Le concept de base de l’Internet des objets, ou IoT, est que "l’objet X" prend des mesures sur ses performances et/ou son environnement, et transmet ces données à la passerelle Internet Y. Ce concept fonctionne bien pour la surveillance basée sur l’état, les technologies de maintenance prédictive et la surveillance environnementale. Mais comment ces données se rendent-elles du point X au point Y ?
Le WiFi peut convenir pour des distances de transmission limitées, mais pour des distances plus longues, vous devrez envisager d’utiliser une connexion cellulaire 5G ou la technologie LoRa et le protocole LoRaWAN (Long Range Wide Area Network).
Les deux présentent des avantages et des inconvénients, et ce qu’il faut utiliser dépend d’un certain nombre de facteurs. Dans cet article, nous aborderons plusieurs aspects à prendre en compte pour choisir entre LoRa et une connexion cellulaire 5G.
Débit des données (avantage de la 5G massive)
Si vous avez besoin d’un débit de données élevé pour votre "objet" IoT, il n’y a pas vraiment de concurrence. La 5G l’emporte haut la main. Les vitesses de transmission sont généralement de plusieurs dizaines de mégabits par seconde et peuvent atteindre la gamme des gigabits dans les bonnes conditions. Les taux de transmission LoRa peuvent théoriquement atteindre la gamme des 20 kilobits par seconde, mais ils sont généralement beaucoup plus lents, et les données sont envoyées en courtes rafales. LoRaWan transmet dans une seule direction à la fois, et donne la priorité aux transmissions de liaison montante - du point final à la passerelle IoT. Par conséquent, si vous avez besoin d’une communication audio ou vidéo, ou même d’un flux constant de données, la 5G est généralement une bien meilleure option que LoRa.
Latence (avantage de la 5G)
Comme pour le débit de données, la 5G a généralement l’avantage sur la réactivité. Selon l’opérateur et les conditions, la latence de la 5G peut être de l’ordre de quelques dizaines de millisecondes. Bien qu’il soit plus élevé que celui des connexions Ethernet câblées ou du WiFi, il reste assez bon, et ce retard passerait largement inaperçu dans la plupart des applications.
Toutefois, LoRaWAN est généralement mis en œuvre de telle sorte que le dispositif final se met en veille la plupart du temps, se réveillant par intermittence pour envoyer et recevoir des messages. Cela signifie qu’il se peut que vous ne receviez des mises à jour d’un nœud LoRaWAN, ou que vous ne puissiez lui envoyer des messages, qu’une fois toutes les quelques minutes, voire moins. LoRaWAN peut être mis en œuvre en classe C, où les nœuds terminaux écoutent continuellement les messages. Cependant, cela nuit à la durée de vie de la batterie et ne serait normalement utilisé que de manière temporaire.
LoRaWAN n’est donc pas le meilleur choix lorsque vous avez besoin d’une transmission de données instantanée. Il fonctionne assez bien lorsque vous avez besoin de connaître des statistiques qui changent lentement, comme la température, le niveau d’eau, ou même si un appareil s’est enregistré avec un signal de "battement de cœur" ou pour des statistiques de surveillance basées sur des conditions non sensibles au temps.
Dépenses d’investissement et coûts permanents (LoRaWAN Advantage)
LoRa fonctionne sur des longueurs d’onde sans licence (aux États-Unis, de 902 à 928 MHz) et peut donc être utilisé par tout le monde, sans frais permanents. Les modems cellulaires, par leur nature même, nécessitent une infrastructure d’opérateur, et donc des frais d’abonnement. Des sociétés comme Hologram et Adafruit proposent des options à prix raisonnable pour vous aider à mettre votre projet sur le réseau cellulaire, mais en fin de compte, le service est une dépense permanente.
Là où une connexion cellulaire pourrait l’emporter, c’est dans la facilité de mise en œuvre. Vous pouvez éventuellement obtenir de l’aide pour mettre en place un réseau LoRaWAN par le biais d’organisations telles que The Things Network, mais en fin de compte, il y a un certain nombre de concepts que vous devrez assimiler et mettre en œuvre pour faire décoller votre réseau LoRaWAN. Les fournisseurs de services cellulaires disposent d’une infrastructure existante que vous pouvez utiliser, moyennant des frais. Bien qu’ils soient nominalement plus chers en termes de frais de services, si l’utilisation d’un fournisseur cellulaire permet d’éviter les tracas de l’installation initiale et de la maintenance continue, ces dépenses doivent être prises en compte.
Autonomie de la batterie et utilisation de l’énergie (Avantage LoRaWAN)
Les dispositifs cellulaires 5G et les émetteurs LoRaWAN peuvent être mis en veille selon les besoins, et ne se réveillent que pour transmettre des données. LoRaWAN, cependant, est capable de signaler très efficacement pour maximiser sa portée de transmission par rapport à la puissance de sortie réelle. Les signaux LoRaWAN sont conçus pour être courts, et peuvent même ne pas utiliser de signal d’accusé de réception de la passerelle, ce qui permet de préserver l’espace RF et la durée de vie de la batterie. L’inconvénient ici est que des signaux critiques peuvent être perdus et non répétés - des compromis qui doivent être pris en compte lors du choix entre une infrastructure 5G ou LoRaWAN.
Portée (Avantage 5G - Typiquement)
Compte tenu de la mise en œuvre généralisée de la technologie cellulaire, la portée des équipements 5G est pratiquement illimitée dans de nombreuses situations. Cependant, LoRaWAN est théoriquement capable de transmettre des données sur 850 km en espace libre, et a été testé à plus de 200 km par voie terrestre dans des conditions idéales. La portée de LoRaWAN, en particulier à l’intérieur, est beaucoup plus courte.
D’autre part, vous pouvez positionner stratégiquement les passerelles - qui peuvent elles-mêmes utiliser la technologie 5G - afin d’optimiser la couverture LoRaWAN. Il est également possible d’utiliser un réseau maillé - en faisant rebondir un signal d’un nœud à l’autre - avec LoRaWAN pour étendre la portée d’un signal, et il existe certainement des zones où la couverture cellulaire est ponctuelle ou inexistante. La 5G est nominalement le gagnant ici, mais il y aura des exceptions.
Quand utiliser la 5G ou LoRa ?
En résumé, lorsque vous avez besoin d’un débit de données important et que l’autonomie de la batterie n’est pas un problème, la 5G est très probablement le meilleur choix pour votre application. Pour les appareils qui devront rester sur le terrain pendant plusieurs jours, mois, voire années d’affilée pour vérifier quelques informations, LoRaWAN peut être la meilleure solution.
