Mais il existe d\u2019autres standards et solutions de r\u00e9seaux M2M dont le standard ouvert Weightless-N<\/strong>. Et les sch\u00e9mas industriels sont diff\u00e9rents \u00e0 chaque fois m\u00e9langeant all\u00e8grement de l\u2019int\u00e9gration plut\u00f4t verticale (\u00e0 la Sigfox) ou plut\u00f4t horizontale (Weightless-N et LoRA). Il y a bien de quoi y perdre son latin ! Et ceci ne tient pas compte des nombreux r\u00e9seaux M2M d\u00e9j\u00e0 d\u00e9ploy\u00e9s ou en cours de d\u00e9ploiement pour les compteurs d’eau, de gaz et d’\u00e9lectricit\u00e9 !<\/p>\n En cherchant une cartographie du secteur, je suis tomb\u00e9 sur ce poster de FirstPartner<\/a> qui fait un tour d\u2019horizon des acteurs du march\u00e9 de l\u2019IOT et du M2M. On y voit Sigfox tout en bas \u00e0 droite dans les op\u00e9rateurs de r\u00e9seaux \u201cunlicensed\u201d tandis que les op\u00e9rateurs t\u00e9l\u00e9com plus traditionnels sont \u00e0 gauche dans les r\u00e9seaux \u201clicensed\u201d. On voit surtout appara\u00eetre tout un tas de sp\u00e9cialit\u00e9s autour du M2M,\u00a0dans le mat\u00e9riel, les logiciels et les services.<\/p>\n Cet article a pour objectif de r\u00e9pondre \u00e0 plusieurs questions cl\u00e9s : quels sont les grands usages des r\u00e9seaux M2M et leur typologie ? Comment se positionnent ces diff\u00e9rents acteurs les uns par rapport aux autres ? Comment se structure la concurrence internationale ? Quelle est la place des soci\u00e9t\u00e9s fran\u00e7aises dans ce march\u00e9 ?<\/p>\n Typologie et usages des r\u00e9seaux M2M<\/strong><\/p>\n Dans les r\u00e9seaux reliant les objets connect\u00e9s, on peut commencer par s\u00e9parer les r\u00e9seaux sans fils faible distance et les r\u00e9seaux sans fils longue distance.<\/p>\n Les r\u00e9seaux \u00e0 courte port\u00e9e sont tr\u00e8s utilis\u00e9s par les objets connect\u00e9s du grand public. Ils s\u2019appuient le plus souvent sur les protocoles r\u00e9seaux Wi-Fi et le Bluetooth voire parfois du Zigbee, du Z-Wave et m\u00eame du DECT pour les solutions de \u201csmart home\u201d, l\u2019appellation moins vieux jeu de la domotique. Il existe aussi des r\u00e9seaux sans fils sp\u00e9cifiques aux applications industrielles, comme ceux qui s\u2019appuient sur la norme ISA 100. Au sein des entreprises et des foyers, ces r\u00e9seaux ne sont habituellement pas g\u00e9r\u00e9s par des op\u00e9rateurs.<\/p>\n Suivent les r\u00e9seaux longue distance qui peuvent se segmenter de mani\u00e8re simpliste entre r\u00e9seaux t\u00e9l\u00e9coms traditionnels 2G\/3G\/4G et les r\u00e9seaux M2M bas d\u00e9bit sur lequel nous serons ici focalis\u00e9s. Ces derniers r\u00e9seaux sont g\u00e9n\u00e9ralement d\u00e9nomm\u00e9s LPWANs pour Low-Power, Wide-Area Networks.<\/p>\n L\u2019appellation d\u2019objet connect\u00e9 couvre surtout les objets dot\u00e9s de capteurs qui g\u00e9n\u00e8rent des volumes de donn\u00e9es modestes. Ce sont souvent des capteurs qui mesurent quelques grandeurs : une temp\u00e9rature, un niveau d\u2019humidit\u00e9, un niveau d\u2019\u00e9clairage, un niveau sonore, etc. Donc, quelques nombres flottants dans le pire des cas. Ces donn\u00e9es n\u2019ont pas forc\u00e9ment \u00e0 \u00eatre transmises en temps r\u00e9el. On peut se contenter de les transmettre toutes les minutes voire \u00e0 une plus faible fr\u00e9quence. C\u2019est un choix op\u00e9rationnel li\u00e9 au besoin de rafra\u00eechissement de la donn\u00e9e vu des logiciels de supervision des objets. C\u2019est aussi li\u00e9 au besoin de minimiser la consommation \u00e9nerg\u00e9tique des objets connect\u00e9s ainsi reli\u00e9s.