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LoRaWAN, LTE-M, NB-IoT, 5G… Quel réseau adopter pour son application d’IoT industriel et comment le mettre en oeuvre ?

LPWA et 5G

LPWA et 5G

Les 20 et 21 mars 2019 s’est tenue une série de salons dont IOT World et M2M Embedded Systems, deux événements consacrés aux services, produits et solutions liées à l’Internet des objets. Parmi les nombreuses conférences, celle nommé « LoRaWAN, LTE-M, NB-IoT, 5G… quel réseau adopter pour son application d’IoT industriel et comment le mettre en oeuvre ? » va faire l’objet de ce compte rendu. Le lecteur attentif aura déjà remarqué l’absence de Sigfox dans le titre de cette conférence, tout comme globalement sur le salon. Un peu comme Apple au CES. On en parle mais ils ne sont pas là. Ceci dit, Orange BS, Objenious, Adeunis et Actility étaient présents pour répondre à cette question et quelques autres.

Pour Gilles Guedj, Orange Business Service offre deux réseaux LPWA (Low Power Wide Area), un réseau LoraWan construit dès 2016, pour les cas d’usage où la consommation est faible et un réseau LTE-M (adaptation des réseaux 4G) pour les cas où le temps réel, la « vraie » bi-directionnalité et le roaming sont nécessaires.

Objenious est une startup dans un grand groupe nous dit Stéphane Allaire, son CEO. Son réseau LoraWan, déployé dès fin 2015, a une couverture nationale. La société développe des partenariats autour des usages permis par les réseaux LPWA.

Franck Fisher, Délégué général adjoint, Adeunis rappelle que sa société n’est pas un opérateur, mais un fabricant de capteurs et un apporteur de solutions – réseau + capteurs + services, supportant de nombreuses technologies différentes.

Enfin Gabor Pop, Directeur Marketing Stratégique nous explique qu’Actility le 1er fournisseur de solutions pour réseau LoraWan vers les opérateurs et aux entreprises. Actility est le « cerveau » dans le réseau pour les gateway et les capteurs. L’entreprise travaille entre autres avec Orange, Comcast, KPN, Swisscom et supporte également des réseaux de type NB IOT et LTE-M.

Sur le M2M, Gabor Pop, Actility rappelle que l’industrie n’a pas attendu LoraWan ou Sigfox pour développer des réseaux IOT à l’aide de technologies et des réseaux propriétaires aux différentes industries comme pour le bâtiment ou la ville intelligente. Les réseaux comme Sigfox ou Lorawan permettent de réduire ces silos, il n’y a plus besoin d’une infinité de réseaux. La disruption vient de l’impact sur les effets de volumes des capteurs, sur le coût, sur la simplification. Et sur l’autonomie des capteurs pour Franck Fisher, Adeunis. Stéphane Allaire, Objenious, confirme que les solutions M2M 2G sont déjà là. Le vrai sujet – il n’y a plus besoin de changer de batteries pendant 10 à 15 ans. On va pouvoir en mettre partout mais bien sûr, pas pour de la vidéo ou du YouTube. C’est une offre complémentaire aux solutions M2M actuelles. Exemple d’un ascenseur où un bouton d’alerte peut être en LoraWan et une communication voix en LTE utilisant un peu plus d’énergie. Gilles Guedj, Orange BS, confirme la dualité des solutions LoraWan et LTE-M. La société a signé un contrat pour 3 millions de compteurs d’eau Veolia (Birds) sur un réseau LoraWan pour une durée de 10 ans. En complément, le réseau LTE-M est utilisé pour une solution vélos partagés.

La question Sigfox ou LoraWan est posée par l’animateur, en l’absence de représentants de Sigfox sur la table ronde. Stéphane Allaire, Objenious, salue les deux technologies LPWA d’origine française et cite les avantages de la technologie et de l’écosystème LoraWan. LoraWan est une alliance ouverte avec au board de grandes entreprises, parfois concurrentes comme AliBaba, Tata ou Orange. Il y a intérêt à avoir un réseau de secours. Une technologie ouverte se traduit par des coûts plus faibles. Enfin, il n’y a pas encore de réseau NB-IOT (1) Pour Gabor Pop, Actility, Sigfox et LoraWan partagent une même philosophie. Ce qui fera la différence ? La taille de l’écosystème. Tencent, Microsoft, Google probablement, Schneider, Bosch font partie de l’écosystème LoraWan, en faisant un standard de facto. De même pour Franck Fisher, Adeunis. C’est la richesse de l’écosystème – déjà 500 membres. La possibilité d’extension de réseaux (donnant la possibilité de couvrir l’indoor en continuité et compléter la couverture géographique à 100%) et et de réseaux privés sont également des plus. Les réseaux sont présents et fonctionnent.

