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    LTE-M pour des objets connectés : avantages et spécificités techniques

    Dans le secteur de l’internet des objets (IoT), certaines entreprises sont à la recherche de solution de communication basse consommation longue portée (LPWAN) pour leurs objets connectés.

    En effet, les technologies traditionnelles ne répondent pas toujours aux besoins de certaines solutions nécessitant une autonomie longue durée ou une couverture indoor améliorée par exemple. Sur le marché du LPWAN, nous pouvions déjà compter sur des solutions comme Sigfox et LoRa et désormais des solutions cellulaires font leurs apparitions pour compléter ce marché du LPWAN : C’est le cas du LTE-M qui, avec ses spécificités techniques, délivrent certains avantages. Dans cet article, nous vous proposons ainsi de vous expliquer ce que le LTE-M apporte sur le marché LPWAN.

     

    Qu’est-ce que le LTE-M ?

    Le LTE-M est une extension de la 4G reposant sur le réseau cellulaire. Ce réseau fait partie de ce que l’on appelle communément des technologies LPWAN c’est-à-dire des communications à basse consommation longue portée.

     

    Quelles technologies adossées au LTE-M ?

    Parlons un peu technique désormais, le LTE-M (réseau standardisé par la GPP) est basé sur les bandes de fréquences licenciées 800 et/ou 1800 Mhz. Il faut donc que l’objet soit compatible avec ces bandes de fréquence pour profiter du réseau LTE-M.

    En termes de performance, les débits sont élevés par rapport aux technologies LPWAN traditionnelles puisque nous sommes sur des débits évalués en montant descendant à 375 kbps voire par certains opérateurs allant jusqu’à 1 Mbps. Les temps de latence sont eux-aussi très bons puisque inférieurs à 100 ms et il n’y a pas de limitation du nombre d’envoi de message par jour. Par ailleurs, comme pour les technologies cellulaires classiques (2G/3G/4G), le handover (capacité de l’objet à gérer le changement des antennes) est lui aussi assuré ce qui n’est pas négligeable pour les objets en mobilité.

    Au niveau de la consommation de l’objet, deux fonctions permettent d’améliorer l’autonomie de l’objet.

    La première est appelée le Power Saving Mode qui permet de rentrer dans une phase d’hibernation programmée tout en gardant le réseau informé de l’état de l’objet (pas de détachement réseau). Le Power Saving Mode est adapté à des usages dans lesquels l’objet n’est pas tenu d’être joignable entre deux envois de message.

    La deuxième fonction est appelée E-DRX (Extended Discontinuous Reception). C’est un mécanisme qui permet de prolonger le cycle du boitier (durée de sommeil). Il étend la fenêtre d’inactivité de réception d’un modem pour économiser son énergie.

    Côté couverture, le Protocole radio spécifique au LTE-M est appelé le CAT M-1 et permet une meilleure pénétration au sein des bâtiments ou dans les endroits enterrés ou semi-enterrés.

     

    Quels sont les avantages du LTE-M ?

    Les spécificités techniques du LTE-M lui offrent plusieurs avantages et il est particulièrement utile pour toutes les applications métiers avec des coûts d’interventions élevées nécessitant une autonomie importante du boitier (sans branchement secteur).

    En premier lieu, grâce au Power Saving Mode et au E-DRX, l’autonomie des objets peut être étendu de 5 à 10 ans ce qui est particulièrement intéressant lorsque les objets sont dans des lieux difficiles d’accès comme par exemple les compteurs enterrés sous terre.

    Autre gros avantage par rapport aux technologies GSM traditionnelles, la couverture indoor a une pénétration améliorée des ondes radios. Là où aujourd’hui la 2G/3G/4G a du mal à faire communiquer l’objet, le LTE-M offre une amélioration de couverture importante permettant à l’objet de remonter les données en temps réel.

    C’est là aussi une force du LTE-M, basé sur la 4G, il a des performances en termes de débit et de latences très intéressantes, accès à tous les canaux de communication (Data/Voix/SMS) ce qui est non négligeable pour des applications associées à des systèmes d’urgence (ascenseurs, boitiers de téléassistance…). De plus, la pérennité du réseau est assurée puisqu’à terme le LTE-M sera partie intégrante de la 5G. Il ne sera donc pas nécessaire de changer de boitier prochainement si vous optez pour un module LTE-M (intéressant en vue de la fin de la 2G notamment).

    Autre argument de poids, le LTE-M offre un très bon rapport qualité/prix. En effet, les modules sont moins chers que ceux d’autres technologies GSM et des économies d’échelles sont encore attendues. Surtout, de par l’allongement de l’autonomie, vous pouvez espérer réduire drastiquement les interventions de techniciens et limiter le remplacement de vos objets chez le client.

    De plus, au niveau des accords de roaming, le LTE-M est d’ores et déjà disponible dans de nombreux pays européens (en France, en Belgique, en Suisse notamment) et aux USA. Le déploiement est attendu rapidement car, d’une part techniquement nous serons sur une mise à jour software de l’infrastructure existante et restons d’autre part sur des accords de roaming classiques chez les opérateurs télécom.

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    Enfin, côté usage, le LTE-M a un intérêt important pour toutes les applications métiers avec des coûts d’interventions élevés nécessitant une autonomie importante du boitier (sans branchement secteur) et/ou avec des problématiques de couverture indoor ou dans des endroits difficiles d’accès (enterrés ou semi-enterrés). Nous présenterons dans un prochain article différents grands cas d’usage.

     

    Pourquoi choisir la technologie LTE-M comme réseau LPWAN ?

    Le LTE-M présente de nombreux avantages

    • Débit élevé par rapport aux autres technologies LPWAN
    • Temps de latence faible (< 100 Ms)
    • Communication Bidirectionnelle
    • Couverture accrue en indoor, endroits enterrés et semi-enterrés
    • Autonomie des objets connectés améliorée
    • Accès à tous les canaux de communication : Data / Voix / SMS
    • Réduction des coûts de modules et d’interventions
    • Solution sécurisée utilisant l’authentification des SIM sur le réseau cellulaire
    • Fiabilité et pérennité associés au réseau 4G et ensuite avec la 5G

    Sur le marché des connectivités LPWAN, le LTE-M offre donc une alternative intéressante avec des restrictions techniques moins importantes et un accès au canal voix non négligeable pour des applications de systèmes d’urgence (alarme, téléassistance…). Malgré cela, il a les mêmes avantages que les technologies LPWAN classiques tels qu’une autonomie prolongée, une meilleure pénétration en indoor et des coûts hardware réduits. Encore récemment déployé, le LTE-M reste cependant moins performants sur les aspects d’autonomies (un peu plus énergivore) et de coûts des modules (en attente des économies d’échelles en comparaison avec SigFox/LoRA). Ces différents réseaux demeurent complémentaires et le choix de la technologie se fera bien au niveau des fonctionnalités les plus adaptées à votre application métier et vos contraintes financières.

    Vous pouvez retrouver toutes les informations sur notre blog

     

    Vous avez des questions sur le LTE-M ?

    Contacter l'équipe matooma