Réseau
Low Power Wide Area
Les Objets Connectés vont envahir
notre quotidien
Notre société doit s’adapter : Interconnexion des objets et des
Humains...
IoT : prévisions
LPWAN
Internet of objects
LAN
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Cellular
M2M
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Nous comptons 15 milliards
d’objets connectés dans le
monde
Horizon 2020 (projections) :
Entre 50 et 80 milliards d’objets...
Contexte et enjeux
Les réseaux existants pour les applications M2M et CE
d’aujourd’hui ne répondent pas aux besoins en ter...
Long Range w/Power
Traditional M2M
 Standards établis
 Bon pour:
• Longue portée
• Haut débit
• Couverture
 Inadapté:
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Le positionnement des réseaux LPWA
Mapping des principales technologies sans fil existantes utilisées dans l’IoT
Bassecons...
Les technologies LPWA
• Technologie radio d’Ultra Narrow Band en partenariat avec le fondeur
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Le Pilote LoRa à Grenoble
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sur :
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Les avantages vérifiés de la
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Une alliance mondiale
Bouygues Telecom membre fondateur
Semtech, IBM et Bouygues ont favorisé l’émergence d’une alliance p...
Les atouts de LoRa
• Longue portée (2 à 15 km),
• Robustesse au bruit
• Taille des messages
• Faible consommation et débit...
Les cas d’usages (1/2)
Différentiation marché :
 bas débit, bas coût, autonome-sur pile (basse consommation), objets disp...
Cas d’usages (2/2)
 Smart City : Développement des villes durables (villes décarbonées) et des éco-
quartiers : Tous les ...
METERING (DEEP INDOOR, FIXED OBJECTS)
Autres exemples d’applications :
Télérelève de compteurs gaz,
mesure de niveaux, dét...
PREDICTIVE MAINTENANCE
(INDOOR, FIXED OBJECTS)
Exemple : maintenance et supervision de locaux techniques. Les plus LoRa :
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TRACKING / LOGISTICS APPLICATIONS
(OUTDOOR, MOBILE OBJECTS)
Exemple : localisation de colis. Les plus LoRa :
• Géolocalisa...
LUTTE CONTRE LA FRAUDE
( DEEP INDOOR ET SEMI- FIXE OBJECT)
Exemple : Tracking d’objets volés. Les plus LoRa :
 ADR (Adapt...
SMART CITIES
(OUTDOOR, FIXED OBJECT)
Exemple : Smart City. Les plus LoRa :
 ADR (Adaptative Data Rate)
 Permet d’adapter...
Développement durable
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Gestion des places
parking disponibles
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Usages et cibles visées
Télérelève
Maintenance
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Offre modulaire
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LA TECHNOLOGIE LORA
La Technologie LoRa
Les différentes classes LoRaWan
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Etalement de spectre
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Couverture LoRa (2/2)
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Sécurité
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Robustesse aux interférences
LoRa :
 LoRa démodule le signal à -20dB sous le bruit thermique
 LoRa est basé sur une modu...
Géolocalisation via le réseau LoRa
LoRa utilise la technique DTOA (Differential Time Of Arrival) :
Permet d’estimer la dis...
La bidirectionnalité
LoRa intègre la bidirectionnalité nativement :
• Classe A : chaque trame Uplink envoyée par l’objet e...
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Gestion de la capacité (4/4)
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Très bas débit Bas débitJ’envoie lentement
Je porte plus loin
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Merci
Franck Moine
Directeur Business Unit M2M
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R&s 10 juin 2015 lora franck

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Conférence débat du 10 juin 2015, organisée par le Groupe Réseaux et Services de Telecom ParisTech Alumni: "Quels réseaux pour l'Internet des Objets ?"
