L’essentiel sur Sigfox et LoRa
- SigFox et LoRa sont des réseaux étendus à faible consommation (LPWAN), des technologies de transmission à grande portée et à faible consommation d’énergie, utilisées dans le cadre d’applications IoT. Ils se caractérisent par l’utilisation de bandes de fréquences libres. C’est pourquoi leur utilisation est généralement économique.
- SigFox se distingue de LoRa en ce qu’il s’appuie sur une infrastructure existante. Cela peut être un avantage, mais aussi, par exemple lors du transport de données sensibles, un inconvénient.
- SigFox et LoRa conviennent à de nombreuses applications Smart City, tout comme certaines solutions de tracking sélectionnées. Toutefois, avec ces deux technologies, il n’est pas possible d’effectuer un tracking en temps réel d’objets volés tels que des vélos ou des vélos électriques.
Lorsqu’il est question de technologies de transmission dans l’Internet des objets, les termes SigFox et LoRa sont souvent cités aux côtés de LTE-M et NB-IoT. Ces deux technologies LPWAN ne sont pas nouvelles, mais elles se distinguent des autres.
Ils se distinguent surtout de la concurrence sur un point essentiel : ils utilisent le spectre de fréquences non soumis à licence. Cela présente des avantages et des inconvénients.
IoT, LoRa, SigFox : définitions et caractéristiques
Que signifie IoT ?
On parle d’Internet des objets lorsque des appareils ou des machines sont interconnectés de manière à échanger des données et, en partie, à exécuter des actions sur la base de ces données. Un exemple bien connu est celui des technologies de maison intelligente. Ainsi, par exemple, un capteur mesure la température et envoie les données de mesure à un thermostat. Celui-ci ajuste le chauffage à la hausse ou à la baisse en fonction des informations qu’il reçoit.
La Smart City va encore plus loin : par exemple, les lampadaires peuvent être pilotés à distance. Dans l’industrie, les machines sont mises en réseau afin d’optimiser les processus de production. Le suivi d’objets mobiles au moyen du GPS relève également du domaine de l’IoT, respectivement du M2M (Machine2Machine). Dès aujourd’hui, cela joue un rôle essentiel. Internet des objets un rôle important dans de nombreuses sociétés modernes. À l’avenir, son importance devrait encore augmenter.
Pour que cet échange de données fonctionne, une technologie de transmission est nécessaire, en plus de composants tels que des capteurs, des appareils et des serveurs. Plus précisément, il en faut plusieurs.
Vous souhaitez en savoir plus sur l’IoT et le M2M ? Alors lisez dès maintenant notre article « Internet des objets, vélo et suivi GPS : l’avenir est connecté ! » Nous y expliquons en détail ce que signifie l’IoT, comment fonctionnent différentes technologies de mise en réseau et quel rôle joue le suivi GPS.
Technologies de transmission pour les applications IoT – ce que SigFox et LoRa ont en commun
SigFox et LoRa sont des technologies de transmission utilisées dans l’Internet des objets pour connecter des appareils et transporter des données. Elles sont souvent citées ensemble, car elles ont beaucoup en commun.
- Les deux appartiennent aux réseaux étendus à faible consommation (LPWAN). Cela signifie qu’ils consomment peu d’énergie et offrent une grande portée, mais ne peuvent transmettre que de faibles volumes de données. Ils se distinguent ainsi de Bluetooth, EnOcean ou du Wi-Fi, qui sont principalement utilisés dans le domaine de la maison intelligente pour connecter, sur de courtes distances, des éclairages, des systèmes de chauffage ou des produits de divertissement.
- De plus, LoRa et Sigfox utilisent des bandes de fréquences libres. Aucune redevance de licence ni aucun frais d’itinérance ne s’appliquent. Cela ne signifie pas que l’utilisation est toujours gratuite, selon qui met à disposition l’infrastructure nécessaire. Mais, en règle générale, elle est peu coûteuse.
Outre ces points communs, il existe quelques différences.
Bon à savoir : les bandes de fréquences libres de licence varient selon les régions. En Europe, d’autres fréquences sont utilisées qu’en Asie ou aux États-Unis.
