Le concept principal de l’Internet des objets (IoT) est de connecter différents appareils, capteurs (les objets) et même des systèmes ensemble afin qu’ils puissent envoyer et recevoir des données pour communiquer entre eux.

Ainsi, la manière dont nous connectons ces différentes choses est souvent la discussion la plus importante dans la conception d’un système IoT. Le Wi-Fi est l’une des options de connectivité les plus populaires de l’IoT, en particulier pour les implémentations relativement plus petites comme une maison intelligente. Cependant, le Wi-Fi présente deux faiblesses notables: premièrement, il consomme une quantité d’énergie relativement élevée et, deuxièmement, la portée relativement limitée.

Cela étant dit, nous discuterons ci-dessous de certaines alternatives de connectivité au Wi-Fi pour les implémentations IoT.

Bande passante VS plage VS consommation électrique

Lors du choix entre les différentes options de connectivité IoT, trois facteurs clés doivent être pris en compte:

• Bande passante: la quantité de données pouvant être envoyées / reçues dans le système IoT inclurait également la vitesse de transfert des données
• Intervalle: à quelle distance les appareils / objets peuvent être séparés les uns des autres
• Consommation d’énergie: étant donné que les appareils IoT fonctionnent généralement sur batterie, une faible consommation d’énergie est toujours préférée

Le Wi-Fi, par exemple, a une portée relativement petite, une consommation d’énergie moyenne et une bande passante élevée. Si, par exemple, vous recherchez une plus grande autonomie, vous devriez rechercher une autre alternative.

À leur tour, ces trois facteurs auraient une incidence sur la façon dont nous pouvons concevoir le système IoT tout en considérant:

• Le but / objectif de l’application IoT
• L’exigence de performance minimale de l’application pour atteindre le ou les objectifs
• Les emplacements physiques prévus des appareils et capteurs embarqués, et leur distance les uns des autres.

Un autre facteur souvent pris en compte est que différentes options de connectivité ont différents niveaux de tolérance pour coexister dans des environnements avec d’autres connexions sans fil. Ci-dessous, nous discuterons des alternatives disponibles et les examinerons en fonction de ces considérations.

Alternatives au Wi-Fi pour l’IoT

1. Connexion cellulaire / satellite

Dans l’IoT, la connectivité cellulaire est plus communément appelée «M2M», ou Machine-to-Machine, et c’est la même connexion cellulaire que nous utilisons sur nos smartphones / tablettes. La connectivité de données cellulaires permet la communication d’un appareil à la tour / antenne de diffusion suivante, généralement à environ 10 à 15 miles de portée.

Principales caractéristiques:

• La connectivité cellulaire a la gamme la plus élevée par rapport aux autres options de connectivité
• Connexion fiable et stable (la connexion cellulaire est disponible partout avec des temps d’arrêt très rares)
• Compatibilité universelle, vous n’avez besoin que d’une carte SIM / eSIM, et vous êtes prêt à partir
• Cela n’implique pas de communication directe entre les appareils mais doit passer par satellite (peut se traduire par des problèmes de latence)
• Consommation d’énergie la plus élevée par rapport aux autres alternatives
• Vous êtes lié à un forfait de données mensuel, qui peut être coûteux

Si vous recherchez la meilleure plage de couverture et / ou si vous souhaitez faire évoluer votre système IoT, la connectivité cellulaire M2M est votre meilleur choix. Si vous envisagez de choisir une connectivité IoT cellulaire, il est très important de choisir le bon fournisseur. Truphone, par exemple, propose solutions globales de connectivité IoT où vous pouvez connecter différents appareils dans plus de 100 pays.

2. LPWAN

Signifie Low Power Wide Area Network, LPWAN est un protocole sans fil relativement nouveau qui, comme son nom l’indique, permet une faible consommation d’énergie tout en couvrant une large zone. C’est relativement similaire à une connexion cellulaire, mais avec une consommation d’énergie beaucoup plus faible. Cependant, en contrepartie, il ne peut fournir qu’une faible quantité de données.

Il existe maintenant différents types de connexions LPWAN construites à des fins différentes, comme NB-IoT (NarrowBand IoT), LTE-M (une connexion LTE modifiée à faible consommation d’énergie) et LoRa.

Les LPWAN, dans la plupart des cas, peuvent connecter presque tous les types d’appareils / capteurs et permettre le partage de données entre eux et avec le cloud. Cependant, la principale faiblesse est qu’il ne peut pas envoyer une grande quantité de données à la fois.

LPWAN est un excellent choix pour les implémentations IoT qui ne nécessitent qu’une petite quantité de données à transmettre (c’est-à-dire entre un thermostat et un réfrigérateur intelligent).

3. Zigbee

Zigbee est une option de connectivité IoT populaire qui fonctionne avec un principe de réseau maillé: les appareils interconnectés fonctionnent ensemble pour envoyer des données à un appareil / capteur cible, comme dans un «  maillage  ». Zigbee est spécialement conçu pour l’IoT et peut connecter jusqu’à 65 000 appareils dans son maillage.

Amazon Echo et d’autres appareils Alexa, par exemple, prennent en charge Zigbee, ainsi que divers autres produits pour la maison intelligente.

Principales caractéristiques:

• L’un des meilleurs, sinon le meilleur réseau maillé implémentations
• N’a pas besoin d’un hub central pour fonctionner (coût global inférieur)
• Sûr et fiable
• A une portée relativement courte, les appareils ne peuvent être séparés que d’environ 30 à 50 pieds les uns des autres
• Relativement lent dans la transmission de données (seulement environ 250 kbps), donc uniquement adapté pour un faible transfert de données

4. Bluetooth

La plupart d’entre nous connaissent le Bluetooth puisque nous l’avons sur nos smartphones. Bluetooth est un protocole sans fil conçu pour la transmission de données sur de courtes distances.

Dans le passé, Bluetooth était un épuisement majeur de la batterie dans les anciens smartphones, mais avec la technologie Bluetooth Low Energy d’aujourd’hui, Bluetooth consomme désormais assez peu d’énergie. Bluetooth peut transférer des données avec une bande passante assez décente (2 Mbps), mais la plupart ne peuvent couvrir qu’une plage très basse inférieure à 10 m (30 pieds).

Ainsi, Bluetooth est un excellent choix si vous souhaitez transférer des informations entre des appareils IoT proches les uns des autres dans des situations de bande passante moyenne à faible.

5. Z-Wave

Z-Wave est une connexion basée sur les radiofréquences (RF), tout comme Zigbee. Cependant, contrairement à Zigbee, Z-Wave nécessite généralement la nécessité d’un périphérique de concentrateur central (ce qui peut augmenter la latence et limiter la plage). Z-Wave est également un peu plus lent que Zigbee mais il a une portée plus longue (plus de 30 pieds et plus).

Z-Wave fonctionne sur la bande 908 MHz, ce qui permet une portée accrue tout en permettant également une réduction des interférences. Z-Wave est plus fiable que Zigbee avec une portée plus longue, mais pour le moment, il prend en charge moins d’appareils que Zigbee. En effet, Silicon Labs (propriétaire de Z-Wave) doit certifier les appareils qui peuvent l’utiliser, donc l’adoption est un peu plus lente.

Mots de fin

Dans la plupart des cas, la connectivité IoT cellulaire (M2M) est la meilleure alternative au Wi-Fi pour l’IoT. Les plans IoT cellulaires sont désormais plus abordables et vous bénéficiez également d’une connectivité fiable qui est très facile à mettre à l’échelle à l’échelle mondiale. Truphone, par exemple, propose un plan IoT abordable et fiable avec une couverture dans plus de 100 pays.

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