Présentation de Franck Moine (Bouygues Telecom)

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R&s 10 juin 2015 lora franck

  1. 1. Réseau Low Power Wide Area
  2. 2. Les Objets Connectés vont envahir notre quotidien Notre société doit s’adapter : Interconnexion des objets et des Humains à Internet (Internet Of Everything) En 2020, entre 50 et 80 Milliards d’objets connectés dans le monde (estimations Gartner et Idate) En France, 7 objets connectés par habitant en 2018 (seulement 1/3 d’ordinateurs et de smartphones) 2/3 de nouveaux objets (autonomes) Solutions de connectivité :  GSM, 3G, 4G, WIFI, BLE pour le Haut Débit  Sigfox, LoRa pour le Bas débit Big Data  Production de beaucoup de data (leur donner du sens)  Nouveaux services à la clef (autour des data)
  3. 3. IoT : prévisions LPWAN Internet of objects LAN BT/Wifi Cellular M2M  80 Milliards d’objets connectés dans le monde d’ici 2020  La majorité des volumes se fera avec le “LPWAN” (55% à 90%) Source Idate
  4. 4. Nous comptons 15 milliards d’objets connectés dans le monde Horizon 2020 (projections) : Entre 50 et 80 milliards d’objets Gartner : 50 milliards Idate : 80 milliards Un foisonnement de données (capitaliser sur le big data) Un mode de vie de plus en plus social et collaboratif Facteurs économiques - Baisse des coûts des puces et capteurs - Volonté de réduire la facture énergétique Facteurs technologiques - Miniaturisation des composants - Emergence de nouvelles technologies d’accès Facteurs politiques - Pôle de compétitivité objets connectés - Développement des villes et transports intelligents Facteurs sociétaux - Intérêt pour le Quantified- Self - Vieillissement de la population
  5. 5. Contexte et enjeux Les réseaux existants pour les applications M2M et CE d’aujourd’hui ne répondent pas aux besoins en termes de portée, autonomie et coût. Notamment, 50% des objets connectés auront un besoin de faible consommation énergétique  La majorité des applications IoT en 2020 se fera sans GSM L’Internet des objets nécessite de déployer de nouveaux réseaux adaptés aux usages de ce marché. Il y a un fort enjeu d’infrastructure pour supporter ces applications et leur business model Communicating devices Machine-to-machine (M2M) Internet of Objects (IoO) Internet of Things (IoT)
  6. 6. Long Range w/Power Traditional M2M  Standards établis  Bon pour: • Longue portée • Haut débit • Couverture  Inadapté: • Longue autonomie batterie • Low Cost Cellular Long Range w/ Battery Internet of Objects  Standard à établir  Adapté pour: • Longue portée • Longue autonomie batterie • Low cost • Localisation  Inadapté : • Haut débit LPWAN Short Range Communicating Devices  Standards établis  Adapté pour: • Terminaux mobiles • Foyer • Courte portée  Inadapté • Longue autonomie batterie • Longue portée LAN
  7. 7. Le positionnement des réseaux LPWA Mapping des principales technologies sans fil existantes utilisées dans l’IoT Basseconsommation Longue distance Cellulaire 2G, 3G, 4G WiFi Bluetooth BT 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 - BLE RFID NFC Technologies IoT basse consommation / longue distance Zigbee LAN WAN Source : INOV360 PAN
  8. 8. Les technologies LPWA • Technologie radio d’Ultra Narrow Band en partenariat avec le fondeur américain Silicon Labs • Positionnement très ambitieux : développeur de technologie, intégrateur et opérateur de réseau bas débit. Le réseau a été créé en 2012 • Fréquence (FR) 868MHz • Technologie radio développée par la startup française Cycléo, rachetée en mars 2012 par le fondeur américain Semtech • L’approche est basée sur de l’étalement de spectre avec une très forte sensibilité jusqu’à -140 dbm pour assurer la longue portée et pénétration indoor • Fréquence (FR) 868MHz • Objectif d’obtenir des modules moins chers et consommant moins que ceux utilisés en 2G • Cette nouvelle norme est en cours de définition au 3GPP pour les prochaines versions et est prévue pour 2020-M