Largement répandu et polyvalent – Qu’est-ce que SigFox ?
Derrière SigFox se trouve l’entreprise française du même nom, fondée en 2009. Elle commercialise fièrement son « réseau 0G » comme « the world largest IoT network ». Afin d’atteindre une couverture élevée, SigFox collabore avec des opérateurs de réseau locaux dans différents pays, et ce avec beaucoup de succès. Selon ses propres indications, le standard atteint une couverture de 90 % en Allemagne et est disponible dans 72 pays. Certaines grandes entreprises utilisent cette technologie, par exemple pour le suivi de marchandises.
Un avantage : comme il n’y a pas de coûts de fréquence, l’exploitation est très économique. Toutefois, SigFox limite la transmission des données à 140 transmissions par jour et à 12 octets par message. De plus, les clients doivent acquérir un nouveau matériel s’ils changent de fournisseur. Enfin, il existe d’autres inconvénients potentiels, que nous aborderons séparément.
Réseaux indépendants pour l’échange de données – Qu’est-ce que LoRa ?
LoRa est l’abréviation de « Long Range ». La technologie a été développée par Semtech, en Californie, et est diffusée par la LoRa Alliance, une organisation à but non lucratif qui compte désormais environ 500 entreprises.
Aparté – La différence entre LoRa et LoRaWAN :
Bien qu’ils soient souvent utilisés comme synonymes, LoRa et LoRaWan ne sont pas la même chose. Le premier désigne « seulement » la technologie radio, LoRaWan représente l’infrastructure réseau complète. Les composants centraux d’un réseau LoRaWan sont les serveurs, les passerelles et les capteurs. Les modules de base du logiciel sont disponibles gratuitement.
Comme SigFox, LoRaWan s’adresse aux utilisateurs qui souhaitent connecter des appareils sur de longues distances et transmettre de petits paquets de données. Toutefois, dans ce cas, ils doivent mettre en place leur propre infrastructure ou coopérer avec des fournisseurs locaux. C’est pourquoi ce standard est principalement utilisé dans des zones géographiquement limitées.
Un avantage potentiel de LoRa réside dans un niveau élevé de sécurité des données. Avec ton propre réseau LoRaWan, tu peux t’assurer que les données critiques ne sortent pas vers l’extérieur. Tu disposes d’un système autonome. Si tu mets en place toute ton infrastructure entièrement toi-même, tu n’as rien à payer non plus pour l’exploitation.
Bon à savoir : Dans le contexte de LoRaWan, on utilise souvent le terme « ouvert ». Ce n’est pas tout à fait exact, car pour un tel réseau, tu as besoin de la puce correspondante de « Semtech ». Avec LoRaWan, tu dépends donc aussi d’un fournisseur. S’ajoute à cela la dépendance à un matériel spécifique. Celle-ci est généralement plus marquée pour les technologies de transmission qui utilisent le spectre de fréquences non licencié.
Pour ces applications, Sigfox et LoRa sont adaptés.
Qu’il s’agisse de NB-IoT, SigFox, LoRa ou LTE-M, chaque standard radio LPWAN est adapté à des applications différentes.
Applications pour SigFox
SigFox est une technologie très polyvalente. Elle est notamment utilisée dans les domaines suivants :
- Smart City : Grâce à une combinaison de SigFox et de capteurs, il est possible de collecter des valeurs de mesure, par exemple l’humidité de l’air ou la température, et de surveiller à distance les installations d’eau.
- Approvisionnement : Les entreprises de services publics misent de plus en plus sur ce que l’on appelle le Smart Metering. Cela signifie que les compteurs transmettent directement au fournisseur des données de consommation. Le relevé fastidieux n’est plus nécessaire. Dans ce domaine, SigFox marque des points grâce à des normes de sécurité élevées et à une bonne pénétration dans les bâtiments. Après tout, les données de consommation d’électricité ne doivent pas tomber entre toutes les mains, et les compteurs se trouvent souvent à la cave.