<\/p>\n La promesse des objets connect\u00e9s consiste souvent en la capacit\u00e9 \u00e0 capter des donn\u00e9es pour pas cher ! Donc, des capteurs pas chers, si possible auto-aliment\u00e9s, ou quand ils sont sur batterie, avec une autonomie de plusieurs ann\u00e9es. Les objets connect\u00e9s peuvent \u00eatre en route \u00e0 p\u00e9riode r\u00e9guli\u00e8re pour transmettre leurs donn\u00e9es et en veille sinon. Les r\u00e9seaux les connectant doivent suivre la promesse du \u201cpas cher\u201d pour que l\u2019ensemble soit coh\u00e9rent.<\/p>\n Un objet qui transmet trois nombres flottants et les \u00e9l\u00e9ments d\u2019identification toutes les cinq minutes va consommer un d\u00e9bit fort modeste : au grand maximum 100 octets x 12 par heure, donc un peu plus d\u2019un Kilo-octets. Par comparaison, dans le m\u00eame temps, un consommateur de vid\u00e9o HD en ADSL, fibre ou c\u00e2ble aura consomm\u00e9 la bagatelle de 6 Mbits\/s x 3600 secondes = 2,7 Go ! S\u2019il est en 4G, avec un d\u00e9bit moindre, cela sera environ le quart. La consommation d\u2019une vid\u00e9o HD repr\u00e9sente donc plus de 2 millions de fois celle d\u2019un objet connect\u00e9 ! Et encore, j’ai pris comme exemple l’envoi de donn\u00e9es toutes les 5 minutes. Dans de nombreux cas, l’envoi est journalier !\u00a0Autant dire que les op\u00e9rateurs t\u00e9l\u00e9coms traditionnels ont plus de cheveux \u00e0 se faire avec la TV de rattrapage, avec Netflix, CanalPlay, la 4K\/UHD et consorts qu\u2019avec les objets connect\u00e9s, m\u00eame en int\u00e9grant les pr\u00e9dictions mirobolantes de leur d\u00e9ploiement genre \u201cn milliards d\u2019objets connect\u00e9s d\u00e9ploy\u00e9s en 2020\u201d, n \u00e9tant compris entre 20 et 200 selon les versions !<\/p>\n Les op\u00e9rateurs t\u00e9l\u00e9coms et certains industriels de l\u2019IoT ont un temps r\u00eav\u00e9 de caser des abonnements 2G\/3G pour certains objets connect\u00e9s. Mais c\u2019est le plus souvent \u201cun marteau pour \u00e9craser une mouche\u201d. Et cela co\u00fbte plut\u00f4t cher : le prix de l\u2019abonnement et surtout le prix de l\u2019\u00e9metteur et sa consommation d\u2019\u00e9nergie. Vendre un objet connect\u00e9 int\u00e9grant une carte SIM \u00e9tait courant jusqu’\u00e0 aujourd’hui\u00a0pour les applications professionnelles.<\/p>\n Tout cela explique l\u2019\u00e9mergence des r\u00e9seaux sans fils M2M \u00e0 longue port\u00e9e, basse latence et tr\u00e8s bas d\u00e9bit. Ces r\u00e9seaux s\u2019appuient souvent sur des bandes de fr\u00e9quences \u201cISM\u201d (industrie\/science\/m\u00e9dical) non licenci\u00e9es, principalement autour de 433 MHz, 900 MHz et 2,4 GHz, d\u00e9pendant des r\u00e9gions. Voir la carte ci-dessous des principales fr\u00e9quences ISM par continent.