  9. 9. Le Pilote LoRa à Grenoble une première mondiale • Bouygues Telecom a voulu qualifier la technologie LoRa notamment sur : • La propreté de la bande 868MHz • L’effet de la charge / des interférences • L’ingénierie radio : nombre de sites / nombre d’antennes par site • Le taux de couverture indoor selon localisation du device • La localisation sans GPS • La capacité d’atteindre les SLA des différents Business Cases • Enfin, Bouygues Telecom a validé, par des partenaires commerciaux, la pertinence de la technologie par rapport à leur mode d’usage Novembre 2013 Déploiement de 6 passerelles sur des sites Bouygues Telecom Décembre 2013 Tests terrain et validation des performances (portée, capacité) T1 2014 Implémentation et tests de la bidirectionnalité T2 2014 Accueil des premiers clients sur le pilote Validation des use cases Novembre 2014 conclusion
  10. 10. Les avantages vérifiés de la technologie LoRa • Les tests menés par Bouygues Telecom ont montré que la technologie LoRa est différenciante notamment sur les critères suivants :  Portée  Pénétration indoor  Gestion de la capacité ( adaptation du bit rate) et consommation énergétique  Bidirectionnalité  Résistance aux perturbations  Gestion en mobilité  Sécurité  Géolocalisation • Les tests effectués ont confirmé l’adéquation de la technologie LoRa avec le réseau Bouygues Telecom :  Mutualisation des points hauts cellulaires de Bouygues Telecom  Maillage réseau cellulaire suffisant y compris pour atteindre les équipements en deep indoor  Expertise d’opération du réseau Bouygues Telecom (supervision, maintenance, installation, qualité de service, support, …)
  11. 11. Une alliance mondiale Bouygues Telecom membre fondateur Semtech, IBM et Bouygues ont favorisé l’émergence d’une alliance pour : – développer un eco-système autour de LoRa® et proposer des offres bout-en- bout – normaliser et standardiser la technologie dans les différents organismes LoRa Network : le reseau IoT des opérateurs mobiles Des Opérateurs internationaux Pour le développement international de la solution Des intégrateurs et industriels capables de s’approprier la technologie et de la maintenir dans le temps Des fabricants de end-points pour diffuser les usages auprès de donneurs d’ordre Des fabricants de semiconducteurs Pour intégrer la technologie LoRa
  12. 12. Les atouts de LoRa • Longue portée (2 à 15 km), • Robustesse au bruit • Taille des messages • Faible consommation et débit adaptatif • Communication réseau / capteur dans les 2 sens • Fonctionne avec des objets en mobilité rapide • Géolocalisation • Excellente sécurisation des échanges et des données • Alliance LoRa (Interopérabilité et standardisation, et animation de l’écosystème)
  13. 13. Les cas d’usages (1/2) Différentiation marché :  bas débit, bas coût, autonome-sur pile (basse consommation), objets dispersés géographiquement sur des grandes distances, objets enterrés, bidirectionnalité, géolocalisation précise (10 à 30m) Applications LoRa ciblées :  Smart Metering : Compteurs intelligents « eau/gaz/électricité » dans des zones indoor et indoor profond (remontées d’infos périodiques et interventions sur les compteurs)  Tracking-géofencing d’objets mobiles/chaîne logistique (entrepôts connectés) : géolocalisation précise de sacs/colis, contenants, objets de valeurs en indoor et outdoor (sans changer de réseau)  Services d’urgence et de sécurité : bidirectionnalité avec capteurs d’intrusions, détecteurs de fumée, détecteurs de chutes (assistance personnes sensibles), ….  Facility Management : objets autonomes sur pile : Collecte de bennes, poubelles, boîtes aux lettres, conteneurs …. (optimisation des parcours de maintenance et de relevés)  Smart Energy (bâtiments intelligents/collectivités) : Effacement énergétique/déplacement de consommation : bidirectionnalité : gestion proactive de l’offre et de la demande (demand/response) via multicast/broadcast
