NB-IoT

Les équipes R&D et marketing d’Adeunis collaborent depuis plusieurs mois à l’intégration et la mise en œuvre d’un capteur NB-IoT. Ce projet devrait aboutir durant le premier trimestre 2021, à la sortie de ce capteur : le PULSE destiné à la relève de compteurs.

Jean-Luc Baudouin Directeur Général Délégué d’Adeunis nous en dit un peu plus sur l’avancement de ce projet et les choix effectués par les équipes Adeunis.

Pourquoi s’orienter vers le protocole NB-IoT plutôt que le LTE-M1 ?

On parle ici de deux protocoles spécifiés par la 3GPP release 15, qui appartiennent au monde des protocoles cellulaires (comme la 3G, 4G et future 5G), mais adaptés aux produits IoT pour des use cases bas débit, longue portée.

Les études de marché indiquent dans les années à venir un positionnement 50/50 entre le NB-IoT et LoRaWAN en termes de part de marché. Nous pensons d’ailleurs que cette proportion pourrait être encore plus importante en faveur du NB-IoT, en particulier hors France.

Nous avons par le passé étudié le LTE-M1, notamment lors du Challenge Orange/SNCF. Ce protocole peut être considéré comme « plus proche » de la 3G car il permet des applications plus riches que le simple envoi de données avec notamment la gestion d’images ou de sons. L’utilisation de ces fonctions plus riches, se fait au détriment de la consommation et donc de l’autonomie.

Adeunis se positionnant sur des applications dédiées principalement au Smart Building ou la Smart City, où les besoins en débit sont relativement faibles et les besoins en durée de vie importants, nous avons donc naturellement focalisé nos efforts sur le NB-IoT.

Est-ce que l’eco-système est prêt ?

L’éco-système commence à se structurer. Pour le moment on peut parler d’un éco-système en début de maturation. Certains opérateurs comme Vodafone, Swisscom, Telia ou SFR par exemple, ont déjà déployé leurs réseaux et leurs offres. En revanche les plateformes de traitement des données sont encore balbutiantes chez les opérateurs.

Coté capteurs IoT, les offres industrialisées sont en développement et devraient être sur le marché d’ici environ 12 mois. Elle bénéficie de modules radio NB-IoT déjà opérationnel, industrialisés, certifiés et proposés par plusieurs fabricants.

En ce qui concerne l’usage et les clients, des tests pour Adeunis sont actuellement en cours autour du capteur PULSE.

En effet, le segment qui semble porteur à ce jour est le comptage, comme traditionnellement dans l’IoT.

On voit également émerger des demandes sur des cas d’usages dits plus « traditionnels » du smart building (surveillance de température, humidité…) dans des pays ou le déploiement des réseaux Sigfox ou LoRaWAN n’a pas été réalisé par les opérateurs et où le NB-IoT prend de l’ampleur.

Est-ce que les capteurs NB IOT d’Adeunis seront de « même nature » que ceux présents au catalogue actuel ?

Je dirais oui et non.

Oui si l’on regarde leur form factor, leur durée de vie ou si l’on compare la philosophie de fonctionnement et d’installation : provisionning sur un réseau, attache au réseau, communication bidirectionnel en étoile…

En revanche, si on regarde à l’intérieur du capteur et en particulier la partie radio et la partie alimentation, celles-ci ont nécessité d’être retravaillées quasiment intégralement pour garantir un fonctionnement adéquat tout en ayant une autonomie équivalente à celle de nos produits actuels. Nos produits intègrent également des nano SIM, ce qui n’était pas nécessaire pour LoRaWAN ou Sigfox.

Les aspects industriels et logistiques sont assez différents également, en particulier si l’on souhaite changer d’opérateur au cours de la vie des produits.

Pour nos clients les principaux changements vont être autour de la gestion de la donnée et des tarifs associés à cette technologie.

Concernant les aspects de récupération des données, le NB-IoT fait entrer dans le monde IP et les données n’ont pas forcément besoin de transiter par une plateforme type backend opérateur. Par ailleurs le protocole IP utilisé par le produit détermine la façon avec laquelle le serveur doit récupérer les données. Il faut donc choisir entre un format UDP simple, MQTT ou LWM2M, par exemple. Ces choix sont à faire au moment de la conception de notre capteur.

Le coût des abonnements en NB-IoT est du même ordre de grandeur que ceux en LoRaWAN. Cependant ils ne sont pas toujours figés dans le temps. Coté capteurs IoT, les coûts des modules sont encore élevés (plus de 12€) et le design spécifique lié aux spécificités du NB-IoT apporte forcément un coût supplémentaire. Le coût global, qui ira en diminuant avec le temps, peut être évalué à 50% de plus vis-à-vis d’un produit LoRaWAN.

Est-ce que les performances sont au rendez-vous ?

Nous débutons actuellement des tests chez plusieurs de nos clients en France et en Europe. Il est encore un peu tôt pour affirmer que toutes les promesses sont au rendez-vous, d’autant que certains mécanismes réseau (comme l’attache au réseau, les négociations des timers PSM, etc..) dépendent de l’implémentation et du paramétrage de celui-ci par tel ou tel opérateur.

Néanmoins nous pouvons dire que les tests que nous avons d’ores et déjà déroulés sur le terrain et en laboratoire, en France et à l’étranger permettent d’affirmer les éléments suivants :

~1000

Bytes par trame

<3%

PER <3%

32

jusqu’à 32 répétitions

0

limite du the Duty Cycle

  • Les mécanismes de répétition permettent une très bonne pénétration en intérieur et en sous-sol. Il peut y avoir jusqu’à 32 répétitions (ref. 3GPP Release 13) sans pour autant que le capteur ne consomme 32 fois plus. Les niveaux de transmissions dans les parkings ou le métro par exemple, sont bons.
  • La consommation moyenne qui se produit principalement dans les phases d’attache et d’émission est 4 fois plus importante pour le même use case qu’en LoRaWAN. On reste néanmoins dans le monde des protocoles basse consommation.
  • Le taux de perte de trames (PER) est très bas en NB-IoT (<3%), même dans des conditions extrêmes (sous-sol, parking, etc.) et reflète la robustesse du protocole.
  • La couverture radio est assez large en NB-IoT, elle bénéfice de l’infrastructure du réseau cellulaire et du déploiement des antennes existant par les opérateurs.
  • La quantité de données envoyées sur le réseau NB-IoT est largement supérieure à ce qu’il est possible de faire sur les réseaux LPWAN comme LoRaWan (51 Bytes en SF7 et 242 Bytes en SF12) et Sigfox (12 Bytes maximum). Les données du produit peuvent être agrégées dans une seule trame et envoyées sur le réseau (~1000 Bytes par trame) sans impact conséquent sur la consommation du produit.
  • Aucune restriction ou limite vis-à-vis du Duty cycle. Les données peuvent être envoyées par le produit de manière successive en NB-IoT (avantage des bandes licenciées), ce qui n’est pas le cas sur les réseaux Sigfox et LoRa. Cet aspect s’applique également sur les messages en downlink (envoyés par le serveur vers le produit).

25/09/2020