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IoT et connectivité
LPWA
2
L’Internet des Objets va
transformer la vie des
entreprises et des particuliers
Pourquoi des solutions de connectivité spécifiques aux
objets ? Parce que les objets ont généralement besoin d’une
connectivité qui consomme peu d’énergie et parce qu’ils
peuvent se contenter d’un faible débit. Ils sont également
susceptibles de se situer dans des endroits qui ne sont pas
ciblés par les réseaux traditionnels, comme des sous-sols ou
des zones non-couvertes par ces réseaux… Des spécificités
qui ont donné lieu au développement de technologies Low
Power Wide Area (bas débit, longue portée).
Ce document est destiné à partager nos convictions, pour
aider l’ensemble des acteurs qui participent au développe-
ment de l’Internet des Objets (IoT) à faire les bons choix.
De la voiture connectée au compteur d’eau, de la montre à
l’industrie 4.0… La diversité des exemples de déploiement de
l’IoT dessine un large spectre des besoins de connectivité :
Une connectivité mobile en temps réel utilisant des standards
optimisés pour le transfert de données des objets allant du
bas au haut débit et pouvant aussi supporter la voix, pour les
scénarios nécessitant une couverture des lieux de vie.
Une connectivité Low Power Wide Area pour les cas d’usage
non critiques mais qui exigent une couverture étendue afin
d’atteindre des objets difficiles d’accès, par exemple, situés à
l’intérieur d’un bâtiment.
Qu’est-ce que le LPWA
LPWA est un nom générique pour le segment inférieur du
marché IoT nécessitant une connectivité :
Low Power (pour une optimisation de l’autonomie des batteries)
Low Cost (pour un déploiement massif des objets, à bas coût)
Wide Area ou Long Range (pour une utilisation dans les
zones difficiles à atteindre)
Low Data (pour des petits paquets traités ensuite par une
plateforme Big Data)
Chaque innovation doit être utile pour l’individu, pour
la planète et la société. C’est la condition du sens.
Chaque technologie doit être accessible au plus grand
nombre, c’est la condition du progrès.
Notre vision et notre engagement visent à faciliter
la construction d’un écosystème actif et profitable
autour de l’Internet des Objets, au travers d’une
innovation ouverte avec nos différents partenaires.
Vers une révolution IoT porteuse de
progrès
Durée de vie
de la batterie
Portée
Cellulaire
LPWA : LoRaWAN,
LTE-M, NB.IOT
BLE, Z-Wave,
W-Mbus
WIFI
Notre ambition ? Connecter les objets et les rendre
intelligents en créant avec nos partenaires des ser-
vices permettant, par exemple, aux villes d’économi-
ser de l’énergie, aux maisons et aux voitures d’être
plus sûres, ou encore aux entreprises d’être plus
efficaces.
3
Quelles solutions de
connectivité pour les
objets ?
Nouveaux segments IoT : l’émergence
des besoins en connectivité LPWA
Le LPWA sans obligation de licence : des réseaux radio
dédiés au LPWA, opérant dans un spectre sans licence ou
partagé, comme LoRa®
, Sigfox, Ingenu, N-Wave ou Qovisio.
Le LPWA sur bande de fréquence licenciée ou Mobile
IoT : une évolution des réseaux mobiles opérant dans un
spectre sous licence et optimisé pour les cas d’utilisation de
l’IoT/du LPWA : LTE-M, NB-IoT, EC-GSM-IoT.
Le Low Power Wide Area permet en général de connecter
les capteurs, trackers ou balises de géolocalisation des
villes connectées, de l’industrie 4.0 ou encore de la logis-
tique. Sa généralisation jouera donc un rôle crucial dans le
développement de l’Internet des Objets.
Il n’existe pas une solution universelle unique pour le LPWA,
mais deux types de réponses techniques présentant des
avantages différents :
Nous fournissons depuis de nombreuses années des services IoT et M2M, en
nous appuyant sur des réseaux mobiles 3GPP (principalement GSM pendant
une décennie, avant le passage à la 3G puis à la 4G). Nous avons étendu notre
offre de solutions M2M/IoT dans le monde entier, et nous avons développé une
gamme de services M2M reposant sur une plateforme interne ou via des parte-
nariats, comme avec la Global M2M Association.
Aujourd’hui, nous connectons 14 millions d’objets grâce à différentes
technologies.
Technologies Cas d’usage Caractéristiques
4G+
Alimentation externe, débit
Mbps, faible latence, haute
mobilité
Véhicules connectés (infotainment)
Wifi embarqué
Surveillance vidéo
2G/3G/4G
Batterie rechargeable,
débit Kbps, transactions
en temps réel
Santé (suivi à distance de patients)
Sécurité - Paiement
Véhicules connectés (télémétrie)
Passerelle pour compteurs intelligents
Wearables
Gestion de données sensibles
LPWA
Faible puissance,
coût réduit, longue portée
Immeubles intelligents
Agriculture intelligente (avec couver-
ture étendue)
Capteurs, compteurs intelligents, villes
intelligentes
Gestion de données non sensibles
Maison connectée, e-santé (bien-être)
Industrie 4.0
Mobile IoT
4
LoRa®
 : une technologie
longue portée, économique
et efficace d’un point de vue
énergétique
Les réseaux LPWA sans licence sont une alternative aux réseaux cellulaires pour la
transmission de petits paquets de données à longue portée, à partir de capteurs ou
d’objets alimentés par batterie et à haute efficacité énergétique. Notre expérience
nous a prouvé qu’il était possible de déployer, d’optimiser et d’entretenir un important
réseau LPWA sans licence pour offrir des services IoT tolérants au délai. Notre choix
s’est porté sur LoRa®
, un nouveau réseau IoT/LPWA.
Le choix d’une technologie de réseau LPWA pour un cas
d’utilisation spécifique se fait en fonction de critères qui ne
sont pas uniquement liés aux performances techniques. La
réalité d’un écosystème ouvert et la stabilité des spécifications
permettent par exemple de garantir l’adoption par les secteurs
verticaux clés. Certains d’entre eux, comme les équipements
de service public, ont un horizon temporel de 10 à 15 ans,
il faut donc s’assurer que le contenu technique est pris en
charge à long terme.
D’autres solutions LPWA sans licence, comme Sigfox, Qovisio
ou Ingenu, présentent des caractéristiques techniques
intéressantes. Mais, parmi toutes les options disponibles sur le
marché, nous préférons les technologies ouvertes et interopé-
rables, comme LoRa®
, afin de permettre à un écosystème IoT
de se développer rapidement.
LoRa®
, un éco­
système ouvert et
en croissance
Une demarche
« Design to Cost »
Des principes qui
découlent de la
bande partagée
utiliséeNous avons rejoint l’Alliance LoRa®
,
qui compte parmi ses 400 membres
d’autres grands opérateurs mobiles,
des fabricants d’appareils électro-
niques et des fournisseurs de matériel
informatique. Cela nous permet, en
partenariat avec les opérateurs de
l’Alliance LoRa®
, de nous ouvrir à de
multiples secteurs verticaux IoT : c’est
ainsi que des réseaux LoRa®
ont pu
être ouverts dans plus de 41 pays et
que 67 déploiements publics étaient
annoncés en janvier 2018.
En Europe, il s’agit principalement
la bande SRD 868 MHz.