- Smart Farming : Dans l’agriculture moderne aussi, des capteurs et des standards radio sont utilisés pour mesurer et transmettre des données. Il peut s’agir, par exemple, de données relatives à l’humidité du sol ou à la température. Sur la base de ces données, les agriculteurs peuvent optimiser les processus de travail, réduire les coûts et diminuer l’utilisation d’engrais. Dans ce contexte, on parle de Smart Farming.
- Tracking: Enfin, les entreprises utilisent SigFox pour le suivi de marchandises ou de valises. Toutefois, dans ce contexte, la norme n’est un bon choix que si certaines conditions sont remplies. Ainsi, SigFox ne permet pas le suivi en temps réel.
Applications pour LoRa
Un réseau LoRaWan convient également aux applications Smart City, par exemple pour
- Mesures du niveau de remplissage des poubelles
- Mesure du CO2-Salaire, température et humidité de l’air
- Utilisation de capteurs de stationnement pour la recherche de places de parking
À l’intérieur de grands bâtiments, la technologie complète par exemple le Wi-Fi. En effet, en tant que réseau étendu à faible consommation (LPWAN), elle offre la portée nécessaire pour transmettre des données du sous-sol jusqu’au 10e étage et retour.
De plus, elle se distingue par une bonne pénétration dans les bâtiments. Cela signifie qu’entre le sous-sol et le 10e étage, elle ne se laisse pas perturber par des murs épais. C’est pourquoi un réseau LoRaWan convient également si tu souhaites transmettre des données dans un hall industriel.
Tu veux en savoir plus sur les domaines où la technologie est utilisée avec succès ? Tu trouveras des cas d’usage pour LoRaWan sur la Site web de la LoRa Alliance.
Important : L’utilisation de fréquences libres pour la transmission de données présente certes des avantages en termes de coûts. Toutefois, la loi impose qu’aucun appareil ne puisse occuper plus de 1 % de la bande de fréquences. C’est pourquoi les standards qui utilisent le spectre de fréquences non licencié ne conviennent pas aux technologies d’appel d’urgence.
Résumé
Comme tu le vois, en matière de cas d’usage, il existe de nombreux recoupements entre SigFox et LoRa. Malgré cela, les deux se distinguent sur des aspects essentiels.
Ce que Sigfox a d’avance sur LoRa, c’est avant tout le fait qu’il s’appuie sur une infrastructure existante. Cela peut toutefois aussi constituer un inconvénient. En particulier lorsque des entreprises ou des organisations transmettent des données très sensibles, un réseau LoRaWan fermé sur lui-même présente des avantages.
NB-IoT, LTE-M : comparaison avec d’autres technologies
Outre LoRa et SigFox, deux nouveaux standards LPWAN donnent le ton dans l’Internet des objets : Narrowband-IoT et LTE-M. Tous deux utilisent le spectre de fréquences sous licence et se distinguent par une couverture réseau élevée. De grandes entreprises technologiques présentes sur le marché accélèrent de manière ciblée leur déploiement.
SigFox et LoRa comparés au NB-IoT
NB-IoT, ou Narrowband-IoT, a été développé par le 3rd Generation Partnership Project (3GPP). Il s’agit d’une coopération d’organismes de normalisation à l’échelle mondiale. Comme SigFox et Lora, ce standard a été créé en tant que LPWAN spécifiquement pour l’IoT.
Parmi les principales caractéristiques du NB-IoT figurent les suivantes :
- Grande portée
- Faible bande passante
- Faible consommation d’énergie
- Excellente pénétration des bâtiments, même sans appareils supplémentaires tels qu’une passerelle (gateway) spécifique
Ça vous semble familier ? En effet, NB-IoT ressemble à bien des égards à SigFox. Cette norme est également volontiers utilisée pour les réseaux de smart city, pour relever des niveaux de remplissage ou pour des applications mobiles.
Les principales différences entre LoRa, SigFox et NB-IoT sont les suivantes :
- Comme NB-IoT s’appuie sur le réseau LTE, il se distingue par une excellente couverture réseau. Cela vaut également à l’étranger. Si Narrowband-IoT n’est pas disponible dans une région, de nombreux modules peuvent, à titre de solution de remplacement, basculer sur des réseaux mobiles 2G/3G ou LTE-M. En revanche, l’itinérance avec des réseaux LoRaWan est très difficile, et avec SigFox, elle n’est possible que de manière limitée.
