Technologie
Technologies avancées de surveillance sans fil pour les installations industrielles
Technologies LPWAN
LPWAN — Réseau étendu à faible consommation d’énergie
Notre entreprise est engagée dans la production, la conception, le conseil et les services d’expertise pour nos systèmes matériels-logiciels fonctionnant sur la technologie LPWAN. Le réseau étendu à faible consommation d’énergie (LPWAN) est une technologie sans fil pour la transmission à longue portée de petits volumes de données, conçue pour les réseaux de télémétrie distribués, la communication machine-à-machine et l’Internet des objets. Notre entreprise produit des systèmes matériels-logiciels, tels que des dispositifs de l’Internet des objets, des outils de contrôle automatisé des processus, fonctionnant sur la technologie LPWAN dans les réseaux LoRaWAN et NB-IoT.
ROSSMA est membre de la communauté internationale des fabricants d’équipements selon le standard LoRaWAN – LoRa Alliance.
Comment ça fonctionne
Le principe de base de la technologie de transmission de données LPWAN au niveau physique est la propriété des systèmes radio — l’augmentation de l’énergie, et par conséquent la portée de communication avec une diminution de la vitesse de transmission. Plus la vitesse binaire est faible, plus l’énergie utilisée dans chaque bit est importante et plus il est facile de l’isoler du bruit de fond dans la partie réceptrice du système. Ainsi, la faible vitesse de transmission des données permet d’atteindre une plus grande portée de leur réception.
L’approche utilisée pour construire un réseau LPWAN est similaire au fonctionnement des réseaux mobiles. Le réseau LPWAN utilise une topologie en étoile où chaque appareil communique directement avec la station de base.
Un appareil ou un modem avec un module LPWAN transmet les données par un canal radio à la station de base. La station reçoit les signaux de tous les appareils à sa portée et les transmet à un serveur distant en utilisant un canal de communication disponible : Ethernet, cellulaire, VSAT, etc.
Les données obtenues sur le serveur sont utilisées pour l’affichage, l’analyse, la création de rapports et la prise de décisions.
La gestion des appareils et la mise à jour du logiciel s’effectuent à l’aide du canal de communication inverse.
Application
La technologie LPWAN est orientée vers les applications qui nécessitent la transmission garantie d’une petite quantité de données, la possibilité de fonctionnement à long terme des dispositifs de réseau à partir de sources d’alimentation autonomes, une large couverture territoriale du réseau sans fil. Les principaux domaines d’application de la technologie LPWAN sont les réseaux de capteurs sans fil, l’automatisation des relevés de compteurs, les systèmes de surveillance et de contrôle industriels.
Longue portée
Rayon de couverture jusqu'à 45 km en visibilité directe, 5-10 km en zone urbaine
Faible consommation
Fonctionnement autonome sur batterie jusqu'à 10 ans sans remplacement
Fréquences non licenciées
Fonctionnement dans la bande 868 MHz (ISM) sans licence
Pénétration élevée du signal
Excellente pénétration dans les bâtiments, sous-sols, installations industrielles
LoRaWAN = Long Range Wide Area Network
LoRaWAN — protocole de communication sans fil pour les appareils IoT
LoRaWAN est un standard ouvert développé et maintenu par la LoRa Alliance. Il assure une communication bidirectionnelle, un chiffrement de bout en bout, la mobilité et la localisation des appareils. ROSSMA est membre de la LoRa Alliance.
Les principales caractéristiques concurrentielles
Grande portée de couverture et déploiement facile du réseau
Permet aux abonnés d’effectuer la transmission de données sur des distances supérieures à celles du réseau de stations de base de la norme GSM. La couverture est créée spécifiquement pour les tâches du client. Bande de fréquences non licenciée.
Comparaison des technologies
| Comparaison des technologies | LoRaWAN | NB-IoT | LTE-M | WirelessHART |
|---|---|---|---|---|
| Spectre | Non licencié (ISM) | Licencié (LTE) | Licencié, LTE | Non licencié (2,4 GHz) |
| Soutenu par | LoRa Alliance (IBM, Cisco, Semtech) | 3GPP (Ericsson, Nokia, Intel, Qualcomm) | 3GPP (Ericsson, Nokia, Intel) | FieldComm Group (HART) |
| Vitesse | 0,3–50 Kbps | < 150 Kbps | < 1 Mbps | 250 Kbps |
| Largeur de bande | 125/250 kHz | 200 kHz | 1,4 MHz | 2 MHz |
| Amélioration du budget énergétique GSM | +20 dB | +20 dB | +12 dB | N/A |
| Réutilisation des fréquences | 1 | 7–9 (2G), 1 (LTE) | 1 | TDMA |
| Réseaux privés | Oui | Non | Non | Oui |
| Autonomie du module | 10+ ans | 10 ans | Jusqu'à 10 ans (PSM) | 3–5 ans |
| Disponibilité | Disponible | Disponible (depuis 2018) | Limitée | Niche (industrie) |
| Portée | 15–45 km | 10–15 km | 10–14 km | 200–250 m |
| Topologie du réseau | Étoile-étoiles, Mesh (relay) | Étoile | Étoile | Mesh (auto-organisé) |
| Communication bidirectionnelle | Oui (Class A/B/C) | Oui (complète) | Oui (complète, VoLTE) | Oui (complète) |
Problèmes résolus par LoRaWAN
Pas d'alimentation
Absence d'alimentation électrique pour les capteurs et compteurs sur le terrain
Pas de couverture GSM
Absence ou couverture insuffisante du réseau GSM pour la transmission de données
Hétérogénéité des interfaces
Diversité des interfaces pour la collecte de données des instruments et contrôleurs
Câblage coûteux
Installation coûteuse de lignes câblées pour l'instrumentation
Narrow Band Internet of Things
NB-IoT — Protocole pour appareils IoT sur réseaux mobiles
Il est destiné à la connexion aux réseaux de communication numérique d’un large éventail d’appareils autonomes. Par exemple, des capteurs médicaux, des compteurs de consommation de ressources, des appareils de maison intelligente, etc.
Il est principalement utilisé dans les zones urbaines avec une couverture de haute densité des réseaux cellulaires GSM. Dans la vie quotidienne, de tels systèmes de communication sont appelés l’Internet des objets.
NB-IoT est l’un des trois standards IoT développés par 3GPP pour les réseaux cellulaires : eMTC (enhanced Machine-Type Communication), NB-IoT et EC-GSM-IoT. eMTC possède la capacité la plus élevée et est déployé sur les équipements LTE.
Le réseau NB-IoT peut être déployé sur les équipements des réseaux cellulaires LTE, ainsi que séparément, y compris au-dessus du GSM. EC-GSM-IoT offre la bande passante la plus faible et est déployé au-dessus des réseaux GSM.
Gestion flexible de l'énergie
Fonctionnement sur batterie de 5 Wh jusqu'à 10 ans
Capacité réseau massive
Des dizaines à des centaines de milliers d'appareils par station de base
Modulation optimisée
Sensibilité améliorée du récepteur pour une meilleure couverture
Faible coût des appareils
Jeu de puces simple optimisé pour les tâches IoT
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