Puissance émise par l’appareil
limitée à 500 MW / 14 dBm
Cycle de service à 0,1 %, 1 % ou
10 %, ce qui signifie que l’appareil se
limite aux transmissions courtes
Solution asynchrone : l’appareil
transmet et reçoit les données à des
moments différents
Sous-canaux de 125 kHz maximum
LoRa®
a été conçu pour une mise
en place simplifiée. Concrètement,
les caractéristiques de base des
systèmes mobiles qui ne sont pas
considérées comme essentielles au
LPWA n’ont pas été implantées :
pas de procédure de raccordement
de cellule, pas d’allocation de
ressources, pas de gestion de la
mobilité.
5
C’est l’association de l’utilisation d’un spectre partagé et
d’une approche de conception simplifiée qui a donné nais-
sance à LoRa®
. Comme la plupart des autres solutions LPWA
sans licence, elle n’est pas conçue pour la transmission avec
un besoin de forte probabilité de livraison de paquets.
Le système est asynchrone et l’accusé de réception, qui
entraîne des délais et une consommation d’énergie supplé-
mentaire, est limité.
Le taux d’ensemble du système est atteint par la répétition
des paquets et la limitation au minimum du besoin d’accusé
de réception ou de l’utilisation de liaisons descendantes.
La technologie n’est pas adaptée à une mobilité à grande vi-
tesse. Des cas de mobilité à vitesse réduite peuvent cependant
être gérés par LoRa®
grâce à l’envoi de paquets à plusieurs
passerelles, pour bénéficier de la macrodiversité en uplink.
Idéale pour les applications
tolérant les délais et orientées
liaisons montantes
Des modules LPWA LoRa®
sans licence sont déjà
disponibles à moins de 5 $, et les tarifs devraient en-
core baisser jusqu’à atteindre entre 2 et 3 $ en 2020.
L’évolution des prix dépendra cependant du niveau
d’adoption par le marché.
La simplicité RF de la technologie LoRa®
- tout comme
celle de Sigfox - pourrait être améliorée grâce à la mise
en place sur les puces d’autres communications à
courte portée. Par ailleurs, des capteurs LoRa®
simples
avec des fonctionnalités limitées (Nano-tag) ont été
annoncés fin 2017.
Quel coût ?
Nous sommes convaincus
que la technologie LoRa®
WAN
constitue actuellement la
meilleure solution dans le cas
d’une application :
Non critique et tolérante aux
délais
Principalement orientée vers
les liaisons montantes
Générant de faibles niveaux
de trafic (restriction de cycle
de service)
Fonctionnant sur batterie
Nécessitant un capteur à
bas coût
LoRa®
en bref
LoRa®
nécessite le déploiement de
passerelles de petite taille, dotées
d’une nouvelle antenne. Le faible
niveau de complexité de ces passe-
relles, couplé à des besoins limités
en termes de débits sur le backhaul
WAN, fait que leur déploiement est
flexible et rapide sur des sites hauts,
ou grâce à l’utilisation de pico-cell, y
compris en couverture d’intérieur pour
des sites industriels ou des bâtiments
tertiaires.
Flexibilité pour le
déploiement LPWA
La consommation d’énergie est un
élément clé dans le choix d’une solu-
tion LPWA. Prenons le cas du rapport
quotidien de 50 bytes, en conditions
normales et en sous-sol :
Couverture normale (SF 7) :
Besoin de capacité / an 13 mA.h &
Couverture étendue (SF 12) :
Besoin de capacité / an 45 mA.h &
Dans les deux cas : Courant en
Mode veille <1,5 µA (3 à 5 fois
moins que les solutions Mobile IOT
actuelles)
Faible consomma-
tion énergétique La macrodiversité des liaisons mon-
tantes de la technologie LoRa a été
utilisée pour soutenir une géolocali-
sation s’appuyant sur un principe
de différence de temps d’arrivée
(TDOA). En associant l’horodatage et
la triangulation dans le récepteur, il
est possible de calculer la localisation
d’un appareil sans lui ajouter de
calcul de fond local. C’est l’une des
capacités prometteuses de LoRa®
,
puisqu’elle pourrait permettre de
procéder à une géolocalisation sans
besoin de récepteur GPS/GNSS.
Géolocalisation
6
LTE-M : le couteau
suisse de l’IoT mobile
LTE-M est une solution standardisée, fondée sur les spécifications de la Release
13 du LTE, et promue sous l’appellation Mobile IoT par la GSM Association (GSMA).
Contrairement à LoRa®
, le LTE-M opère dans des bandes de fréquences licenciées,
allouées aux opérateurs mobiles pour le 4G LTE.
Déploiement
et disponibilité
commerciale
Le support du LTE-M et des terminaux
de catégorie M1 se fait dans les bandes
de fréquence les plus basses utilisées
pour le LTE, grâce à une mise à jour
logicielle des réseaux mobiles 4 G LTE.
En Europe, ce sont principalement les
bandes 800 MHz et 1800 MHz.
En termes de couverture, le LTE-M
suivra donc l’amélioration de la cou-
verture 4G LTE en Europe, qui rattrape
déjà dans certains pays Orange celle
du GSM.
Dans le monde, une dizaine d’opé-
rateurs, dont plusieurs opérateurs
nord-américains et de la region APAC,
ont déjà annoncé le lancement com-
mercial du LTE-M. En Europe, nous
avons débuté le déploiement dans nos
filiales européennes, en commencant
par la Belgique, suivie par l’Espagne
et la France, en 2018. Par ailleurs,
plusieurs modules et objets compa-
tibles LTE-M sont déjà disponibles sur
différents segments du marché.
Par ses caractéristiques de
débit, de latence et de service,
le LTE-M est la technologie qui,
à terme, peut remplacer la 2G
dans ses usages Machine to
Machine bas débit. Pour assurer
la transition et permettre un
roaming mondial, l’utilisation de
modules Dual Mode LTE-M-2G
paraît la solution adaptée.
LTE-M comme
solution de migration
des usages 2G M2M
Sur certains aspects, le LTE-M
hérite des caractéristiques du
LTE :
Authentification par SIM et eSIM
(eUICC), généralisation de l’eSIM
(embeded SIM)
Bi-directionalité avec support de
la qualité de service du LTE
Faible latence en mode de
couverture normale, allant de
quelques centaines de millli-
secondes en mode normal à
quelques dizaines de secondes
en mode d’extension
Support de mobilité entre cellule
en mode iddle et connecté et
support comme pour le LTE de la
mobilité à haute vitesse (300 km/h)
Connexion en mode IP
Support de la VolTE – Voix sur IP
Support du mode SMS
Le LTE-M, une solution versatile
Coût d’implémenta-
tion réduit
Le LTE-M a pour principale caracté-
ristique l’utilisation d’un modem de
catégorie M1, drastiquement réduit en
performance par rapport aux modems
LTE habituels, dans l’objectif de
diminuer la complexité et donc le coût
d’implémentation :
Utilisation d’un canal de 1,08 MHz,
contre 5, 10, 15 ou 20 MHz pour le LTE
Support d’un mode Half Duplex
optionnel
Pas de support de la diversité
antennaire
Cela permet d’atteindre des débits
faibles mais continus dans les deux di-
rections, jusqu’à quelques centaines de
kbits/s maximum (Mode Half duplex :
350 kbps – Full Duplex (non disponible
en 2018) : 1 Mbps).
