Samedi , 25 mai 2019
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Comprendre l’IoT en dix points

Comprendre l’IoT en dix points

  1. Qu’est-ce qu’un « IoT » ?

Un IoT ou internet des objets désigne des objets physiques capables d’émettre de la donnée grâce à des capteurs. Ces objets connectés envoient des informations généralement via divers réseaux télécoms. Ces informations émises sont traitées et visualisée parfois sur des tableaux de bord afin de constituer des éléments de décision. Un objet internet peut être par exemple une grande machine industrielle dans une usine ou juste un frigidaire à la maison.

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2- les différents réseaux pour l’Internet des Objets (IoT) 

Il existe plusieurs possibilités pour connecter les IoT aux réseaux télécoms. Il y a, les réseaux mobiles cellulaires des opérateurs télécoms, des réseaux dits à bas débit et de longue portée comme les réseaux LoRa et Sigfox et des réseaux d’entreprises privés  pour les objets connectés et ce éventuellement grâce à la technologie LORA. Ces réseaux bas débit longue portée fonctionnent avec des protocoles dédiés aux communications entre objets. Les IoT, se connectent souvent à travers une gateway (passerelle).

3- Caractéristiques techniques des réseaux bas débit de Sigfox et de Lora

Sigfox est une entreprise fondée en 2010. Pour se déployer Sigfox utilise la technologie ultra narrow band. Un objet connecté à Sigfox peut envoyer jusqu’à 144 messages ou recevoir 4. La taille de chaque message est de 12 bits. Le débit est de 100 bits/s. Sigfox repose sur la technologie radio UNB (Ultra Narrow Band). Le signal utile n’occupe que très peu de bande passante. Ces réseaux  utilisent  actuellement une bande en Europe sur la 868MHz et aux USA sur la 902 MHz. Sigfox utilise 192 KHz de la bande non licenciée ISM (industriel, scientifique et médical) pour échanger des messages par liaison radio. Chaque message occupe 100 Hz (zones ETSI) ou 600 Hz (zones FCC) et est transféré à un débit de 100 ou 600 bits par seconde selon la région. L’envoi par liaison radio d’un message avec une charge utile de 12 octets nécessite 2,08 secondes à une vitesse de 100 bps. Les stations de base Sigfox surveillent le spectre complet de 192 kHz et recherchent des signaux UNB à démoduler. Cette technologie permet aux stations de base Sigfox des communications sur de longues distances sans être affectées par le bruit. La bande utilisée varie en fonction des zones géographiques: dans les pays suivant les normes ETSI, la bande utilisée est comprise entre 868 et 868,2 MHz; dans le reste du monde, la bande utilisée est comprise entre 902 et 928 MHz. Les messages transportés  sur ces réseaux sont entre 0 et 140 messages par jour et chaque message peut contenir jusqu’à 12 octets de données.

Quant à LORA est un réseau ouvert, pouvant être développé et exploité par n’importe quelle entreprise dès lors qu’elle achète des puces LoRa,  alors que Sigfox  est un système propriétaire. Lora est plutôt une technologie. Elle a été  créée par Cycleo en France en 2012. En 2015 les opérateurs télécoms Orange France et Bouygues France ont décidé de déployer cette technologie Lora.  Pour se déployer Lora utilise la technologie narrow band plus étendue que celle utilisée par Sigfox. Un objet connecté peut envoyer des messages allant de 250 bps jusqu’à 10 Kpbs. La taille de chaque message peut aller jusqu’à 22 bits. LORA est une  technologie qui utilise à la fois les fréquences radio libre 868 MHz et Internet. Si elle utilise la 868 Mhz en Europe, Aux Etats-Unis, la bande de fréquence utilisée pour le réseau LoRa est 915 MHz.

Sigfox et LORA fonctionnent sur des bandes dites libres. L’avantage d’utiliser une fréquence libre est bien sûr de ne pas payer de frais et de ne demander aucune autorisation. En retour, l’utilisateur doit respecter certaines règles techniques pour permettre le partage avec d’autres utilisateurs. Ces fréquences libres ont été désignées par l’UIT. Le régulateur définit au niveau de chaque pays les règles d’utilisation de ces fréquences libres appelées bandes ISM.

4- Caractéristiques techniques du standard Narrow Band IoT : le LTE M1 et M2 utilisé par les opérateurs télécoms pour l’IoT.

En mars 2016, le consortium 3GPP a rendu public le standard Narrow Band IoT : le LTE M1 et M2. Un standard pour l’IoT pour les opérateurs télécoms. Le consortium 3GPP (3rd Generation Partnership Project) a précisé que l’avantage de cette technologie réside dans le fait qu’elle se base sur un réseau établi, la 4G ou celui à établir dans un avenir proche la 5G. L’utilisation du standard LTE-M par les opérateurs télécoms vient directement concurrencer les compagnies comme Sigfox et l’alliance autour de LoRa.

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La 5G est essentielle pour l’IoT. Sans la 5G, certainement pas d’Internet des Objets. Avec la 5G on va pouvoir entre autres avoir des délais réduit de réponse (latence), moins de 10 millisecondes.  Latence réduite pour pouvoir assurer par exemple la mise en circulation des voitures sans chauffeurs à grande échelle.

