NB-IoT

Performance technique

Le protocole NB-IoT et la norme LoRaWAN se sont souvent disputés le titre de « meilleure technologie radio pour l’IoT ». Au lieu de choisir le grand gagnant, il convient plutôt de déterminer dans quel écosystème investir et comment gérer l’infrastructure. Le NB-IoT est géré par des opérateurs télécoms, ce qui garantit un niveau de service défini, mais rend tributaire de leur couverture géographique. Pour la norme LoRaWAN, il existe des fournisseurs d’accès (à l’instar des opérateurs télécoms), mais il est également possible de choisir de construire sa propre infrastructure réseau et l’extension d’un réseau LoRaWAN s’avère relativement peu coûteuse.

Comme pour toutes les technologies de télécommunication radio, les performances du NB-IoT dépendent de la qualité et de la capacité globales du fournisseur d’accès et de l’amortissement du signal imputable à la présence d’objets physiques entre l’émetteur et le récepteur. Par rapport à d’autres solutions radio, le protocole NB-IoT assure une capacité de pénétration élevée (capacité à traverser des objets physiques), ce qui lui permet d’être placé en « deep indoor ».

Le NB-IoT assure une bande passante élevée (LPWAN) et une capacité de liaison descendante efficace (serveur vers appareil). Cela permet d’utiliser des applications plus exigeantes, d’effectuer des mises à jour sans fil et de mettre en place des procédés flexibles pour récupérer des données (comme des requêtes de données manquantes, des ensembles de données historiques et des informations de journal détaillées). Cette capacité, en plus de relever d’une technologie adaptée aux réseaux de télécommunication complexes, est plus énergivore et rend la consommation électrique moins prévisible au fil du temps. Malgré tout, il est possible d’atteindre une autonomie dépassant allégrement les 10 ans avec des piles de taille raisonnable.

Applications appropriées

Le NB-IoT est tout indiqué pour les clients utilisant des capteurs et compteurs exigeants et souhaitant solliciter l’infrastructure des opérateurs télécoms. Ces deux options s’avèrent moins coûteuses que les autres systèmes de télécommunication mobile et offrent une solution moins énergivore pour les appareils fonctionnant sur pile. Il est important d’inclure également l’opérateur réseau dans l’équation afin de s’assurer que le niveau de service est suffisant, notamment en zone rurale.

Économies et efficacité énergétique – aperçu des avantages du NB-IoT

Technologie de réseau pour l’Internet des objets, le NB-IoT présente de nombreux atouts majeurs. Les modules de connectivité NB-IoT communiquent sans fil et intègrent des fonctions d’économie d’énergie, par exemple un mode de veille. On obtient ainsi un maximum d’efficacité énergétique. 

Le NB-IoT se distingue aussi par une densité de puissance particulièrement élevée grâce aux méthodes de modulation de bande étroite. Il s’agit de 5 décibels de plus que le LTE-M et même de 20 décibels de plus que le GSM. On obtient ainsi une couverture de réseau optimale caractérisée par une pénétration profonde dans les bâtiments. Ceci est particulièrement avantageux dans les zones éloignées, mais aussi dans les bâtiments avec des points de mesure ensous-sol non équipés de 2G (GPRS) ou de 4G (LTE). En outre, l’installation d’une infrastructure NB-IoT est facile à réaliser car elle suit le principe « plug-and-play ». Les capteurs se connectent automatiquement au réseau NB-IoT sans qu’il ne soit nécessaire d’installer des réseaux locaux ou des passerelles supplémentaires. 

La technologie NB-IoT est idéale pour un fonctionnement sur 230 V ou sur batterie classique et permet donc de couvrir de nombreux domaines d’application. Pour finir, la technologie NB-IoT offre de faibles coûts d’acquisition, de fonctionnement et d’entretien grâce à sa conception de chipset simple. 

Pour les clients souhaitant solliciter les opérateurs de réseaux mobiles pour leur infrastructure, le NB-IoT est le protocole idéal pour les applications exigeantes de détection et de mesure. Par rapport à d’autres solutions de réseau mobile, la mise en œuvre du NB-IoT est plus rentable et représente une alternative économe en énergie pour les appareils alimentés sur batterie.

Conseil d’expert : Il est également important d’associer l’opérateur de réseau à l’analyse de pertinence, afin de garantir un niveau de service adéquat. Un aspect essentiel lorsque les applications sont utilisées en zones rurales.