Optimisation de
la consommation
énergétique
Le Power Saving Mode (PSM)
permet de rentrer dans une phase d’hi-
bernation (deep sleep) programmée,
afin d’économiser de la batterie lors
de la phase de réveil, tout en gardant
le réseau informé de l’état de l’objet.
Le PSM est adapté à des usages dans
lesquels l’objet n’est pas tenu d’être
joignable entre deux envois.
L’Extended Discontinuous Re-
ception (eDRX) étend la fenêtre
d’inactivité de réception d’un modem
pour économiser son énergie. L’eDRX
est réglable à la fois en mode connecté
et en mode iddle, et permet aux objets
IoT d’économiser de la batterie entre
les émissions/réceptions, tout en
restant à l’écoute lors d’intervalles de
temps fixés. L’eDRX est adapté pour
des usages de trackers ou bracelets
d’activités, ou encore de capteurs à
envois fréquents.
7
Autre solution Mobile IoT, le NB-IoT est également standardisé par le 3GPP
dans la Release 13 du LTE. C’est une approche plus radicale, visant à répondre
à des cas d’usages extrêmes, comme la télérelève de compteurs d’eau.
Le NB-IoT est supporté par des porteuses radio de bande
étroite (180 kHz) dédiées, introduites selon plusieurs scénarios
(Inband, Guarband, Standalone) dans des porteuses LTE, ou
d’autres bandes de spectre licencié. Une nouvelle catégorie de
mode NB1 a également été introduite indépendamment du LTE.
Lors de la phase de spécification, plusieurs compromis ont
généré une complexité sur les choix de déploiement et une
incertitude sur la constitution d’un écosystème complétement
interopérable au niveau mondial.
Le NB-IoT supporte plusieurs modes de connectivité IP et
non IP, avec la possibilité d’envoyer de la donnée via les ca-
naux de contrôle (DoNAS) pour réduire la signalisation néces-
saire à l’envoi. Le NB-IoT intègre aussi, en option, l’utilisation
d’un nouvel élement de réseau cœur.
L’impact d’une mise à jour d’un réseau LTE pour supporter
le NB-IoT est dépendante de la configuration, qui n’est pas
toujours uniquement logicielle.
En termes de performance, l’attrait principal du NB-IoT réside
dans l’extension de couverture par rapport à du LTE, pour du
trafic tolérant le délai. Les performances de consommation
sont également liées aux fonctions PSM et eDRX (similaires au
LTE-M).
Enfin, le NB-IoT est plutôt réservé à des usages très bas
débit (60- 160 kbps max) et longue portée, ne nécessitant pas
de support de la mobilité ou de temps de réaction faible.
Nous évaluons les performances réelles du NB-IoT grâce à
des tests et au déploiement d’Orange Belgique. Nous suivons
les améliorations du NB-IoT en Release 14 et 15, puisqu’elles
visent à améliorer les performances de consommation de
batterie et de géolocalisation. A l’heure actuelle, la consom-
mation de batterie semble supérieure à celle de LoRa®
sur un
usage équivalent. Nous suivons également le dévelopement et
la maturation de l’écosytème NB-IoT, ainsi que la convergence
de certaines options techniques.
NB-IoT : une évolution
en rupture
Couverture longue
portée
Le LTE-M supporte le Extended
Coverage modes A et B. Grâce à des
mécanismes de répétition, la portée
du LTE-M est meilleure que celle du
réseau LTE sur lequel il est activé,
pour une couverture indoor améliorée.
Le mode A permet un gain de 8 à 9
dB (par rapport au LTE), tandis que
le mode B, encore en phase de test,
permet théoriquement de gagner de 15
à 18 dB, ce qui équivaut approximati-
vement à la perte de pénétration d’un
mur dans un bâtiment.
Support du roaming
Le roaming sera supporté rapide-
ment, sur modèle du roaming déjà en
cours entre opérateurs. Des tests ont
déjà été réalisés en Amérique du Nord
fin 2017, et d’autres seront réalisés en
Europe en 2018.
Réponse à des
besoins de
connectivité enrichis
LTE-M est idéal pour des cas d’usage
liés au temps réel, à la garantie de
service, à la bi-directionnalité et aux
débits: smart industry, smart fitness,
on board telemetry… Demain, il sera
aussi possible de développer des scé-
narios combinant IoT et voix, comme
des boutons d’urgence pour travailleurs
isolés ou cabines d’ascenceurs…
8
LoRa + LTE-M : la combinaison
gagnante
C’est en nous appuyant sur l’analyse technique du LTE-M et sur le soutien du
marché que nous l’avons sélectionnée comme une solution complémentaire à la
technologie LoRa®
pour les cas d’utilisation LPWA nécessitant des fonctionnalités
supplémentaires, comme le débit, la connectivité en temps réel, le soutien voix, la
mobilité et l’itinérance dans le monde entier.
Données
transmises
Vitesse de mobilité
SMS, voix, monitoring,
suivi/commande
Stationnaire/
moyenne
Élevée
Mesures, texte
Brutes/intermittentes Enrichies/temps-réel
Exemples
50 kbps
Bâtiment
intelligent
Infrastructures
publiques
Suivi
santé
Gestion de
l’énergie
Compteurs
d’eau
Consommation
d’énergie Très faible Faible/moyenne
Spectre de licence
Couverture
Partagé Dédié
Deep indoor Deep indoor
SRD 868 MHz LTE 800/1800 MHz
Débit max.
Bande de
fréquence(Europe)
LoRaWAN
TM Mobile IoT
(LTE-M)
375 kbps
300 kbps
9
Smart Building : LoRa®
,
une solution pratique et
économique pour une
connectivité IoT indoor
Les services intégrés des bâtiments connectés nécessitent un
accès direct aux capteurs depuis un site macro en extérieur,
ce qui représente une forte contrainte : les bâtiments HQE
agissent comme une cage de Faraday et entraînent des pertes
de couverture par rapport aux bâtiments classiques.
Dans les cas où il est nécessaire d’installer de multiples
capteurs à autonomie prolongée pour surveiller plusieurs
paramètres environnementaux et structurels, il faudra utiliser
une solution d’intérieur. Dans cette optique, l’installation locale
sur la base d’une passerelle ou d’un hub LPWA est un élément
crucial. Il est plus facile de fournir une couverture en intérieur
uniquement pour l’IoT en utilisant des solutions comme
LoRa®
WAN, avec de faibles besoins de backhaul et une
approche économique. La couverture en intérieur pour l’IoT
mobile sera alors fournie en premier lieu si d’autres services
mobiles sont requis (bande de fréquence large, voix).
Aucune solution de connectivité n’est parfaite : nous avons cependant
déterminé les options les plus adaptées à chaque secteur en identifiant les
cas d’utilisation probables.
Nous nous sommes appuyés sur plusieurs réseaux
déployés sur le stade pour connecter des objets et col-
lecter des données : un réseau 4G et un réseau dédié à
l’IoT utilisant la technologie LoRa®
. Objectif : améliorer
l’expérience des visiteurs.
Des boîtiers connectés ont permis aux hôtes et
hôtesses de faire remonter les taux d’occupation des
tribunes de certains courts. D’autres boîtiers ont été
positionnés dans de nombreuses zones du stade et ont
mesuré de façon automatique et anonyme et en temps
réel les flux des visiteurs permettant une meilleure
gestion des files d’attente.