5- les différents protocoles pour l’IoT qui existent sur le marché :

Réellement il existe plusieurs types de protocoles. Chaque type de protocole est utilisé selon les besoins des acteurs concernés. On va se limiter à citer ici les plus couramment utilisés et qu’on va ventiler en 4 lots. Le premier lot comprend le RFID, NFC et Bluetooth, protocoles qui sont de faible portée et aussi de faible ou moyen débit. Le deuxième lot comporte les protocoles Zigbee 802-15-4 et les WIFI 802-11, 802-11a avec des portées de quelques centaines de mètres et avec un débit relativement plus important par rapport aux protocoles du  premier lot. Le 3ème lot comporte tout ce qui est du domaine des mobiles cellulaires (2G, 3G, 4G et dans l’avenir la 5G) avec des portés de quelques kilomètres et des débits variés en fonction des besoins. Le 4ème lot, comporte les réseaux LPWAN, qu’on trouve dans le réseau de SIGFOX ou dans la technologie LORA.

6- la sécurité dans l’Internet des Objets

L’envoie des données dans les réseaux est l’objectif premier de l’IoT.  Donc les informations  doivent provenir d’un appareil autorisé.  Surtout que dans cet ensemble de données parfois on trouve des données de commandes d’appareils à distance. A cet effet, des solutions  existes et qui sont fiables qui garantissent que les ordres à distance proviennent de sources autorisées. Ces solutions permettent à un appareil de vérifier si l’expéditeur dispose bien des droits d’accès nécessaires pour donner cet ordre.

7- L’Internet des objets et les défis à affronter :

Premier défi: l’Interopérabilité qui vise à faire coexister les différentes machines connectées quel que soit le réseau utilisé. Deuxième défi : la connexion permanente qui doit être assurée  presque partout et surtout pour les engins qui bougent ou qui traversent des frontières. Troisième défi: la disponibilité des fréquences : quel que soit le réseau utilisé, des fréquences adéquates doivent être choisies pour connecter les objets connectés et ce dans le spectre des fréquences libre ou celui régulé. Quatrième défi: l’autonomie d’énergie qui consiste à concevoir des objets qui ne consomment que très peu d’énergie. En effet la consommation d’émission standard d’un modem sur les réseaux dédiés ou ceux des opérateurs télécoms varie de 20 mA à 70 mA et parfois la consommation est quasi nulle lorsque l’objet est inactif. La puissance d’émission peut être réglée jusqu’à 14 dBm. La puissance rayonnée de l’antenne ne doit pas dépasser 25 mW.  Cinquième défi: la protection des données et éthique. Les objets connectés supposent le plus souvent un transfert des données de l’entreprise ou d’un particulier vers les serveurs du prestataire de l’IoT.  Ces données peuvent être piratées en cours de transmission ou à partir des serveurs. Pour faire face à ces risques des dispositions réglementaires sont généralement pris en compte. Pour information la Californie est le premier État des Etats-Unis à se doter d’une loi sur la sécurité des objets connectés. Pour plus d’information à ce sujet voir la rubrique «évènements» de ce présent Lte magazine.

8. Internet des Objets et les questions posées par le client potentiel

Quand un client désire s’abonner à un réseau télécom pour connecter les objets connectés. Il doit se poser les questions suivantes : premièrement : La portée de la transmission de ses données, le débit et le type des données à transmettre. Deuxièment: les liens que le client veut avoir est ce qu’il  les veut en bidirectionnels ou non. Troisièment: la consommation énergétique périodique de ces équipements et comment il compte les alimenter. Quatrièment: est-ce qu’il veut utiliser les réseaux des opérateurs possédant une licence, les acteurs professionnels dans le domaine agissant dans le spectre des fréquences libres ou construire son propre réseau IOT

 

9-internet des objets au Maroc

Le marché des objets connectés est sujet d’actualités au Maroc. Plusieurs  secteurs sont concernés comme nous l’indique le schéma ci-après exposé par Orange Maroc au Med-It 2017 de Skhirate (Maroc).

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 10-L’UIT et l’IoT

Parmi les principales décisions de la Conférence plénipotentiaires de 2018 de l’UIT tenu à Dubaï figure une volonté de l’union pour le développement de l’Internet des objets.  En effet, les Etats Membres de l’UIT ont décidé de promouvoir l’investissement dans le développement de l’Internet des objets (IoT) et des villes et communautés intelligentes et durables pour contribuer à la réalisation des Objectifs de développement durable. L’Internet des objets désigne un réseau de dispositifs informatiques équipés de capteurs intelligents et de logiciels intégrés, qui permet à des milliards de dispositifs et d’objets de se connecter les uns aux autres, de recueillir des informations en temps réel et d’envoyer ces données au moyen de systèmes de communication sans fil à des systèmes de contrôle centralisés qui, en retour, gèrent le trafic, réduisent la consommation d’énergie et améliorent un large éventail d’activités urbaines et de services urbains.

Par Ahmed Khaouja expert de l’UIT

Un commentaire

  1. Très instructif!

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