  14. 14. Cas d’usages (2/2)  Smart City : Développement des villes durables (villes décarbonées) et des éco- quartiers : Tous les différentiant marché : surveillance et contrôle de la consommation, des places de parking (limitation des embouteillages), transports en commun (route, rail, transport aérien et maritime), parcours touristiques  Industries/bâtiments : Contrôle d’équipements et d’infrastructures (le pouls de l’entreprise) : bidirectionnalité et géolocalisation précise • Remontées d’informations sur le matériel : localisation, utilisation, pannes, vols, … • Informations sur les locaux : température, luminosité, taux de CO2, … • Informations sur le personnel : localisation et déplacement, mouvement, état de santé, …  Système d’alarme et de transmission d’alerte sécurisée : sécurité • LoRa diminue l’impact des brouilleurs et le sectionnement des câbles de communication  Service de backhaul LoRa pour interconnexion au SI de l’entreprise : bas coût • Low cost comparé au filaire et autres technologies radio
  15. 15. METERING (DEEP INDOOR, FIXED OBJECTS) Autres exemples d’applications : Télérelève de compteurs gaz, mesure de niveaux, détection de fuites de canalisations, ... Exemple : télérelève de compteurs d’eau. Les plus LoRa :  ADR (Adaptative Data Rate) pour objets fixes • Pénétration en deep indoor à 20 dB sous le bruit • Longue portée  Permet d’atteindre les compteurs d’eau localisés sous le sol (SF élevé) • Géolocalisation indoor par triangulation (sous-sol) • Précision d’environ 30m pour géolocaliser un objet deep indoor  Permet à l’opérateur de cartographier et superviser/monitorer son réseau de compteurs
  16. 16. PREDICTIVE MAINTENANCE (INDOOR, FIXED OBJECTS) Exemple : maintenance et supervision de locaux techniques. Les plus LoRa : • ADR (Adaptative Data Rate) pour objets fixes – Pénétration en indoor à 20 dB sous le bruit – Longue portée  Permet d’atteindre les capteurs indoor (SF élevé) • Géolocalisation indoor par triangulation (sous-sol) – Précision d’environ 30m pour géolocaliser un objet indoor  Permet à l’opérateur de cartographier et superviser son réseau de locaux techniques • Communication Bidirectionnelle  Permet le contrôle à distance, arrêt d’urgence, le traitement des alarmes à chaud Local technique Portail exploitant Autres exemples d’applications : Suivi de machines, état des équipements, qualité de l'air intérieur, suivi de la température, ...
  17. 17. TRACKING / LOGISTICS APPLICATIONS (OUTDOOR, MOBILE OBJECTS) Exemple : localisation de colis. Les plus LoRa : • Géolocalisation outdoor par triangulation – Précision d’environ 20m pour géolocaliser un objet outdoor  Permet la localisation du colis • Gestion des objets en mobilité rapide (SF fixe) – Lora permet d’appliquer le SF qui permet d’avoir le meilleur compromis portée/résistance aux interférences  Permet la géolocalisation en temps réel / pendant le transport routier • Communication Bidirectionnelle  Permet la remontée de la position à la demande Autres exemples d’applications : Localisation d’objets de valeurs en mobilité, traçabilité de flotte de véhicules, ...
  18. 18. LUTTE CONTRE LA FRAUDE ( DEEP INDOOR ET SEMI- FIXE OBJECT) Exemple : Tracking d’objets volés. Les plus LoRa :  ADR (Adaptative Data Rate) • Pénétration en deep indoor à 20 dB sous le bruit • Longue portée  Permet d’atteindre les objets en deep indoor (cachés dans une cave par ex)  Géolocalisation outdoor et indoor par triangulation • Précision d’environ 20m pour géolocaliser un objet outdoor • Précision d’environ 30m pour géolocaliser un objet indoor  Permet la localisation de l’objet volé  Communication Bidirectionnelle  Permet la remontée de la position de l’objet volé à la demande Autres exemples d’applications : Tracking véhicules volés (cachés dans un parking)…
  19. 19. SMART CITIES (OUTDOOR, FIXED OBJECT) Exemple : Smart City. Les plus LoRa :  ADR (Adaptative Data Rate)  Permet d’adapter le SF pour le meilleur compromis portée/débit/consommation  Communication Bidirectionnelle  Permet la demande de remontées, envoi de commandes, le contrôle à distance etc.  Géolocalisation outdoor et indoor  Permet de cartographier/superviser le réseau de capteurs Exemples d’applications : Parking intelligent, suivi des bâtiments, monitoring sonore, gestion du trafic, gestion de l'éclairage publique, gestion des ordures ménagères, affichage public, ...)
