, plus réduit, évite les actes involontaires. Notons par ailleurs qu’un lecteur NFC peut lire une puce RFID.

 

Bluetooth LE

Appelé aussi BLE ou parfois Bluetooth Smart), la technologie Bluetooth Low Energy est comparable à la technologie Bluetooth classique mais elle permet une consommation d’énergie 10 fois inférieure. Elle est utile pour de nombreux usages courants, comme les montres connectées, ou même dans le domaine médical.

 

Bluetooth Mesh

Le Bluetooth Mesh, face au Bluetooth classique ou basse consommation, a pour avantage de créer un maillage entre de très nombreux objets (une cinquantaine) leur permettant d’échanger des données. Il donne aussi la possibilité aux utilisateurs d’étendre leur réseau.

 

Zigbee

Très utilisée dans la domotique, la technologie Zigbee permet un maillage entre les différents objets connectés tout en utilisant très peu d’énergie. Un capteur alimenté par une pile peut ainsi fonctionner pendant des années sans avoir besoin d’être changé.

 

ZeeWave

ZeeWave (ou Z-Wave) est comparable à la technologie Zigbee. Elle est aussi particulièrement utilisée pour la domotique. Critiquée en 2018 pour sa perméabilité aux attaques de pirates, qui peuvent alors prendre le contrôle des serrures ou du système de surveillance, Z-Wave a évolué pour devenir Z-Wave Plus et garantir plus de sécurité et de fonctionnalités. Cent fabricants l’utilisent aujourd’hui pour leurs objets connectés.

 

EnOcean

Ce protocole se place encore au-dessus des technologies basse consommation puisqu’il récupère l’énergie présente dans son environnement pour fonctionner. Il s’agit donc d’un réseau IoT en autoconsommation. Il a pour autre avantage d’être utilisable aussi bien en domotique, que pour les smart buildings, ou encore dans le domaine industriel.

 

Wi-Fi

Il ne faut pas non plus oublier le réseau Wifi, parfaitement opérable avec un certain nombre d’objets connectés. Néanmoins, il nécessite beaucoup d’énergie pour fonctionner.

 

Les technologies de longue portée, réseaux opérés ou non (long range)

Ces technologies n’ont, à l’inverse, pas besoin d’être à proximité pour fonctionner. La plupart d’entre elles sont d’usage courant.

 

GSM, 2G, 3G, 4G, LTE-M

Bien connus, les réseaux GSM, 2G, 3G et 4G – en attendant la 5G qui démultipliera la connectivité des objets connectés – équipent avant tout les téléphones portables, mais pas seulement. L’IoT a ainsi fait évoluer la norme GSM qui continue d’être opérante pour le besoin des objets connectés qui peuvent alors transférer des données à longue portée, sans la nécessité d’un débit élevé.

D’une manière générale, ces réseaux sont intéressants pour les entreprises qui veulent déployer des solutions à l’international, sachant qu’ils existent partout.

Le LTE-M est une technologie LPWAN récente dédiée à l’IoT qui, contrairement à Sigfox ou LoRa, utilise les bandes de fréquences 4G des opérateurs mobiles.

 

Emergence des technologies Sigfox, LoRa / LoRawan, NB-IoT

Ces technologies, désormais bien ancrées et entièrement dédiées à l’IoT, sont des réseaux LPWAN (de longue portée et basse consommation). Ils permettent notamment un fonctionnement optimal des réseaux de smart cities, grâce à leur portée qui marche même si les capteurs sont enterrés. Par ailleurs, les objets connectés sur ces réseaux ont une autonomie de plusieurs années. À l’inverse, ils ne permettent pas une connexion et un échange de données permanents.

LoRa et Sigfox, deux technologies françaises concurrentes, sont aussi appréciées dans le domaine industriel. LoRa permet de créer des réseaux internes efficaces pour la production et la maintenance. Mais elles sont concurrencées toutes les deux par le protocole NB-IoT qui s’appuie entre autres sur les réseaux mobiles, incluant le réseau LTE. Si bien qu’il ne nécessite pas d’investir dans de nouveaux outils. Il est par ailleurs plus rapide que LoRa et Sigfox.