- La qualité de transmission bénéficie également du fait que NB-IoT utilise des réseaux sous licence.
- NB-IoT offre une meilleure pénétration des bâtiments que Sigfox et LoRa.
- La consommation d’énergie du Narrowband-IoT est très faible.
NB-IoT est conçu pour de petits volumes de données. Ceux-ci sont toutefois suffisamment importants pour, par exemple, effectuer des mises à jour du firmware sur un module.
Vous souhaitez en savoir plus sur Narrowband-IoT ? Alors, lisez notre article. « Narrowband-IoT : la norme de traceur GPS adaptée à ton vélo électrique ? » Nous y expliquons en détail ce que signifie Narrowband-IoT, quels sont les avantages et les inconvénients de cette technologie par rapport aux autres, et pour quelles applications la technologie NB-IoT est adaptée.
SigFox et LoRa comparés au LTE-M
LTE-M est un réseau LPWAN (Low Power Wide Area Network) qui repose également sur le réseau LTE.
Il se caractérise par les propriétés suivantes :
- grande portée
- bonne pénétration dans les bâtiments
- faible consommation d’énergie
- faible latence
- permet également la transmission de paquets de données de taille moyenne
En comparaison directe, LTE-M présente des avantages similaires par rapport à SigFox et LoRa que NB-IoT. S’y ajoute un autre aspect : en tant que seule technologie mentionnée jusqu’à présent, elle convient au suivi en temps réel d’objets mobiles. Cela tient à deux caractéristiques :
- Faible latence : le temps réel et des latences élevées sont incompatibles. Avec LTE-M, il est possible de déterminer où se trouve un appareil à un moment donné. Si tu utilises SigFox ou NB-IoT, tu dois accepter des délais.
- Handover: Le « handover » intervient lorsque des appareils connectés passent d’une cellule mobile à une autre. Dans ce cas, LTE-M maintient la connexion. Avec d’autres technologies, les appareils doivent se reconnecter à chaque fois, ce qui entraîne à son tour des retards.
Temps de latence : le temps de latence (temps de retard) décrit le temps qui s’écoule entre la survenue d’un événement et l’apparition d’une réaction visible à celui-ci.
Handover : lorsqu’un terminal mobile passe dans une nouvelle cellule radio sans que la connexion ne soit interrompue, on parle de « handover » (anglais pour « transfert »)
Grâce à ces caractéristiques, le LTE-M est volontiers utilisé pour des applications mobiles, par exemple pour le suivi de la chaîne d’approvisionnement. De plus, le LTE-M permet les communications vocales. C’est pourquoi ce standard convient aux systèmes d’appel d’urgence, par exemple dans les ascenseurs.
Seul inconvénient à l’heure actuelle : la couverture réseau du LTE-M, tout comme celle du NB-IoT, n’est pas encore comparable à l’ancienne technologie G2, plus largement déployée. Surtout dans les zones rurales, les utilisateurs doivent s’attendre à des lacunes, qui peuvent avoir un impact négatif sur le tracking.
Bon à savoir : les technologies réseau qui s’appuient sur des bandes de fréquences sous licence et qui sont soutenues par de grandes entreprises de télécommunications présentent un autre avantage majeur : tu peux obtenir le matériel adapté auprès de nombreux fournisseurs différents.
Vous souhaitez en savoir plus sur LTE-M ? Alors, lisez notre article. « LTE-M – la nouvelle forme de technologie IoT » Le LTE-M est considéré comme une technologie clé dans le domaine de l’IoT. Nous expliquons ici pourquoi, ce qui le distingue des autres standards et pour quelles applications le LTE-M est particulièrement adapté.
SigFox et LoRa sont-ils adaptés au suivi des vélos électriques ?