  20. 20. Développement durable DD Gestion des places parking disponibles Remontée information trafic Localisation Vélo libre service Taux remplissage point d’apport volontaire Mesure de la pollution en temps réel Répartition des frais de chauffage Optimisation éclairage
  21. 21. Usages et cibles visées Télérelève Maintenance prédictive Optimisation logistique Détection de vol et sécurité Supervision • Consommation énergétique optimisée • Géolocalisation • Consommation énergétique optimisée • Couverture deep indoor • Bidirectionnalité • Taille des messages (trames) • Mobilité • Sécurité, intégrité • Géolocalisation • Consommation énergétique optimisée • Couverture deep indoor • Taille des messages (trames) Activités Clients Besoins principaux
  22. 22. Offre modulaire DEVICE MANAGEMENT ENABLED CONNECTIVITY DATA VISUALISATION VALUE ADDED SERVICES Client Bouygues Telecom Client Client Bouygues Telecom Client Client Bouygues Telecom Option 1/ Collecte, transformation et transfert du trafic LoRa Option 2/ Collecte et transformation des données + Hébergement et visualisation des données parc Option 3/ Collecte et transformation des données. Hébergement Analyse et développement des services SAAS. Machine learning.
  23. 23. LA TECHNOLOGIE LORA
  24. 24. La Technologie LoRa Les différentes classes LoRaWan Nom de la classe Description Usage visé Consommation A (« all ») Le module écoute après chaque émission Modules sans contrainte de latence de réception de messages Classe de communication la plus économique énergétiquement. Supportée par l’ensemble des modules. Adaptée aux modules sur batterie B (« beacon ») Le module écoute à une fréquence régulière paramétrable Modules ayant une contrainte de latence de réception de messages de quelques secondes Classe de communication proposant une consommation optimisée par rapport à l’application visée. Adaptée aux modules sur batterie C (« continuous ») Le module écoute en permanence Modules ayant une contrainte de latence de réception forte (moins d’une seconde) Classe de communication adaptée aux modules sur secteur ou n’ayant pas de contrainte d’autonomie
  25. 25. Architecture LoRa Network Server (NS) : gère le trafic entre la radio et le SI : • Stocke le trafic provenant des GWs • Gère la configuration radio : l’ADR (SF), la puissance d’émission… • Contrôle les messages (Authentication, Authorization, Accounting) avant de les transférer au SI • Calcul la localisation des objets (DTOA) : à venir • Génère les acquittements (ACK) vers les objets (si demandé) • Gère les périodes de temps où les GWs peuvent émettre les messages DL (multicast) vers les objets • Collecte les données pour l’OSS (Operations Support System : gestionnaire de réseau : statistiques, …) • Régule le trafic vers les serveurs d’applications Gateway (GW) : concentrateur radio composé de : • 1 antenne RF externe et 1 antenne GPS (interne au module) • 1 carte RF Semtech • 1 contrôleur Linux • 1 carte Ethernet • 1 routeur POE (Power-Over-Ethernet) End Nodes : capteurs / objet connectés • Détecteur de fumée • Compteur intelligent eau/gaz/éléctricité • … SI
  26. 26. Etalement de spectre • Modulation à étalement de spectre à séquences orthogonales (Orthogonal Sequences Spread Spectrum ou OSSS) • L’intérêt d’utiliser des séquences orthogonales est que 2 messages, émis par 2 objets, arrivant simultanément sur une GW n’interfèrent pas entre eux (Code Division Multiple Access : CDMA) • La technique vient historiquement des applications militaires : les émetteurs “spread spectrum” transmettent une séquence de bits connus pour chaque bit d’information. • Chaque suite de bits (une trame) à transmettre est augmentée par une autre suite de bits dite de redondance => permet de retrouver le bon signal à la réception dans un environnement bruité « 0 »  « 01001011101001110101011101111011 » « 1 » « 10011011011010101111101101110111 »