<\/p>\n Les r\u00e9seaux M2M\u00a0peuvent aussi exploiter des bandes de fr\u00e9quence sous licence comme c\u2019est le cas pour le GSM, la 3G et la 4G ou dans les bandes de fr\u00e9quence UHF lib\u00e9r\u00e9es par la fin de la TV analogique (entre 760\u00a0et\u00a0862\u00a0MHz pour l’Europe<\/span>). L\u2019Union Europ\u00e9enne planche en ce moment sur l\u2019harmonisation des bandes de fr\u00e9quence ouvertes, notamment dans les 870\u2013876 MHz et 915\u2013921 MHz. Les r\u00e9seaux\u00a0M2M courants s’appuient sur les bandes de fr\u00e9quence\u00a0ISM. Les objets ainsi connect\u00e9s peuvent fonctionner sans changement de piles pendant plusieurs ann\u00e9es, jusqu\u2019\u00e0 10 ans dans le meilleur des cas.<\/p>\n Seule la bande des 2,4 GHz est commune \u00e0 tous les continents. Elle est notamment utilis\u00e9e par le Wi-Fi a\/b\/c\/g\/n ainsi que par le Bluetooth. D\u2019o\u00f9 son choix par des op\u00e9rateurs de r\u00e9seaux M2M comme Ingenu, que nous verrons plus loin.<\/p>\n Les antennes des \u00e9metteurs de r\u00e9seaux M2M courants utilisant la bande des 800-900 MHz ont une port\u00e9e plus grande que celles des r\u00e9seaux 2G\/3G\/4G : elle atteint une cinquantaine de kilom\u00e8tres en zones rurales et descend \u00e0 quelques kilom\u00e8tres\u00a0en ville. Cela permet en pratique de mailler un pays avec environ un cinqui\u00e8me \u00e0 un dixi\u00e8me des antennes relais n\u00e9cessaires pour la 3G\/4G. Ainsi, Orange a install\u00e9 10 000 antennes 4G en France et Sigfox couvre le m\u00eame territoire avec seulement 1500 antennes. Qui plus est, les antennes des r\u00e9seaux M2M coutent moins cher que les antennes 3G\/4G : moins de 5K\u20ac quand les stations de base 4G peuvent atteindre des sommets et d\u00e9passer les 50K\u20ac. Sigfox aurait ainsi\u00a0couvert la m\u00e9tropole avec \u00e0 peine 2 m\u20ac d’investissements. Dans le d\u00e9tail, la comparaison ne peut \u00eatre si simple voire simpliste car la port\u00e9e en int\u00e9rieur de ces r\u00e9seaux M2M n’est pas excellente alors que celle des r\u00e9seaux 3G\/4G est plut\u00f4t bonne.<\/p>\n La comparaison sur le papier des diff\u00e9rentes offres de r\u00e9seaux M2M est loin d’\u00eatre \u00e9vidente. Ils proposent tous des compromis diff\u00e9rents au niveau de la\u00a0port\u00e9e, du fonctionnement ou pas en int\u00e9rieur, du d\u00e9bit, du canal retour (vers l’objet), de la s\u00e9curit\u00e9, de la gestion des interf\u00e9rences, et du co\u00fbt.\u00a0On manque aussi de recul pour \u00e9valuer le bon fonctionnement de ces r\u00e9seaux une fois qu’ils seront utilis\u00e9s\u00a0\u00e0 pleine charge.<\/p>\n Il faut noter au passage que tout ce qui est situ\u00e9 entre les objets connect\u00e9s et les r\u00e9seaux M2M ne fait pas partie d\u2019Internet. Seuls les serveurs de gestion des r\u00e9seaux M2M sont ensuite reli\u00e9s \u00e0 Internet. Et pour cause puisqu\u2019Internet n\u2019est pas dimensionn\u00e9 pour g\u00e9rer l\u2019adressage de milliards d\u2019objets connect\u00e9s et que TCP IP\/V6 est un protocole trop lourd pour \u00eatre exploit\u00e9 dans les r\u00e9seaux M2M, notamment ceux qui sont unidirectionnels. TCP IP V6 est utilis\u00e9 via le protocole 6LowPAN qui est exploit\u00e9 au-dessus du protocole r\u00e9seau 802.15.4 que l\u2019on trouve notamment dans le nouveau protocole M2M ouvert Weightless-N.