Une transmission de données sécurisée avec le NB-IoT

Le NB-IoT garantit non seulement une vitesse de transmission élevée et une longue portée, mais aussi un haut niveau de sécurité des données. La sécurité du NB-IoT est assurée par le cryptage et l’authentification de la transmission des données. Le déchiffrage des données cryptées n’est possible que par des destinataires autorisés. L’authentification de la transmission des données est une garantie de fiabilité de la source des données et de non-falsification par une personne non autorisée. Ces normes de sécurité élevées font du NB-IoT une technologie idéale pour les applications exigeant une sécurité et une confidentialité exemplaires, notamment dans le secteur de la santé ou des infrastructures, où la sécurité joue un rôle essentiel.

Technologie normalisée, le NB-IoT applique les mécanismes de sécurité en accord avec le 3GPP et offre donc des fonctions de sécurité soumises à des vérifications et des améliorations constantes. Les appareils NB-IoT peuvent être mis à jour à distance par FOTA (« firmware over the air ») afin de rester à la pointe de la technologie.

LoRaWAN ou NB-IoT ? – comparatif des performances techniques

Le NB-IoT est souvent en concurrence avec le LoRaWAN pour le titre de meilleure technologie sans fil IoT. Il ne s’agit pas tant de désigner un vainqueur que de savoir dans quel système investir pour quel cas d’utilisation. 

Le NB-IoT est géré par des opérateurs de réseaux mobiles fournissant un certain niveau de service, mais dépendant de leur couverture géographique. Pour le LoRaWAN, comme pour les opérateurs de réseaux mobiles, il existe des fournisseurs de services. Le développement de votre propre infrastructure réseau est une possibilité ainsi que le déploiement rentable du réseau LoRaWAN. À l’instar de toutes les technologies radio de réseau mobile, la performance du NB-IoT dépend de la qualité et de lacapacité globales du fournisseur de services et de l’atténuation du signal par des objets physiques entre l’émetteur et le récepteur, la technologie offrant une pénétration élevée par rapport aux autres solutions sans fil. Le NB-IoT offre une bande passante relativement élevée (LPWAN) et une puissante capacité de liaison descendante serveur-appareil. On peut ainsi utiliser des applications plus exigeantes, effectuer des mises à jour à distance et mettre en place des procédés flexibles pour récupérer des données additionnelles (comme des requêtes de données manquantes, des ensembles de données historiques et des informations de journal détaillées). S’agissant d’une technologie adaptée aux réseaux mobiles complexes, cette capacité présente l’inconvénient d’être plus énergivore et de rendre la consommation d’électricité moins prévisible dans le temps. Néanmoins, un fonctionnement restreint de la batterie de plus de 10 ans est possible avec des batteries de taille raisonnable.

Des compteurs communicants à l’agriculture – les applications du NB-IoT

Le NB-IoT est spécialement conçu pour les applications à faible bande passante et à faible débit de données. La technologie IoT a donc un potentiel d’utilisation dans un large éventail d’applications en particulier : 

• Villes intelligentes, par exemple surveillance automatisée du trafic
• Automatisation des bâtiments
• Agriculture intelligente
• Suivi des actifs en logistique

L’une des principales applications du NB-IoT est le relevé intelligent, une technologie qui permet aux services publics de surveiller et de contrôler la consommation d’eau, de chauffage, de gaz et d’énergie en temps réel. Cette forme d’automatisation améliore considérablement l’efficacité énergétique du bâtiment équipé du NB-IoT. 

Les modules de connectivité des compteurs (MCM) sont utilisés pour fournir les données des compteurs, tels que compteurs de chauffage et de froid, à un système de réception via le réseau NB-IoT. Citons notamment le CMi6110 pour l’UH/UC50 (T550) de Landis+Gyr, le CMi6140 pour Kamstrup Multical 403/603/803 et le CMi6160 pour les modèles SHARKY 755 et SCYLAR INT 8 de Diehl Metering. 

Le NB-IoT peut aussi contribuer à l’amélioration de la qualité de vie des habitants dans les villes intelligentes. Cette technologie est un outil de contrôle par exemple de lampadaires intelligents, de mise en œuvre d’une surveillance automatisée du trafic ou de surveillance de la qualité de l’air et de la pollution sonore dans les zones urbaines. 