  27. 27. Etalement de spectre et SF Fréquence Amplitude Largeur de porteuse constante Gain lors de la récupération du signal initial Signal « étalé » transmis à débit constant Signal récupéré avec un facteur d’étalement de 7 (SF7) Gain faible, débit élevé Signal récupéré avec un facteur d’étalement de 9 (SF9) Gain moyen, débit moyen Signal récupéré avec un facteur d’étalement de 12 (SF12) Gain élevé, débit faible • Plus on veut rendre un signal « robuste », plus on « l’allonge » • Signal transmis = données utiles x séquence d’étalement plus ou moins longue • Objet loin de l’antenne avec obstacles => Meilleure sensibilité requise  Le Cœur de Réseau (Network Server) augmente le SF (Spreading Factor), le débit utile diminue mais la connexion est maintenue • Objet proche de l’antenne (bonne propagation, signal bien reçu) => Sensibilité non requise  On diminue le SF (Spreading Factor), le débit utile augmente
  28. 28. Débit – Time on air SF12 11 10 9 8 7 14km 10km 8km 6km 4km 290bps 530 970 2D simulation (flat environment) 1,4 s Payload de 10 octets 0,74 s 0,37 s 0,2 s
  29. 29. Etalement de spectre et ADR Le facteur d’étalement (SF) joue sur : 1. La portée 2. La pénétration en indoor 3. Le débit (on parle de débit adaptatif : ADR pour Adaptive Data Rate) 4. Le payload (informations utiles) 5. La consommation (time on air) 6. La capacité => Le choix du SF est géré par le réseau (Network Server) Objet loin de l’antenne avec obstacles => Meilleure sensibilité requise  Le Cœur de Réseau (Network Server) augmente le SF (Spreading Factor), le débit utile diminue mais la connexion est maintenue Objet proche de l’antenne (bonne propagation, signal bien reçu) => Sensibilité non requise  Le Cœur de Réseau diminue le SF (Spreading Factor), le débit utile augmente SF ↗ SF ↘ Portée ↗ Débit utile/Payload ↗ Pénétration indoor (SNR) ↗ Consommation ↘ (time on air ↘) Capacité ↗
  30. 30. Couverture LoRa (1/2) Parallèle avec le GSM900 : bande de fréquence proche de la bande ISM 868 MHz : • Densité de Base Station pour une couverture Nationale en France : • La comparaison au GSM900 est légitime au regard des Budgets de Puissance : • LoRa a un budget de puissance supérieur au GSM900  Elles portent plus loin que le GSM900  La couverture est plus grande  En considérant un nombre d’antennes équivalent au GSM900, on peut considérer qu’avec 14dB en plus, on aura une meilleure couverture indoor en LoRa (Light-indoor seulement en GSM900) GSM900 MHz LoRa Sens de la Liaison Montante Units Montante Partie Réception BTS GW Sensibilité -104 dBm -142 Marge de protection 3 dB 0 Perte totale câble et connecteur 4 dB 4 Gain d'antenne (include 5 dB diversity) -17 dBi -6 Marge de masque (90% de la surface) 5 dB 5 Puissance médiane nécessaire -109 dBm -139 Partie émission MS Capteur Puissance d'émission (GSM Classe 2 = 2W) 33 dBm 14 Bilan de liaison Affaiblissement maximal 142 dB 153 Pertes due au corps humain -3 dB 0 Affaiblissement de parcours (budget de puissance) 139 dB 153
  31. 31. Couverture LoRa (2/2) Nombre de sites (BTS) pour une couverture Nationale en France :  Nombre d’antennes Bouygues Telecom 2G en France : 8000  LoRa a un budget de puissance supérieur de 14 dB au GSM900  Dans un bâtiment : • +10dB permettent une couverture des étages et du rez-de-chaussée • +14dB permettent d’atteindre un 1er sous-sol  Déploiement initial LoRa planifié par Bouygues Telecom : 5000 antennes  Bonne couverture Outdoor nationale  Sera facile d'en déployer plus avec les 15000 points hauts déjà existants
  32. 32. Sécurité Sécurisation des échanges et des données via un tiers de confiance : • Chiffrement réseau AES 128 : algorithme de chiffrement (réutilisation du standard de sécurité de la norme 802.15.04) • Gestion de 3 clés : • Clé primaire secrète par objet (objectId/@MAC-Id) • Clé réseau par opérateur (MIC : code d’intégrité) : 1 code d'intégrité connu du réseau • Clé de chiffrement client par fournisseur de services (clef de cryptage connue du client, pas de l’opérateur) : Cryptage des flux jusqu'aux serveurs applicatifs du clients • Protection contre le piratage et l’usurpation d’identité
