L’IoT avec cartes SIM : à la découverte du réseau LTE-M

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La technologie LTE-M (Long Term Evolution for Machines) est une récente technologie destinée aux objets connectés qui demandent un fort débit, une faible latence et une bonne pénétration dans les bâtiments.

Contrairement à SigFox et LoRa, le LTE-M est une technologie cellulaire et utilise des fréquences licenciées aux opérateurs télécom. Elle fonctionne sur la 4G et requiert une carte SIM dans chaque objet, tandis que des objets communicant en LoRa ou SigFox ne contiennent pas de carte SIM.

Faible consommation d’énergie, forte pénétration dans les bâtiments

La technologie LTE-M transporte la voix, des SMS et des données, y compris des données volumineuses – les opérateurs disent des « données riches », sans doute en pensant au revenu potentiel qu’elles pourraient générer - comme des images ou de la vidéo. Dès novembre 2018, Orange Business Services annonçait une évolution de son réseau 4G pour ajouter la technologie LTE-M et compléter ses offres de connectivité des objets en 2G, 3G, 4G et LoRa.

La technologie LTE-M bénéficie de toutes les fonctions de la 4G : sécurité, connectivité en temps réel et itinérance hors de France. Elle exploite notamment les bandes de fréquence des 700, 800 et 1800 MHz, qui étaient auparavant utilisées par les réseaux de télévision analogique.

Ces bandes de fréquences donnent à la LTE-M d’excellentes pénétrations dans les bâtiments, y compris leurs parties enterrées. Côté consommation d’énergie, la norme LT6E-M comporte deux mécanismes particuliers qui contribuent à la réduction des consommations. Le premier est l’eDRX pour Extended Discontinuous Reception. Il permet à un objet connecté en LTE-M de gérer ses temps de repos et d’en informer le réseau, de manière à ne pas être sollicité durant ces périodes.

Le second mécanisme est le PSM ou Power Saving Mode qui permet à un objet connecté de se rendre inactif pendant un temps donné. Comme le LTE-M est une déclinaison de la 4G, il supporte naturellement le « handover » - le passage d’une antenne à une autre – qui rend possible son utilisation en mobilité. Songeons, par exemple, au suivi de la chaîne du froid dans des transports à longue distance.

LTE-M et 5G

La norme LTE-M est développée par le 3GPP, le même organisme qui s’occupe de normaliser la 5G. Le LTE-M va évoluer pour devenir l’un des composants de la 5G, plus spécifiquement, celui qui concernera des projets nécessitant des consommations faibles, une longue portée (LPWAN pour Low Power Wide Area Network, comme LoRa et SigFox, mais avec une carte SIM car fonctionnant en technologie cellulaire).

Au sein de la famille des normes 5G, le LTE-M fournira aussi la possibilité de connecter un nombre d’objets très élevé, ouvrant la voie au « Massive IoT ». Le réseau LTE-M d’Orange couvre la quasi-totalité de la population française. Cette année, Orange a introduit la VoLTE ou Voice over LTE, la voix sur LTE, sur son réseau LTE-M. Cela ouvre de nouvelles perspectives d’interaction avec des objets connectés en LTE-M, notamment la commande vocale.

Selon Orange, son réseau LTE-M convient pour des cas d’usage très variés : la relève de compteurs, la gestion de panneaux d’information, le tracking de biens (containers sur des trains, camions, péniches, etc.). A chaque fois, de gros volumes d’information pourront être remontés (température, hygrométrie, position géographique) ou descendus, comme une nouvelle vidéo à diffuser sur des panneaux d’affichage électroniques.

Le LTE-M chez Matooma

Le français Matooma, devenu en juillet 2019 propriété de Wireless Logic, une entreprise britannique, propose une offre LTE-M à base de cartes SIM multi-opérateurs – Orange, Bouygues Telecom, SFR, kpn, Telefonica et Sierra Wireless -, mais seul Orange a déployé un réseau LTE-M en France.

Pour les objets connectés alimentés par piles, Matooma souligne que leur autonomie peut atteindre 10 ans. L’offre Matooma couvre déjà la relève de compteurs et le suivi de conteneurs. Elle sera étendue au bâtiment intelligent, pour l’optimisation énergétique des bâtiments et de l’occupation des locaux en immeubles de bureaux, par exemple.