NB-IoT et LTE-M, les normes de l’Internet des Objets

Par Yannick Lecroart, Technicien Informatique chez Synox.

Les nouvelles normes de l’Internet des Objets

A l’horizon 2020, il y aura plus de 50 milliards d’objets connectés selon les analystes et ce boom annoncé suscite forcément l’intérêt des spécialistes du secteur. Afin de connecter cette multitude d’appareils, différentes technologies d’infrastructure s’opposent dont les principales sont Sigfox, LoRA, Narrowband-IoT et le LTE-M.

Qui remportera cette bataille technologique ? Cela dépendra de plusieurs facteurs tels que le modèle économique et les caractéristiques techniques de chaque solution mais cela est un autre débat que l’on ne va pas évoquer dans cet article.

La disparition des réseaux GPRS

Pour comprendre l’arrivée des technologies NB-IoT et LTE-M, il est important de remonter l’histoire. Les réseaux LoRA et Sigfox sont arrivés pour palier à la disparition certes lente mais programmée des réseaux GPRS tant les différents opérateurs se sont lancés dans une course effrénée dans le déploiement d’antennes 3G et 4G.

Avec son fort taux de pénétration des murs, la technologie GPRS permettait notamment d’apporter de la couverture dans des zones rurales et retirées. Mais les usages et les besoins ayant évolués, les opérateurs n’ont pas eu d’autres choix que de suivre la tendance en déployant de nouveaux réseaux dimensionnés pour s’adapter à cette transition avec des smartphones et tablettes ayant en partie remplacer les ordinateurs de bureau dans notre quotidien.

L’avènement du réseau bas débit

C’est alors que l’entreprise toulousaine Sigfox a su saisir son opportunité en développant son propre réseau bas débit propriétaire dans le domaine de l’Internet des Objets. A l’aide de seulement 1500 antennes tout le territoire s’est vu couvert par cette nouvelle technologie ce qui a été un exploit.

Toutefois, le choix d’opter pour la technologie Sigfox impose l’utilisation d’émetteur/récepteur certifiés par Sigfox et dans la mesure où il s’agit d’une technologie propriétaire il n’y donc pas de notion d’itinérance entre opérateurs.

Afin de ne pas se laisser distancer par de nouveaux acteurs dans la course aux réseaux bas débit, les opérateurs n’ont pas eu d’autres choix que de réagir.

Deux options se sont alors présentées à eux.

Opter pour la solution ouverte LoRa et libre de licence mais avec la contrainte d’avoir à déployer de nouvelles antennes sur le territoire ou trouver un moyen de pouvoir réutiliser l’infrastructure actuelle pour de nouveaux usages ce qui avait été effectué avec la 3G U900 (900 pour la bande de fréquence 900 MHz) qui consistait à fournir aux abonnés du réseau 3G par le biais d’antennes 2G existantes. Cela a permis d’optimiser les coûts en limitant l’investissement et d’apporter de nouveaux services dans les campagnes notamment.

En conséquence, le LTE-M et le NB-IoT répondent à ce critère et permettent de proposer une extension des normes LTE/4G pour répondre aux besoins de l’IoT dont les contraintes sont une consommation (alimentation par pile) et un faible débit par le biais d’équipements déjà en place. Mais alors qu’est-ce qui différencie ces deux technologies ? Pourquoi certains opérateurs optent pour LTE-M et d’autres pour le NB-IoT ?

Les spécifités du LTE-M et NB-IoT

Le NarrowBand-IoT

Le NarrowBand-IoT soutenu par des géants de la télécommunication tels que Huawei, Qualcomm, Vodafone ou encore T-Mobile utilise la bande de fréquence 200 KhZ utilisée précédemment pour le GSM.

Cette technologie est mieux adaptée pour des parcs importants d’appareils fixes et nécessitant un faible volume de données en termes d’usage car le taux de transfert des informations est plus bas sur le NB-IoT que pour le LTE-M. La latence des communications n’est pas ici problématique.

Les cas d’usage sont la télémétrie pour les compteurs d’eau ou électrique connectés ou l’agriculture intelligente par exemple.

Cette solution permet même de d’allonger la durée de vie des batteries jusqu’à 10 ans.

En pratique, le NarrowBand-IoT devrait offrir un avantage certain au niveau des coûts face aux technologies concurrentes en raison d’un vaste écosystème de fournisseurs toutefois cela ne se vérifie que sur la masse et pour le moment le NB-IoT n’est pas encore fortement répandu. On en revient au problème de la poule et de l’œuf…

Le LTE-M

Choisi par neuf des plus grands opérateurs dans le monde tels qu’AT&T, Verizon et Orange pour ne citer qu’eux, le LTE-M a le vent en poupe et commence peu à peu à distancer le NB-IoT car de plus en plus d’acteurs lui donnent la préférence.

Cette technologie a l’avantage de coexister avec les réseaux existants et ne nécessitent pas l’achat de nouveaux modems compatibles comme pour le NB-IoT.

A la différence du NB-IoT, le LTE-M propose un taux de transfert plus rapide des données (384 kb/s contre 100 kb/s) critère non négligeable lorsqu’il s’agit de faire remonter de la vidéo tout particulièrement dans l’univers de la vidéosurveillance.

Mais ce qui différencie surtout LTE-M, c’est qu’à contrario du NB-IoT il propose les échanges voix sur le réseau et surtout gère la mobilité des objets. Les appareils n’ont pas la contrainte d’être fixes. Ils ont la possibilité de se déplacer ce qui est indispensable pour les véhicules connectés ou applications pour travailleurs isolés.

En conclusion

Le choix d’opter pour l’une ou l’autre de ces technologies dépendra directement des opérateurs et des services qu’ils envisagent de proposer aux entreprises ou aux villes connectées en tenant compte de leurs usages et besoins.

Cela signifie également que le NB-IoT et le LTE-M vont cohabiter dans la mesure où ils proposent chacun un certain nombre d’avantages qui répondent aux modèles économiques choisis par des clients.

Certains opérateurs comme KPN font d’ailleurs le choix de développer parallèlement les deux solutions en même temps.

A noter que 2017 marque le point de départ et l’accélération des déploiements des réseaux NB-IoT et LTE-M dans le monde.

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