Des tapis de sol connectés munis de détecteurs de
vibrations étaient installés aux entrées du court 17
pour comptabiliser le nombre de passages et fournir là
aussi à l’organisation le nombre de places disponibles
sur le court. Enfin, des bornes de satisfaction étaient
installées dans certains lieux du stade, permettant aux
équipes de la Fédération Française de Tennis d’interve-
nir immédiatement si besoin.
Près de 230 véhicules Peugeot ont été connectés
pour assurer la meilleure gestion des déplacements
des joueurs, des VIP, des officiels et du public grâce à
l’application O-Direct d’Océan. Certains chauffeurs ont
également profité de l’option GéoMissions pour prendre
et gérer leurs courses, d’une duplication de l’écran du
smartphone vers l’écran embarqué du véhicule.
Orange s’appuie sur la 4G et la technologie LoRa®
pour une gestion optimisée
de l’affluence sur Roland Garros en 2017
10
Localisation intelligente
Compteurs intelligents
Services à la personne :
les wearables
Le LPWA peut s’avérer nécessaire
lorsque la source d’alimentation n’est
pas toujours disponible pour le GPS, par
exemple dans le cas d’un véhicule qui
n’est pas utilisé en permanence. Mais il
peut s’agir aussi :
de conteneurs ou palettes qui doivent
être suivis dans le monde entier. Une
couverture mondiale est alors un prére-
quis important.
de la localisation de vélos en ville,
avec comme prérecquis une couverture
urbaine plus étendue.
de pistage d’animaux ou de localisation
de personnes. Dans ce cas, une couver-
ture mondiale, ou au moins nationale,
est également prérequise. Par ailleurs,
différents niveaux de localisation/pistage
existent en fonction de la précision
recherchée, de la fréquence d’envoi et du
temps réel éventuel.
Pour la localisation non sensible, où un
appareil doit envoyer une localisation
mise à jour à une fréquence donnée
sans besoin critique que l’information
soit reçue aussitôt, la solution LoRa®
fonctionne et utilisera les capacités de
géolocalisation TDOA sans puce GPS
(Container ou Parcel, par exemple).
Pour la localisation sensible, où les
informations doivent être garanties à
heure précise avec des conséquences
en termes de sécurité, le Mobile IoT
est plus adapté. En cas de besoin de
services supplémentaires comprenant
une commande en liaison descendante,
le LTE-M est la meilleure solution.
Un exemple ? Dans un aéroport, un
véhicule spécialisé utilisé pour transporter
des bagages ou une rampe d’accès
peut être localisé presque en temps réel
pendant sa période d’activité et lorsque la
batterie est chargée. Mais, si le véhicule
reste inutilisé pendant plusieurs jours ou
plusieurs semaines, il faudra choisir une
solution LPWA de type LoRa®
Les compteurs d’eau sont généralement associés, en
Europe, à un besoin de batteries à grande autonomie (entre 10
et 15 ans pour un simple envoi par jour) et à une localisation
en sous-sol difficile à atteindre. Les conditions de service sont
généralement limitées à une ville, voire encore plus localisées.
Les performances de la technologie LoRa®
, avec autonomie
de batterie et capacité à fournir une bonne couverture en inté-
rieur, en font une réponse adaptée aux besoins des compteurs
d’eau intelligents.
Les wearables – par exemple les bou-
tons d’appel d’urgence pour personnes
âgées, travailleurs isolées ou personnes
dépendantes – exigent plusieurs prére-
quis : une connectivité bidirectionnelle
avec des services sensibles aux délais,
une livraison des informations comme
la géolocalisation garantie et, éven-
tuellement, un soutien voix. La batterie
doit avoir une autonomie suffisante
pour quelques jours à quelques mois
ou même années, en fonction du cas
d’utilisation. La couverture doit être
large lorsque l’on s’adresse à un marché
grand public.
La technologie Mobile IoT, et plus
particulièrement LTE-M, est une
excellente candidate pour répondre
à ces scénarios dans la mesure où
elle permet d’avoir un soutien voix,
une meilleure mobilité ainsi qu’une
meilleure connexion bidirectionnelle.
Les compteurs d’électricité nécessitent un module écono-
mique et des capacités bidirectionnelles, de façon à pouvoir
contrôler le compteur sur demande. La lecture peut s’avérer
plus fréquente que pour les compteurs d’eau, ce qui entraîne
le choix d’une solution capable d’envoyer rapidement un
fichier de taille plus importante. Enfin, dans l’évolution vers le
concept de grille connectée, une solution à faible latence est
idéale. Le LTE-M est donc parfaitement adapté à un compteur
d’électricité intelligent.
La remontée d’information de localisation via GPS en temps réel
d’un véhicule est déjà assurée par nos réseaux cellulaires.
Selon la zone à couvrir et les contraintes de mesure,
plusieurs solutions peuvent être utilisées :
11
Et demain, la 5G ?
LoRa®
 : déjà une couverture
nationale
En France, notre réseau LoRa®
propose une couverture
nationale. Nous densifions cette couverture à la demande de
nos clients, notamment dans les zones rurales ou en indoor/
deep indoor. En complément, nous leur proposons depuis
plus d’un an la solution Couverture Site Express IoT, utilisant
des nano-gateways, et qui permet de renforcer la qualité de
couverture sur leur site. Plus de 150 de nos clients utilisent
déjà LoRa®
.
La 5G est conçue pour être un réseau multi-services, c’est-
à-dire qu’elle va être capable de s’adapter à des typologies
d’objets très différents : smartphones bien sûr, mais aussi les
futurs équipements qui permettront de diffuser des contenus
en 360° et en réalité augmentée, des capteurs, des objets
connectés, des machines, des voitures autonomes… La 5G
intègrera nativement une dimension nouvelle nécessaire à
certains usages de l’Internet des Objets : l’ultra-fiabilité et une
très faible latence, tout en capitalisant sur les technologies
Mobile IoT actuelles, avec des évolutions améliorant aussi les
performances de couverture, de consommation de batterie, et
la géolocalisation.
Les premiers déploiements commerciaux 5G commenceront
à partir de 2020 (usages grand public, smartphones, applica-
tions sectorielles), enrichis par des fonctionnalités avancées
à partir de 2022, par exemple, pour les voitures autonomes.
Nous préparons aujourd’hui l’arrivée de ce nouveau réseau :
En collaboration avec Ericsson et d’autres acteurs autour de
la connectivité 4G/5G des véhicules.
Avec des entreprises clientes d’Orange Business Services
pour tester sur un campus industriel des cas d’usages de la
5G, grâce à notre plateforme d’innovation commune avec
Nokia.
La multiplicité des usages de l’IoT et de leurs pré-requis
technologiques abordés dans ce document rend nécessaire
une approche dédiée de chaque verticale pour des solutions
complètes. Nous y travaillons à partir d’un portefeuille de
technologies réseaux mais aussi à partir des plateformes
de données que nous développons, comme dans l’offre de
solutions et services IoT, Datavenue. C’est aussi dans cet
esprit d’intelligence collective que nous entendons participer
activement au développement de ces solutions, avec un en-
semble de partenaires : par exemple avec la mise à disposition
de l’Open IoT lab, Open APIs…
Nous sommes convaincus que l’Internet des Objets
va profondément modifier nos façons de vivre et de
travailler, dans toute leur diversité.