<\/p>\n La cha\u00eene de valeur des r\u00e9seaux M2M comprend plusieurs couches techniques :<\/p>\n Je me focalise dans cet article sur la composante radio et r\u00e9seau M2M de cet \u00e9cosyst\u00e8me. En apparence, le march\u00e9 est en train de se polariser avec d\u2019un c\u00f4t\u00e9 l\u2019alliance LoRA <\/strong>qui est une sp\u00e9cification de r\u00e9seau support\u00e9e par divers acteurs de l\u2019industrie de mani\u00e8re \u201chorizontale\u201d et de l\u2019autre l\u2019offre de Sigfox<\/strong>, plus int\u00e9gr\u00e9e verticalement. Il existe cependant d\u2019autres offres qui ne sont ni dans l\u2019une ni dans l\u2019autre telles que Weightless-N <\/strong>ou encore Ingenu<\/strong>. Voir le tableau ci-dessous et ici<\/a> pour en savoir plus sur la comparaison entre ces diff\u00e9rentes offres.<\/p>\n Je ne traiterai pas en d\u00e9tail d’un point cl\u00e9 de ces r\u00e9seaux : la s\u00e9curit\u00e9. Toutes les solutions \u00e9voqu\u00e9es permettent de mettre en place des protections diverses, notamment avec des cl\u00e9s uniques par device. D’autres proposent simplement d’ajouter du chiffrement des messages pour renforcer la s\u00e9curit\u00e9.<\/p>\n Au passage, je pr\u00e9cise qu’avant de me lancer dans la r\u00e9daction de ce dossier, je n’y connaissais quasiment rien sur le sujet ! Je l’ai d\u00e9couvert au fil de l’eau et principalement via des recherches en ligne, compl\u00e9t\u00e9es par quelques\u00a0informations glan\u00e9es dans diverses conf\u00e9rences g\u00e9n\u00e9ralistes sur le num\u00e9rique.<\/p>\n LoRA<\/strong><\/u><\/p>\n Bouygues Telecom et Orange ont annonc\u00e9 l\u2019adoption de LoRA en 2015 dans le cadre du lancement de leur propre r\u00e9seau M2M. Alors que Sigfox battait les feux de la rampe apr\u00e8s avoir notamment r\u00e9alis\u00e9 une tr\u00e8s belle lev\u00e9e de fonds de 100 m\u20ac d\u00e9but 2015 ! Pour comprendre cela, il faut explorer le d\u00e9tail de chacune des offres.<\/p>\n L\u2019alliance LoRA sp\u00e9cifie le protocole de communication radio \u201couvert\u201d M2M, le LoraWAN, prot\u00e9g\u00e9 principalement par deux brevets de Semtech : \u201cFractional-N synthesized chirp generator<\/a>\u201d, publi\u00e9 en 2010 et \u201cLow power long range transmitter<\/a>\u201d, publi\u00e9 en 2014. La sp\u00e9cification a \u00e9t\u00e9 finalis\u00e9e en janvier 2015. Sa technologie sous-jacente est d\u2019origine fran\u00e7aise ! Elle provient de la startup fabless Cycleo <\/strong>de Grenoble, acquise par l\u2019am\u00e9ricain Semtech <\/strong>en 2012, une soci\u00e9t\u00e9 sp\u00e9cialis\u00e9e dans la conception de composants radio divers. Semtech faisait $558m de CA dans sa derni\u00e8re ann\u00e9e fiscale compl\u00e8te (FY2015).<\/p>\n Ce protocole expliqu\u00e9 dans ce livre blanc de Semtech<\/a> est con\u00e7u pour \u00eatre multi-sources \u00e0 tous niveaux, notamment les composants radio et les r\u00e9seaux. Dans la pratique, les composants sont d\u2019origine Semtech ou de soci\u00e9t\u00e9s comme MicroSemi <\/strong>qui les fabriquent sous licence de Semtech. C\u2019est ouvert mais pas gratuit ! \u201cOuvert\u201d indique juste que c\u2019est publi\u00e9 et pas prot\u00e9g\u00e9 par le secret industriel !