La longue portée et la capacité de pénétration du NB-IoT en font un protocole de transmission idéal pour une utilisation dans des environnements ruraux, structurellement faibles et instables. Avec le NB-IoT, les systèmes de compteurs communicants peuvent être installés dans des régions isolées, augmentant ainsi l’efficacité énergétique et réduisant la dépendance aux combustibles fossiles.

Norme NB-IoT et compatibilité

En tant que protocole standard, le NB-IoT est développé avec différents appareils et réseaux, quel que soit leur fabricant. Le NB-IoT et ses normes associées ont été développés par 3GPP, un organisme fédérateur dédié à la normalisation des réseaux mobiles. Le NB-IoT a été normalisé pour la première fois dans la version 13 du 3GPP comme « LTE catégorie NB1 », puis comme « LTE catégorie NB2 » dans la version 14. La norme développée par 3GPP spécifie comment un appareil NB-IoT doit fonctionner et communiquer dans un réseau de télécommunications. Les différents mécanismes d’économie d’énergie par rapport aux batteries sont également réglementés. Ce dernier point est un élément très important ; cependant, les fonctions d’économie d’énergie ne sont pas obligatoires. Au contraire, la puissance réelle de la batterie de l’appareil dépend des fonctionnalités actuellement prises en charge par le réseau. La norme élabore des lignes directrices pour rendre cela aussi cohérent que possible entre les différents fournisseurs de réseaux mobiles. La normalisation couvre toutes les couches de communication, jusqu’à la couche transport. Cela signifie qu’un appareil NB-IoT s’apparente essentiellement à un ordinateur connecté à Internet. 

Bien que cela permette un large éventail de protocoles compatibles, cela signifie également que le fonctionnement des différents appareils NB-IoT et le codage des données de mesure sont très différents les uns des autres. Néanmoins, les systèmes NB-IoT peuvent généralement être mis à l’échelle de manière optimale car ils ont un haut niveau de compatibilité.

Elvaco – tous les appareils NB-IoT au même endroit

Elvaco propose une large gamme de produits autour de la technologie NB-IoT. Qu’il s’agisse d’antennes murales ou magnétiques pour la transmission des signaux ou de modules de connectivité de compteurs internes, nous proposons une large gamme de produits NB-IoT offrant haute précision, efficacité énergétique et durabilité. Si les produits de notre vaste gamme vous intéressent, contactez l’équipe d’experts Elvaco. Nous sommes impatients de vous assister avec nos produits et notre expertise pour la mise en œuvre de votre réseau NB-IoT.

FAQ – foire aux questions sur les technologies NB-IoT

Qu’est-ce que le NB-IoT ?

NB-IoT signifie Narrowband IoT et désigne une technologie LPWAN conçue spécifiquement pour les applications IoT. Contrairement à d’autres technologies IoT telles que Wi-Fi ou Bluetooth Low Energy (BLE), NB-IoT fonctionne sur sa propre bande de fréquences, ce qui offre une plus longue portée et une meilleure capacité de pénétration.

Quels sont les avantages du NB-IoT par rapport aux autres technologies IoT ?

NB-IoT offre une plus grande portée et une meilleure capacité de pénétration que les autres technologies IoT. De plus, les appareils utilisés sont alimentés par batterie et ont un débit de données inférieur, ce qui prolonge la durée de vie de la batterie, et rend NB-IoT idéal pour les applications nécessitant une surveillance à long terme. NB-IoT se caractérise aussi par une évolutivité efficace et peut gérer un grand nombre d’appareils dans un réseau.

Quelles sont les applications dont a besoin le NB-IoT ?

NB-IoT est bien adapté aux applications exigeant une batterie longue durée et une longue portée. Les exemples incluent les compteurs communicants tels que les compteurs d’électricité, de chauffage, d’eau et de gaz, ainsi que les applications de suivi des actifs telles que la surveillance de conteneurs ou de palettes. NB-IoT peut également être utilisé dans les applications de ville intelligente, par exemple pour la surveillance du trafic ou de la qualité de l’air.

Quel est le niveau de sécurité du NB-IoT ?

NB-IoT utilise les mêmes normes de sécurité que la technologie cellulaire, y compris le cryptage des données et l’authentification des appareils. En outre, la technologie offre des mises à jour OTA (over-the-air) du firmware pour garantir que les appareils connectés sont toujours à jour.