Soutien au déploiement de la
collectivité LTE-M
Nous soutenons activement la croissance du LTE-M, qui offre
de précieuses solutions pour l’IoT mobile dans sa diversité.
Les projets pilotes comprennent la validation de puces et de
modules pour les bandes de réseau européennes.
Nous faisons évoluer notre réseau cellulaire 4G avec le
déploiement de la technologie LTE-M dans tous les pays
d’Europe où nous sommes présents. Des expérimentations
sont en cours avec des clients en Espagne. En France, nous
procédons depuis 2017 à des essais en interne, tant sur des
aspects techniques que sur les usages. Orange Belgique a
également annoncé en décembre 2017 le déploiement national
de la technologie Mobile IoT (LTE-M et NB-IoT).
Notre portefeuille de
réseaux IoT
En route pour
la révolution IoT !
12
https://partner.orange.com

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  • 2. 2 L’Internet des Objets va transformer la vie des entreprises et des particuliers Pourquoi des solutions de connectivité spécifiques aux objets ? Parce que les objets ont généralement besoin d’une connectivité qui consomme peu d’énergie et parce qu’ils peuvent se contenter d’un faible débit. Ils sont également susceptibles de se situer dans des endroits qui ne sont pas ciblés par les réseaux traditionnels, comme des sous-sols ou des zones non-couvertes par ces réseaux… Des spécificités qui ont donné lieu au développement de technologies Low Power Wide Area (bas débit, longue portée). Ce document est destiné à partager nos convictions, pour aider l’ensemble des acteurs qui participent au développe- ment de l’Internet des Objets (IoT) à faire les bons choix. De la voiture connectée au compteur d’eau, de la montre à l’industrie 4.0… La diversité des exemples de déploiement de l’IoT dessine un large spectre des besoins de connectivité : Une connectivité mobile en temps réel utilisant des standards optimisés pour le transfert de données des objets allant du bas au haut débit et pouvant aussi supporter la voix, pour les scénarios nécessitant une couverture des lieux de vie. Une connectivité Low Power Wide Area pour les cas d’usage non critiques mais qui exigent une couverture étendue afin d’atteindre des objets difficiles d’accès, par exemple, situés à l’intérieur d’un bâtiment. Qu’est-ce que le LPWA LPWA est un nom générique pour le segment inférieur du marché IoT nécessitant une connectivité : Low Power (pour une optimisation de l’autonomie des batteries) Low Cost (pour un déploiement massif des objets, à bas coût) Wide Area ou Long Range (pour une utilisation dans les zones difficiles à atteindre) Low Data (pour des petits paquets traités ensuite par une plateforme Big Data) Chaque innovation doit être utile pour l’individu, pour la planète et la société. C’est la condition du sens. Chaque technologie doit être accessible au plus grand nombre, c’est la condition du progrès. Notre vision et notre engagement visent à faciliter la construction d’un écosystème actif et profitable autour de l’Internet des Objets, au travers d’une innovation ouverte avec nos différents partenaires. Vers une révolution IoT porteuse de progrès Durée de vie de la batterie Portée Cellulaire LPWA : LoRaWAN, LTE-M, NB.IOT BLE, Z-Wave, W-Mbus WIFI Notre ambition ? Connecter les objets et les rendre intelligents en créant avec nos partenaires des ser- vices permettant, par exemple, aux villes d’économi- ser de l’énergie, aux maisons et aux voitures d’être plus sûres, ou encore aux entreprises d’être plus efficaces.
  • 3. 3 Quelles solutions de connectivité pour les objets ? Nouveaux segments IoT : l’émergence des besoins en connectivité LPWA Le LPWA sans obligation de licence : des réseaux radio dédiés au LPWA, opérant dans un spectre sans licence ou partagé, comme LoRa® , Sigfox, Ingenu, N-Wave ou Qovisio. Le LPWA sur bande de fréquence licenciée ou Mobile IoT : une évolution des réseaux mobiles opérant dans un spectre sous licence et optimisé pour les cas d’utilisation de l’IoT/du LPWA : LTE-M, NB-IoT, EC-GSM-IoT. Le Low Power Wide Area permet en général de connecter les capteurs, trackers ou balises de géolocalisation des villes connectées, de l’industrie 4.0 ou encore de la logis- tique. Sa généralisation jouera donc un rôle crucial dans le développement de l’Internet des Objets. Il n’existe pas une solution universelle unique pour le LPWA, mais deux types de réponses techniques présentant des avantages différents : Nous fournissons depuis de nombreuses années des services IoT et M2M, en nous appuyant sur des réseaux mobiles 3GPP (principalement GSM pendant une décennie, avant le passage à la 3G puis à la 4G). Nous avons étendu notre offre de solutions M2M/IoT dans le monde entier, et nous avons développé une gamme de services M2M reposant sur une plateforme interne ou via des parte- nariats, comme avec la Global M2M Association. Aujourd’hui, nous connectons 14 millions d’objets grâce à différentes technologies. Technologies Cas d’usage Caractéristiques 4G+ Alimentation externe, débit Mbps, faible latence, haute mobilité Véhicules connectés (infotainment) Wifi embarqué Surveillance vidéo 2G/3G/4G Batterie rechargeable, débit Kbps, transactions en temps réel Santé (suivi à distance de patients) Sécurité - Paiement Véhicules connectés (télémétrie) Passerelle pour compteurs intelligents Wearables Gestion de données sensibles LPWA Faible puissance, coût réduit, longue portée Immeubles intelligents Agriculture intelligente (avec couver- ture étendue) Capteurs, compteurs intelligents, villes intelligentes Gestion de données non sensibles Maison connectée, e-santé (bien-être) Industrie 4.0 Mobile IoT
  • 4. 4 LoRa®  : une technologie longue portée, économique et efficace d’un point de vue énergétique Les réseaux LPWA sans licence sont une alternative aux réseaux cellulaires pour la transmission de petits paquets de données à longue portée, à partir de capteurs ou d’objets alimentés par batterie et à haute efficacité énergétique. Notre expérience nous a prouvé qu’il était possible de déployer, d’optimiser et d’entretenir un important réseau LPWA sans licence pour offrir des services IoT tolérants au délai. Notre choix s’est porté sur LoRa® , un nouveau réseau IoT/LPWA. Le choix d’une technologie de réseau LPWA pour un cas d’utilisation spécifique se fait en fonction de critères qui ne sont pas uniquement liés aux performances techniques. La réalité d’un écosystème ouvert et la stabilité des spécifications permettent par exemple de garantir l’adoption par les secteurs verticaux clés. Certains d’entre eux, comme les équipements de service public, ont un horizon temporel de 10 à 15 ans, il faut donc s’assurer que le contenu technique est pris en charge à long terme. D’autres solutions LPWA sans licence, comme Sigfox, Qovisio ou Ingenu, présentent des caractéristiques techniques intéressantes. Mais, parmi toutes les options disponibles sur le marché, nous préférons les technologies ouvertes et interopé- rables, comme LoRa® , afin de permettre à un écosystème IoT de se développer rapidement. LoRa® , un éco­ système ouvert et en croissance Une demarche « Design to Cost » Des principes qui découlent de la bande partagée utiliséeNous avons rejoint l’Alliance LoRa® , qui compte parmi ses 400 membres d’autres grands opérateurs mobiles, des fabricants d’appareils électro- niques et des fournisseurs de matériel informatique. Cela nous permet, en partenariat avec les opérateurs de l’Alliance LoRa® , de nous ouvrir à de multiples secteurs verticaux IoT : c’est ainsi que des réseaux LoRa® ont pu être ouverts dans plus de 41 pays et que 67 déploiements publics étaient annoncés en janvier 2018. En Europe, il s’agit principalement la bande SRD 868 MHz. Puissance émise par l’appareil limitée à 500 MW / 14 dBm Cycle de service à 0,1 %, 1 % ou 10 %, ce qui signifie que l’appareil se limite aux transmissions courtes Solution asynchrone : l’appareil transmet et reçoit les données à des moments différents Sous-canaux de 125 kHz maximum LoRa® a été conçu pour une mise en place simplifiée. Concrètement, les caractéristiques de base des systèmes mobiles qui ne sont pas considérées comme essentielles au LPWA n’ont pas été implantées : pas de procédure de raccordement de cellule, pas d’allocation de ressources, pas de gestion de la mobilité.