  33. 33. Robustesse aux interférences LoRa :  LoRa démodule le signal à -20dB sous le bruit thermique  LoRa est basé sur une modulation plus élaborée avec des mécanismes de gain de codage améliorant la robustesse du signal : • Etalement de spectre • Forward Error Correction (code correcteur d’erreurs)  Augmentation de la probabilité de décoder un signal sans erreur dans un milieu interféré  Gestion dynamique des canaux (réseau managé) :  Mécanisme de présélection de canaux propres Bruit 6 Canaux LoRa U/L 125kHz 868,60 868,70 869,20 869,40 869,65 F (Mhz) 869,70 870,00 876,00 Sigfox BW
  34. 34. Géolocalisation via le réseau LoRa LoRa utilise la technique DTOA (Differential Time Of Arrival) : Permet d’estimer la distance d’un objet à une GW à partir du temps de réception du signal  Le recoupement entre les 3 GWs permet au NS de calculer la position de l’objet  Pas de GPS dans l’objet = économies coût & consommation • En outdoor, les GWs sont synchronisées entre elles via GPS pour pouvoir mesurer la « différence de temps d'arrivée ». La précision prévisionnelle des objets est estimée à 10m - 20 m • En indoor, la précision prévisionnelle est estimée à 30 m • Mobilité : La technologie LoRa permet de géolocaliser des objets en mouvement (ex : suivi de colis, objets précieux, …) GW GW GW NS (DTOA) TR1 TR2 TR3 Géolocalisation par triangulation à venir : Q1 2016 1. Nouvelles GWs à déployer (attention aux rétrofits pour les GWs déployés avant Q1 2016) 2. Pas d’impact sur les objets déjà déployés
  35. 35. La bidirectionnalité LoRa intègre la bidirectionnalité nativement : • Classe A : chaque trame Uplink envoyée par l’objet est suivie par l’ouverture de 2 fenêtres de réception pendant lesquelles la GW peut envoyer une trame Downlink (acquittements, commandes MAC, commandes applicatives) • Classe B (mode synchronisé) : tous les objets de classe B sont synchronisés avec la GW pour ouvrir des fenêtres d’écoute à intervalles réguliers => Tout objet LoRa peut émettre et recevoir Trame UL 1 sec +/- 20us R x 1 Durée d’écoute Ouverture fenêtrede réception 1 sec +/- 20us R x 2 Durée d’écoute Ouverture fenêtrede réception Trame DL Classe A : Durée d’écoute variable: 5.1 ms @ SF7 10.2 ms @ SF8 … 164ms @ SF12 Classe B : Balise début Balise fin R x 1 Durée d’écoute R x 2 Durée d’écoute R x 3 Durée d’écoute R x N Durée d’écoute OuverturedeNfenêtresde réceptionentreles2balises
  36. 36. Gestion de la capacité (1/4) (deep indoor)(outdoor) (outdoor) (indoor) (outdoor) Chacun des nœuds adaptant le débit (fonction de sa distance à l’antenne, sa visibilité, son niveau d’enfouissement…), la vitesse et la durée de communication sont optimisées. J Les interférences et collisions dans la communication sont ainsi minimisées (deep indoor) (indoor) débit 1 Portée 3 Conso 1 débit 2 Portée 2 Conso 2 débit 3 Portée 1 Conso 3 Débit 3 Portée 1 Conso 3 Débit 2 Portée 2 Conso 2 Débit 3 Portée 1 Conso 3 Débit 1 Portée 3 Conso 1 V9 V12 V7 V7 V10 V8 V12 V12 V7 V10 V8 V9 V7 V12
  37. 37. Gestion de la capacité (2/4)
  38. 38. Gestion de la capacité (3/4) V7 V9 V12 V7 V9 V7 V11 G1 G2LoRa ™  A libéré des canaux  A augmenté la capacité de G1  A fait économiser de la batterie J V10 V8 V12V11 V9 V7 Je libère de la capacité sur G1 (deep indoor)(outdoor) (outdoor) (indoor) (outdoor)(deep indoor) (indoor) De nouveaux capteurs possibles sur G1
  39. 39. Gestion de la capacité (4/4) de 300 bps à 50 kbps Très bas débit Bas débitJ’envoie lentement Je porte plus loin J’ai une meilleure pénétration dans les bâtiments Portée Consommation « vitesse 12, 11, 10 » J’envoie vite Taux utilisation canal très faible Ma consommation énergétique est faible « vitesse 9, 8, 7 » Facteur d’étalement
  40. 40. Merci Franck Moine Directeur Business Unit M2M fmoine@bouyguestelecom.fr

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