<\/p>\n La sp\u00e9cification LoRAWAN permet de couvrir des besoins assez vari\u00e9s : des d\u00e9bits allant de 300 bits\/s\u00a0 \u00e0 100 Kbits\/s, une diffusion en unicast ou multicast, une communication bidirectionnelle avec les objets connect\u00e9s, le support de diff\u00e9rentes fr\u00e9quences radio, la d\u00e9finition de trois classes d\u2019objets connect\u00e9s au r\u00e9seau (classes A, B et C) permettant d\u2019adapter l\u2019\u00e9quilibre entre consommation \u00e9lectrique et fr\u00e9quence de r\u00e9ception et d\u2019envoi de donn\u00e9es. La frange haute des d\u00e9bits disponibles permet de transf\u00e9rer de la voix via des talkie-walkies d\u00e9di\u00e9s !<\/p>\n C\u00f4t\u00e9 liaison radio, LoRA s\u2019appuie sur les bandes 868 MHz (EU) ou 915 MHz (USA), ou la moiti\u00e9 (433 MHz en Europe) et avec un spectre de 200 KHz de large. La modulation est r\u00e9alis\u00e9e en DSSS CDMA, ce qui vous fait une belle jambe. En gros, la solution LoRA est tr\u00e8s flexible et s\u2019adapte \u00e0 de nombreux usages et besoins en volumes de donn\u00e9es \u00e0 transmettre. Cela fournit une bonne justification technique de\u00a0son choix par les op\u00e9rateurs t\u00e9l\u00e9coms.<\/p>\n A ce jour, l\u2019\u00e9cosyst\u00e8me qui supporte LoRA est assez dense et comporte notamment :<\/p>\n Par certains c\u00f4t\u00e9s, LoRA fait un peu penser \u00e0 Z-Wave<\/strong>, ce protocole de r\u00e9seau sans fil pour la domotique, cr\u00e9\u00e9 \u00e0 l\u2019origine par Zensys<\/strong>, acquis ensuite par Sigma Design<\/strong>. Un protocole qui fait face \u00e0 Zigbee<\/strong>, qui est lui ouvert et multi-sources. L\u2019homologue de Zigbee dans les r\u00e9seaux M2M serait plut\u00f4t Weightless-N que nous \u00e9voquerons plus loin.<\/p>\n Certains acteurs supportant LoRA ont des offres multi-facettes. Ainsi l\u2019am\u00e9ricain Link Labs <\/strong>qui supporte LoRA dans son propre r\u00e9seau M2M aux USA et dans le mat\u00e9riel associ\u00e9 qu\u2019il fournit op\u00e8re \u00e9galement le r\u00e9seau Symphony Link !<\/p>\n Quid des usages direz-vous ? LoRA est surtout positionn\u00e9\u00a0dans des applications professionnelles, notamment\u00a0dans celles de la \u201cSmart City\u201d comme\u00a0la gestion de l\u2019\u00e9clairage public<\/a> ainsi que dans le \u201cSmart metering\u201d (pour le relev\u00e9 de compteurs, m\u00eame si Linky s\u2019appuie sur des liaisons terrestres en France et pas sur un LPWAN).<\/p>\n Sigfox<\/strong><\/p>\n Cr\u00e9\u00e9 en 2009, le toulousain Sigfox se positionne comme le seul op\u00e9rateur mondial de r\u00e9seau M2M. Le claim n\u2019est pas faux car c\u2019est \u00e0 ce jour la seule soci\u00e9t\u00e9 pr\u00e9sente dans un grand nombre de pays (France, UK, Espagne, Italie, Allemagne, Pays-Bas, UK, Luxembourg, Russie) avec un ambitieux plan de d\u00e9ploiement dans 60 pays d\u2019ici 2020. D\u2019autres comme Qowisio revendiquent ce positionnement international mais n\u2019ont pas encore d\u00e9ploy\u00e9 de r\u00e9seau M2M en bandes ISM \u00e0 ce jour.<\/p>\n La soci\u00e9t\u00e9 cr\u00e9\u00e9e par Ludovic Le Moan a lev\u00e9 plus de $150m. Elle s\u2019est aussi fait remarquer en embarquant Anne Lauvergeon comme chairman en 2014. Elle aurait \u00e9t\u00e9 rencontr\u00e9e par Ludovic Le Moan \u00e0 l\u2019occasion de leur participation au voyage aux USA de Fran\u00e7ois Hollande d\u00e9but 2014.