  • 5. 5 C’est l’association de l’utilisation d’un spectre partagé et d’une approche de conception simplifiée qui a donné nais- sance à LoRa® . Comme la plupart des autres solutions LPWA sans licence, elle n’est pas conçue pour la transmission avec un besoin de forte probabilité de livraison de paquets. Le système est asynchrone et l’accusé de réception, qui entraîne des délais et une consommation d’énergie supplé- mentaire, est limité. Le taux d’ensemble du système est atteint par la répétition des paquets et la limitation au minimum du besoin d’accusé de réception ou de l’utilisation de liaisons descendantes. La technologie n’est pas adaptée à une mobilité à grande vi- tesse. Des cas de mobilité à vitesse réduite peuvent cependant être gérés par LoRa® grâce à l’envoi de paquets à plusieurs passerelles, pour bénéficier de la macrodiversité en uplink. Idéale pour les applications tolérant les délais et orientées liaisons montantes Des modules LPWA LoRa® sans licence sont déjà disponibles à moins de 5 $, et les tarifs devraient en- core baisser jusqu’à atteindre entre 2 et 3 $ en 2020. L’évolution des prix dépendra cependant du niveau d’adoption par le marché. La simplicité RF de la technologie LoRa® - tout comme celle de Sigfox - pourrait être améliorée grâce à la mise en place sur les puces d’autres communications à courte portée. Par ailleurs, des capteurs LoRa® simples avec des fonctionnalités limitées (Nano-tag) ont été annoncés fin 2017. Quel coût ? Nous sommes convaincus que la technologie LoRa® WAN constitue actuellement la meilleure solution dans le cas d’une application : Non critique et tolérante aux délais Principalement orientée vers les liaisons montantes Générant de faibles niveaux de trafic (restriction de cycle de service) Fonctionnant sur batterie Nécessitant un capteur à bas coût LoRa® en bref LoRa® nécessite le déploiement de passerelles de petite taille, dotées d’une nouvelle antenne. Le faible niveau de complexité de ces passe- relles, couplé à des besoins limités en termes de débits sur le backhaul WAN, fait que leur déploiement est flexible et rapide sur des sites hauts, ou grâce à l’utilisation de pico-cell, y compris en couverture d’intérieur pour des sites industriels ou des bâtiments tertiaires. Flexibilité pour le déploiement LPWA La consommation d’énergie est un élément clé dans le choix d’une solu- tion LPWA. Prenons le cas du rapport quotidien de 50 bytes, en conditions normales et en sous-sol : Couverture normale (SF 7) : Besoin de capacité / an 13 mA.h & Couverture étendue (SF 12) : Besoin de capacité / an 45 mA.h & Dans les deux cas : Courant en Mode veille <1,5 µA (3 à 5 fois moins que les solutions Mobile IOT actuelles) Faible consomma- tion énergétique La macrodiversité des liaisons mon- tantes de la technologie LoRa a été utilisée pour soutenir une géolocali- sation s’appuyant sur un principe de différence de temps d’arrivée (TDOA). En associant l’horodatage et la triangulation dans le récepteur, il est possible de calculer la localisation d’un appareil sans lui ajouter de calcul de fond local. C’est l’une des capacités prometteuses de LoRa® , puisqu’elle pourrait permettre de procéder à une géolocalisation sans besoin de récepteur GPS/GNSS. Géolocalisation
  • 6. 6 LTE-M : le couteau suisse de l’IoT mobile LTE-M est une solution standardisée, fondée sur les spécifications de la Release 13 du LTE, et promue sous l’appellation Mobile IoT par la GSM Association (GSMA). Contrairement à LoRa® , le LTE-M opère dans des bandes de fréquences licenciées, allouées aux opérateurs mobiles pour le 4G LTE. Déploiement et disponibilité commerciale Le support du LTE-M et des terminaux de catégorie M1 se fait dans les bandes de fréquence les plus basses utilisées pour le LTE, grâce à une mise à jour logicielle des réseaux mobiles 4 G LTE. En Europe, ce sont principalement les bandes 800 MHz et 1800 MHz. En termes de couverture, le LTE-M suivra donc l’amélioration de la cou- verture 4G LTE en Europe, qui rattrape déjà dans certains pays Orange celle du GSM. Dans le monde, une dizaine d’opé- rateurs, dont plusieurs opérateurs nord-américains et de la region APAC, ont déjà annoncé le lancement com- mercial du LTE-M. En Europe, nous avons débuté le déploiement dans nos filiales européennes, en commencant par la Belgique, suivie par l’Espagne et la France, en 2018. Par ailleurs, plusieurs modules et objets compa- tibles LTE-M sont déjà disponibles sur différents segments du marché. Par ses caractéristiques de débit, de latence et de service, le LTE-M est la technologie qui, à terme, peut remplacer la 2G dans ses usages Machine to Machine bas débit. Pour assurer la transition et permettre un roaming mondial, l’utilisation de modules Dual Mode LTE-M-2G paraît la solution adaptée. LTE-M comme solution de migration des usages 2G M2M Sur certains aspects, le LTE-M hérite des caractéristiques du LTE : Authentification par SIM et eSIM (eUICC), généralisation de l’eSIM (embeded SIM) Bi-directionalité avec support de la qualité de service du LTE Faible latence en mode de couverture normale, allant de quelques centaines de millli- secondes en mode normal à quelques dizaines de secondes en mode d’extension Support de mobilité entre cellule en mode iddle et connecté et support comme pour le LTE de la mobilité à haute vitesse (300 km/h) Connexion en mode IP Support de la VolTE – Voix sur IP Support du mode SMS Le LTE-M, une solution versatile Coût d’implémenta- tion réduit Le LTE-M a pour principale caracté- ristique l’utilisation d’un modem de catégorie M1, drastiquement réduit en performance par rapport aux modems LTE habituels, dans l’objectif de diminuer la complexité et donc le coût d’implémentation : Utilisation d’un canal de 1,08 MHz, contre 5, 10, 15 ou 20 MHz pour le LTE Support d’un mode Half Duplex optionnel Pas de support de la diversité antennaire Cela permet d’atteindre des débits faibles mais continus dans les deux di- rections, jusqu’à quelques centaines de kbits/s maximum (Mode Half duplex : 350 kbps – Full Duplex (non disponible en 2018) : 1 Mbps). Optimisation de la consommation énergétique Le Power Saving Mode (PSM) permet de rentrer dans une phase d’hi- bernation (deep sleep) programmée, afin d’économiser de la batterie lors de la phase de réveil, tout en gardant le réseau informé de l’état de l’objet. Le PSM est adapté à des usages dans lesquels l’objet n’est pas tenu d’être joignable entre deux envois. L’Extended Discontinuous Re- ception (eDRX) étend la fenêtre d’inactivité de réception d’un modem pour économiser son énergie. L’eDRX est réglable à la fois en mode connecté et en mode iddle, et permet aux objets IoT d’économiser de la batterie entre les émissions/réceptions, tout en restant à l’écoute lors d’intervalles de temps fixés. L’eDRX est adapté pour des usages de trackers ou bracelets d’activités, ou encore de capteurs à envois fréquents.