Pour les plus curieux d’entre vous et si vous avez la fibre techno, vous pouvez trouver d’excellentes explications sur le blog suivant :

rtone-network-matrice

Vous souhaitez en savoir plus sur Rtone ?

Comment faire son choix entre ces différents réseaux ?

Même si un objet connecté peut fonctionner avec plusieurs réseaux, pour des raisons de développement et de coûts, il est d’usage d’effectuer un choix unique en fonction de différents critères. Pour cela, vous devez vous poser un certain nombre de questions qui permettront de désigner la solution optimale :

  • Dans quel environnement l’objet évoluera-t-il ? Un espace urbain, un sous-terrain, en zone rurale, indoor ou outdoor ?
  • À quelle distance l’objet sera-t-il du point relais le plus proche (exemple : smartphone, antenne-relais, passerelle WiFi) ?
  • Quelle est la quantité d’informations, de données à communiquer par jour ?
  • À quelle fréquence ces données seront envoyées ? (quelques envois, plusieurs centaines ou plus)
  • Est-ce que la prise en main à distance (PMAD) de votre objet est nécessaire ?
  • Est-ce que votre objet doit être « joignable » périodiquement, voire à tout moment ?
  • Quel est le délai maximum toléré pour transmettre une donnée du Système d’Information à l’objet ?
  • Est-ce qu’il s’agit d’un objet mobile ou fixe ?
  • Souhaitez-vous géolocaliser votre objet ? Si oui, quelle est la précision tolérée en mètres ?
  • Souhaitez-vous tracer en temps réel votre objet ?
  • Quel type de source d’énergie alimente votre objet ? (Secteur, batterie ou pile)
  • Si l’objet doit avoir une source d’énergie limitée, combien de temps doit-elle durer ? Quelle durée de vie ciblée sur une seule de la batterie souhaitez-vous ?
  • Quel est le coût unitaire de fabrication de l’objet ?
  • Quel est le coût d’abonnement toléré ?
  • Faut-il mettre à jour l’objet pendant sa durée de vie ?
  • Dans quel pays l’objet connecté sera-t-il utilisé ?

Lorsque vous aurez répondu à toutes ces questions, le choix de la technologie semblera naturel. Par exemple, si vous ne souhaitez pas de coûts récurrents, optez pour une solution WiFi + Bluetooth. À l’inverse, si vous avez besoin d’une importante durée de vie de batterie, oubliez le WiFi.

Après avoir fait une première sélection, tournez-vous vers le cas d’usage. Parmi les technologies cellulaires de longue portée, si vous avez par exemple besoin d’échanger en permanence sur une période donnée, éliminez SigFox et LoRa qui ne proposent pas de connexion à proprement parler. Ces technologies transmettent peu de données, sans instantanéité.

Enfin, si vous avez besoin de connectivité et de mobilité, ne choisissez pas NB-IoT. Ce dernier ne gère pas le changement de cellules (handover). Dans ce cas précis, il vous reste les protocoles suivants : 2G, 3G, 4G, LTEM. Le coût permettra de trancher sur le choix final.

 

Que faire en cas d’hésitation ?

 

Dans certains cas d’usage, la technologie à utiliser est toute trouvée. Par exemple, pour la domotique, l’utilisation des technologies Zigbee ou Z-Wave est très répandue. Néanmoins, il existe deux cas dans lesquels le doute est légitime :

  • Lorsque les technologies sont relativement similaires comme pour SigFox et LoRa, il faut alors avoir recours à une matrice de décision (matrices de pondération et score pour chaque technologie), qui saura mettre en avant les critères différenciants de ces deux technologies.
  • Lorsque l’objet connecté est destiné à occuper un environnement peu classique. Par exemple, pour de la pollution radio fréquence, il peut être difficile de savoir à l’avance quels protocoles seront les plus résilients et les plus adaptés. Dans ce cas, il faut réduire la liste à trois technologies, puis réaliser des PoC (Proof of Concept) sur le terrain.

Dans tous les cas, n’hésitez pas à demander un accompagnement dans ce choix. Celui-ci est fondamental pour l’utilisation de votre futur objet connecté.

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