<\/p>\n Sigfox a fait entrer dans son capital des grandes entreprises aussi vari\u00e9es que Engie <\/strong>(ex GDF-Suez) qui pr\u00e9voit de d\u00e9ployer un r\u00e9seau Sigfox en Belgique, des op\u00e9rateurs t\u00e9l\u00e9coms (l\u2019espagnol Telef\u00f3nica<\/strong>, le cor\u00e9en SK Telecom <\/strong>et NTT Docomo Ventures<\/strong>), ainsi que Samsung<\/strong>. Ce qui montre au passage que Sigfox peut-\u00eatre aussi bien concurrent que partenaire des op\u00e9rateurs t\u00e9l\u00e9coms m\u00eame s’il est en situation de concurrence avec Orange et Bouygues Telecom pour la France.<\/p>\n Sigfox est un op\u00e9rateur de r\u00e9seau qui a sp\u00e9cifi\u00e9 son propre protocole et s\u2018appuie sur des partenaires dans le hardware pour le supporter. Son protocole r\u00e9seau \u201cUltra Narrow Band\u201d ainsi que la m\u00e9thode de d\u00e9ploiement du r\u00e9seau M2M bas\u00e9 dessus sont prot\u00e9g\u00e9s par divers brevets, dont : \u201cProc\u00e9d\u00e9 et module d’estimation de bias fr\u00e9quentiel dans un syst\u00e8me t\u00e9l\u00e9communications num\u00e9riques<\/a>\u201d (PCT), \u201cProc\u00e9d\u00e9 d’authentification de paquets de donn\u00e9es re\u00e7us par une station d’un syst\u00e8me de t\u00e9l\u00e9communications num\u00e9rique<\/a>\u201d (PCT) et \u201cMethod for using a shared frequency resource, method for manufacturing terminals, terminals and telecommunication system<\/a>\u201d (USPTO).<\/p>\n\n Sigfox utilise la bande non licenci\u00e9e des 868 MHz en Europe et 915 MHz aux USA. L\u2019offre commerciale permet d\u2019envoyer jusqu\u2019\u00e0 140 messages de 12 octets par objets et par jour, et \u00e0 un d\u00e9bit ne d\u00e9passant pas 100 bits par seconde. C\u2019est donc une offre de plus bas d\u00e9bit que celle de LoRA. Qui plus est, dans ses premiers d\u00e9ploiements, elle \u00e9tait unidirectionnelle, des objets vers le r\u00e9seau.<\/p>\n Les clients potentiels n\u2019en \u00e9tant pas satisfaits, Sigfox a\u00a0adapt\u00e9 son r\u00e9seau pour supporter la transmission de donn\u00e9e dans les deux sens pour s\u2019aligner de ce point de vue-l\u00e0 sur LoRA. Concr\u00e8tement, cela fonctionne en permettant aux objets connect\u00e9s d’\u00e9couter le r\u00e9seau apr\u00e8s l’\u00e9mission d’informations, ce pendant quelques minutes avant de se remettre en veille, histoire de r\u00e9cup\u00e9rer par exemple un accus\u00e9 de r\u00e9ception des donn\u00e9es pr\u00e9c\u00e9demment envoy\u00e9es.<\/p>\n Est-ce que ces limitations de d\u00e9bit sont pr\u00e9judiciables aux d\u00e9ploiements de Sigfox ? L\u2019avenir le dira. En tout cas, cela correspond aux besoins de \u201cmetering\u201d d\u2019une grande majorit\u00e9 d\u2019objets connect\u00e9s btob.<\/p>\n A ce jour, l\u2019offre mat\u00e9rielle supportant le r\u00e9seau et le protocole de Sigfox comprend :<\/p>\n![\"M2M](\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/WindowsLiveWriter\/Comment-sy-retrouver-dans-les-rseaux-M2M_ECE1\/M2M-IOT-Map-2015_thumb.jpg\" "\\"M2M")
<\/a><\/p>\n![\"Semtech](\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Semtech-Positionnement-LAN-LPWAN-et-Cellular.jpg\")
<\/a><\/p>\n![\"ISM](\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/WindowsLiveWriter\/Comment-sy-retrouver-dans-les-rseaux-M2M_ECE1\/ISM-Bands_thumb.jpg\" "\\"ISM")
<\/a><\/p>\n\n
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