  • 7. 7 Autre solution Mobile IoT, le NB-IoT est également standardisé par le 3GPP dans la Release 13 du LTE. C’est une approche plus radicale, visant à répondre à des cas d’usages extrêmes, comme la télérelève de compteurs d’eau. Le NB-IoT est supporté par des porteuses radio de bande étroite (180 kHz) dédiées, introduites selon plusieurs scénarios (Inband, Guarband, Standalone) dans des porteuses LTE, ou d’autres bandes de spectre licencié. Une nouvelle catégorie de mode NB1 a également été introduite indépendamment du LTE. Lors de la phase de spécification, plusieurs compromis ont généré une complexité sur les choix de déploiement et une incertitude sur la constitution d’un écosystème complétement interopérable au niveau mondial. Le NB-IoT supporte plusieurs modes de connectivité IP et non IP, avec la possibilité d’envoyer de la donnée via les ca- naux de contrôle (DoNAS) pour réduire la signalisation néces- saire à l’envoi. Le NB-IoT intègre aussi, en option, l’utilisation d’un nouvel élement de réseau cœur. L’impact d’une mise à jour d’un réseau LTE pour supporter le NB-IoT est dépendante de la configuration, qui n’est pas toujours uniquement logicielle. En termes de performance, l’attrait principal du NB-IoT réside dans l’extension de couverture par rapport à du LTE, pour du trafic tolérant le délai. Les performances de consommation sont également liées aux fonctions PSM et eDRX (similaires au LTE-M). Enfin, le NB-IoT est plutôt réservé à des usages très bas débit (60- 160 kbps max) et longue portée, ne nécessitant pas de support de la mobilité ou de temps de réaction faible. Nous évaluons les performances réelles du NB-IoT grâce à des tests et au déploiement d’Orange Belgique. Nous suivons les améliorations du NB-IoT en Release 14 et 15, puisqu’elles visent à améliorer les performances de consommation de batterie et de géolocalisation. A l’heure actuelle, la consom- mation de batterie semble supérieure à celle de LoRa® sur un usage équivalent. Nous suivons également le dévelopement et la maturation de l’écosytème NB-IoT, ainsi que la convergence de certaines options techniques. NB-IoT : une évolution en rupture Couverture longue portée Le LTE-M supporte le Extended Coverage modes A et B. Grâce à des mécanismes de répétition, la portée du LTE-M est meilleure que celle du réseau LTE sur lequel il est activé, pour une couverture indoor améliorée. Le mode A permet un gain de 8 à 9 dB (par rapport au LTE), tandis que le mode B, encore en phase de test, permet théoriquement de gagner de 15 à 18 dB, ce qui équivaut approximati- vement à la perte de pénétration d’un mur dans un bâtiment. Support du roaming Le roaming sera supporté rapide- ment, sur modèle du roaming déjà en cours entre opérateurs. Des tests ont déjà été réalisés en Amérique du Nord fin 2017, et d’autres seront réalisés en Europe en 2018. Réponse à des besoins de connectivité enrichis LTE-M est idéal pour des cas d’usage liés au temps réel, à la garantie de service, à la bi-directionnalité et aux débits: smart industry, smart fitness, on board telemetry… Demain, il sera aussi possible de développer des scé- narios combinant IoT et voix, comme des boutons d’urgence pour travailleurs isolés ou cabines d’ascenceurs…
  • 8. 8 LoRa + LTE-M : la combinaison gagnante C’est en nous appuyant sur l’analyse technique du LTE-M et sur le soutien du marché que nous l’avons sélectionnée comme une solution complémentaire à la technologie LoRa® pour les cas d’utilisation LPWA nécessitant des fonctionnalités supplémentaires, comme le débit, la connectivité en temps réel, le soutien voix, la mobilité et l’itinérance dans le monde entier. Données transmises Vitesse de mobilité SMS, voix, monitoring, suivi/commande Stationnaire/ moyenne Élevée Mesures, texte Brutes/intermittentes Enrichies/temps-réel Exemples 50 kbps Bâtiment intelligent Infrastructures publiques Suivi santé Gestion de l’énergie Compteurs d’eau Consommation d’énergie Très faible Faible/moyenne Spectre de licence Couverture Partagé Dédié Deep indoor Deep indoor SRD 868 MHz LTE 800/1800 MHz Débit max. Bande de fréquence(Europe) LoRaWAN TM Mobile IoT (LTE-M) 375 kbps 300 kbps
  • 9. 9 Smart Building : LoRa® , une solution pratique et économique pour une connectivité IoT indoor Les services intégrés des bâtiments connectés nécessitent un accès direct aux capteurs depuis un site macro en extérieur, ce qui représente une forte contrainte : les bâtiments HQE agissent comme une cage de Faraday et entraînent des pertes de couverture par rapport aux bâtiments classiques. Dans les cas où il est nécessaire d’installer de multiples capteurs à autonomie prolongée pour surveiller plusieurs paramètres environnementaux et structurels, il faudra utiliser une solution d’intérieur. Dans cette optique, l’installation locale sur la base d’une passerelle ou d’un hub LPWA est un élément crucial. Il est plus facile de fournir une couverture en intérieur uniquement pour l’IoT en utilisant des solutions comme LoRa® WAN, avec de faibles besoins de backhaul et une approche économique. La couverture en intérieur pour l’IoT mobile sera alors fournie en premier lieu si d’autres services mobiles sont requis (bande de fréquence large, voix). Aucune solution de connectivité n’est parfaite : nous avons cependant déterminé les options les plus adaptées à chaque secteur en identifiant les cas d’utilisation probables. Nous nous sommes appuyés sur plusieurs réseaux déployés sur le stade pour connecter des objets et col- lecter des données : un réseau 4G et un réseau dédié à l’IoT utilisant la technologie LoRa® . Objectif : améliorer l’expérience des visiteurs. Des boîtiers connectés ont permis aux hôtes et hôtesses de faire remonter les taux d’occupation des tribunes de certains courts. D’autres boîtiers ont été positionnés dans de nombreuses zones du stade et ont mesuré de façon automatique et anonyme et en temps réel les flux des visiteurs permettant une meilleure gestion des files d’attente. Des tapis de sol connectés munis de détecteurs de vibrations étaient installés aux entrées du court 17 pour comptabiliser le nombre de passages et fournir là aussi à l’organisation le nombre de places disponibles sur le court. Enfin, des bornes de satisfaction étaient installées dans certains lieux du stade, permettant aux équipes de la Fédération Française de Tennis d’interve- nir immédiatement si besoin. Près de 230 véhicules Peugeot ont été connectés pour assurer la meilleure gestion des déplacements des joueurs, des VIP, des officiels et du public grâce à l’application O-Direct d’Océan. Certains chauffeurs ont également profité de l’option GéoMissions pour prendre et gérer leurs courses, d’une duplication de l’écran du smartphone vers l’écran embarqué du véhicule. Orange s’appuie sur la 4G et la technologie LoRa® pour une gestion optimisée de l’affluence sur Roland Garros en 2017