SigFox et LoRa, respectivement LoRaWan, ont toute leur raison d’être et peuvent, selon l’application, constituer une véritable alternative à d’autres standards. LoRaWan, en particulier, est considéré par de nombreux fournisseurs sur le marché moins comme un concurrent que comme un complément aux standards utilisant des bandes de fréquences sous licence.
Mais qu’en est-il du suivi pour la protection contre le vol ? Ici, les deux ne conviennent que partiellement en raison des inconvénients suivants :
Couverture insuffisante : SigFox est certes disponible dans de très nombreux endroits, et la tendance est à la hausse. À long terme, toutefois, les technologies qui s’appuient sur une infrastructure existante ont une longueur d’avance sur ce point. Pour la protection contre le vol, cette caractéristique est déterminante. Après tout, le meilleur traceur GPS ne te sert à rien s’il ne reçoit aucun signal.
Sensibilité aux interférences : Les technologies de transmission qui fonctionnent avec des bandes de fréquences ouvertes sont plus sensibles aux interférences que celles qui s’appuient sur des fréquences sous licence.
Latences : Comme NB-IoT, SigFox et LoRa ne sont pas adaptés à la transmission de données de localisation en temps réel.
Cela signifie que les réseaux SigFox et LoRaWan peuvent être utilisés pour suivre des appareils mobiles, mais uniquement si une transmission continue en temps réel n’est pas déterminante. Si tu veux informer tes clients à intervalles réguliers de l’endroit où se trouve, par exemple, leur valise, SigFox peut être une alternative. Si tu veux leur donner la possibilité de localiser un vélo ou un E-Bike volé, cette solution n’est pas optimale.
Il existe néanmoins des fournisseurs qui utilisent SigFox ou LoRaWan pour la protection contre le vol. Nous te déconseillons un tel système. Après tout, il existe une alternative qui t’indique de manière fiable où se trouve ton véhicule à l’instant même.
Technologie 2G : toujours la meilleure norme pour le suivi GPS comme protection contre le vol
Si ni SigFox ni LoRa, respectivement LoRaWan, ne conviennent au suivi GPS des vélos électriques, quelle est alors la bonne solution ?
Actuellement, il s’agit d’une technologie dont nous n’avons pas encore parlé : la 2G. Cette norme est un véritable « ancien ». Après tout, elle existe depuis les années 90. De ce fait, en matière de couverture réseau, elle devance (encore) toutes les autres technologies radio dans le domaine de l’IoT. Le fait qu’avec la 2G, seuls de très petits paquets de données puissent être transmis ne joue pas un grand rôle pour le suivi GPS des véhicules.
C’est pourquoi PowUnity mise avec son Traceur GPS GPS-Tracker pour vélos électriques sur 2G – pour une sécurité et un suivi en temps réel sans compromis, ainsi qu’une protection antivol sans faille.
Conclusion – LoRa et Sigfox
En fin de compte, en 2021, il est difficile de prévoir quel rôle LoRa de Semtex et SigFox joueront à l’avenir dans l’Internet des objets.
Les deux présentent des avantages, allant de coûts réduits à la possibilité de mettre en place son propre réseau pour des données (critiques). Tous deux sont utilisés avec succès pour différentes applications IoT, des Smart Cities au tracking dans le secteur de la logistique, en passant par la mise en réseau dans l’agriculture. Dans certains cas, ils complètent d’autres réseaux LPWAN grâce à leurs caractéristiques spécifiques. Chaque standard dispose également de son propre lobby, comme la LoRa Alliance, ainsi que de ses propres adeptes.
Cependant, il existe sans aucun doute des inconvénients majeurs par rapport à des concurrents LPWAN tels que NB-IoT ou LTE-M. Parmi ceux-ci figurent une couverture réseau limitée, une transmission parfois sujette aux interférences et, en cas de changement de fournisseur, la nécessité de remplacer généralement le matériel.
Pour le tracking des vélos électriques comme protection contre le vol, ni SigFox ni LoRa ne conviennent. En effet, dans ce domaine en particulier, des facteurs tels qu’une couverture réseau élevée, le tracking en temps réel et de faibles latences sont déterminants – du moins si tu ne veux faire aucun compromis sur le suivi. Qu’un jour cela change reste incertain.