  • 10. 10 Localisation intelligente Compteurs intelligents Services à la personne : les wearables Le LPWA peut s’avérer nécessaire lorsque la source d’alimentation n’est pas toujours disponible pour le GPS, par exemple dans le cas d’un véhicule qui n’est pas utilisé en permanence. Mais il peut s’agir aussi : de conteneurs ou palettes qui doivent être suivis dans le monde entier. Une couverture mondiale est alors un prére- quis important. de la localisation de vélos en ville, avec comme prérecquis une couverture urbaine plus étendue. de pistage d’animaux ou de localisation de personnes. Dans ce cas, une couver- ture mondiale, ou au moins nationale, est également prérequise. Par ailleurs, différents niveaux de localisation/pistage existent en fonction de la précision recherchée, de la fréquence d’envoi et du temps réel éventuel. Pour la localisation non sensible, où un appareil doit envoyer une localisation mise à jour à une fréquence donnée sans besoin critique que l’information soit reçue aussitôt, la solution LoRa® fonctionne et utilisera les capacités de géolocalisation TDOA sans puce GPS (Container ou Parcel, par exemple). Pour la localisation sensible, où les informations doivent être garanties à heure précise avec des conséquences en termes de sécurité, le Mobile IoT est plus adapté. En cas de besoin de services supplémentaires comprenant une commande en liaison descendante, le LTE-M est la meilleure solution. Un exemple ? Dans un aéroport, un véhicule spécialisé utilisé pour transporter des bagages ou une rampe d’accès peut être localisé presque en temps réel pendant sa période d’activité et lorsque la batterie est chargée. Mais, si le véhicule reste inutilisé pendant plusieurs jours ou plusieurs semaines, il faudra choisir une solution LPWA de type LoRa® Les compteurs d’eau sont généralement associés, en Europe, à un besoin de batteries à grande autonomie (entre 10 et 15 ans pour un simple envoi par jour) et à une localisation en sous-sol difficile à atteindre. Les conditions de service sont généralement limitées à une ville, voire encore plus localisées. Les performances de la technologie LoRa® , avec autonomie de batterie et capacité à fournir une bonne couverture en inté- rieur, en font une réponse adaptée aux besoins des compteurs d’eau intelligents. Les wearables – par exemple les bou- tons d’appel d’urgence pour personnes âgées, travailleurs isolées ou personnes dépendantes – exigent plusieurs prére- quis : une connectivité bidirectionnelle avec des services sensibles aux délais, une livraison des informations comme la géolocalisation garantie et, éven- tuellement, un soutien voix. La batterie doit avoir une autonomie suffisante pour quelques jours à quelques mois ou même années, en fonction du cas d’utilisation. La couverture doit être large lorsque l’on s’adresse à un marché grand public. La technologie Mobile IoT, et plus particulièrement LTE-M, est une excellente candidate pour répondre à ces scénarios dans la mesure où elle permet d’avoir un soutien voix, une meilleure mobilité ainsi qu’une meilleure connexion bidirectionnelle. Les compteurs d’électricité nécessitent un module écono- mique et des capacités bidirectionnelles, de façon à pouvoir contrôler le compteur sur demande. La lecture peut s’avérer plus fréquente que pour les compteurs d’eau, ce qui entraîne le choix d’une solution capable d’envoyer rapidement un fichier de taille plus importante. Enfin, dans l’évolution vers le concept de grille connectée, une solution à faible latence est idéale. Le LTE-M est donc parfaitement adapté à un compteur d’électricité intelligent. La remontée d’information de localisation via GPS en temps réel d’un véhicule est déjà assurée par nos réseaux cellulaires. Selon la zone à couvrir et les contraintes de mesure, plusieurs solutions peuvent être utilisées :
  • 11. 11 Et demain, la 5G ? LoRa®  : déjà une couverture nationale En France, notre réseau LoRa® propose une couverture nationale. Nous densifions cette couverture à la demande de nos clients, notamment dans les zones rurales ou en indoor/ deep indoor. En complément, nous leur proposons depuis plus d’un an la solution Couverture Site Express IoT, utilisant des nano-gateways, et qui permet de renforcer la qualité de couverture sur leur site. Plus de 150 de nos clients utilisent déjà LoRa® . La 5G est conçue pour être un réseau multi-services, c’est- à-dire qu’elle va être capable de s’adapter à des typologies d’objets très différents : smartphones bien sûr, mais aussi les futurs équipements qui permettront de diffuser des contenus en 360° et en réalité augmentée, des capteurs, des objets connectés, des machines, des voitures autonomes… La 5G intègrera nativement une dimension nouvelle nécessaire à certains usages de l’Internet des Objets : l’ultra-fiabilité et une très faible latence, tout en capitalisant sur les technologies Mobile IoT actuelles, avec des évolutions améliorant aussi les performances de couverture, de consommation de batterie, et la géolocalisation. Les premiers déploiements commerciaux 5G commenceront à partir de 2020 (usages grand public, smartphones, applica- tions sectorielles), enrichis par des fonctionnalités avancées à partir de 2022, par exemple, pour les voitures autonomes. Nous préparons aujourd’hui l’arrivée de ce nouveau réseau : En collaboration avec Ericsson et d’autres acteurs autour de la connectivité 4G/5G des véhicules. Avec des entreprises clientes d’Orange Business Services pour tester sur un campus industriel des cas d’usages de la 5G, grâce à notre plateforme d’innovation commune avec Nokia. La multiplicité des usages de l’IoT et de leurs pré-requis technologiques abordés dans ce document rend nécessaire une approche dédiée de chaque verticale pour des solutions complètes. Nous y travaillons à partir d’un portefeuille de technologies réseaux mais aussi à partir des plateformes de données que nous développons, comme dans l’offre de solutions et services IoT, Datavenue. C’est aussi dans cet esprit d’intelligence collective que nous entendons participer activement au développement de ces solutions, avec un en- semble de partenaires : par exemple avec la mise à disposition de l’Open IoT lab, Open APIs… Nous sommes convaincus que l’Internet des Objets va profondément modifier nos façons de vivre et de travailler, dans toute leur diversité. Soutien au déploiement de la collectivité LTE-M Nous soutenons activement la croissance du LTE-M, qui offre de précieuses solutions pour l’IoT mobile dans sa diversité. Les projets pilotes comprennent la validation de puces et de modules pour les bandes de réseau européennes. Nous faisons évoluer notre réseau cellulaire 4G avec le déploiement de la technologie LTE-M dans tous les pays d’Europe où nous sommes présents. Des expérimentations sont en cours avec des clients en Espagne. En France, nous procédons depuis 2017 à des essais en interne, tant sur des aspects techniques que sur les usages. Orange Belgique a également annoncé en décembre 2017 le déploiement national de la technologie Mobile IoT (LTE-M et NB-IoT). Notre portefeuille de réseaux IoT En route pour la révolution IoT !