Choisir entre un réseau public ou privé. Toujours pour Adeunis, il faut tester la couverture. Si oui, on s’abonne et si non, il demander une extension de couverture ou un développement privé. Pour Orange BS, la couverture est de 95% avec 4900 gateways. Il est possible d’obtenir une couverture « privée » managée ou privée pure. Stéphane Allaire, Objenious rappelle que LoraWan est basée sur des fréquences libres, tout le monde peut créer un réseau privé. Le choix réseau privé vs réseau public, dépend des besoins. Airbus a un réseau dédié, privé dans les usines mais utilisant une infrastructure publique hors de ses sites. Il y a environ 100 opérateurs sur LoraWan mais pas encore partout. L’itinérance est possible, en particulier entre la France et la Suisse. Pour gérer ce problème d’itinérance sur les réseaux LoraWan, Actility propose de le gérer à l’aide sa plateforme de peering (ou roaming) hubs, ce que la société réalise avec Schneider Electric par exemple. Le choix privé vs public se fait également sur les use cases et en particulier, le coût qui est bien sûr plus faible lorsque l’infrastructure est partagée. Exemple cité : CityCare – plusieurs dizaines de milliers de défibrillateurs connectés avec la remontée d’une donnée par jour pour confirmer le fonctionnement de l’appareil. Un projet financièrement impossible sur un réseau privé. Autre remarque : la connectivité, c’est de 10 à 16 % des coûts d’un projet connecté pour Objenious. Des coûts également en baisse avec l’instauration d’offres capteurs et connectivité comme la Data Avenue Market chez Orange BS.

Toujours sur les prix, qu’en est il des 1 €/an (et par objet) annoncé par Sigfox ? Pour les intervenants, tout est une question de quantité, qui va tirer les prix vers le bas. Pour Stéphane Allaire, c’est au cas par cas, tout dépend de la quantité de données remontée et de l’usage. Il cite des exemples d’un projet de gestion des fluides pour lequel le ROI a été positif moins de 6 mois après le lancement ou un autre, la Limours Smart City, où un problème de consommation énergétique a été découvert (et résolu) grâce à la remontée des informations des capteurs. #maintenanceprédictive

Que faire en cas de besoin de réseau plus puissant ? Deux propositions des équipementiers et opérateurs – la NB-IOT, nouveau standard en concurrence avec LoraWan / Sigfox et LTE-M, recyclage du 4 G simplifié. Le marché est à prendre, les deux technos manquent de maturité, mais le marketing des industriels est puissant. Ces réseaux ne nécessitent pas de nouvelles installations, c’est théoriquement des mises-à-jour de logiciels même si c’est plus compliqué que cela. Lorawan – C’est beaucoup de capteurs, et de cas d’usage , de même pour Sigfox, NB-IOT peu de capteurs, LTE-M du potentiel mais en retard en particulier sur les capteurs. Orange BS a déployé le LTE-M en France. Stéphane Allaire, Objenious, met en garde sur la consommation sur des deux réseaux même si des progrès ont été effectués. Le choix de déploiement est aussi géographique, différents entre Europe, Chine et Etats-Unis. Pour Franck Fisher, Adeunis, la question reste quel usage. Grâce au LTE-M, on peut faire la différence entre un humain ou un animal dans un tunnel pour la SNCF mais c’est couteux. La 2G et 3G vont être progressivement remplacées par LTE-M mais 50% des capteurs actuels sont connectés 2G #M2M. La licence 2G est prévue jusqu’à 2020 et son maintien est prévu jusqu’à 2024.

Enfin quid 5G et IOT ? Pour Gabor Pop, Actility, la 5G au Mobile World Congress, c’était beaucoup de hype, haut débit et faible latence mais pour quel cas d’usage ? Il cite les exemples présentés au MWC : pilotage temps réel (semi) autonome, chirurgie à distance, une démo de musiciens synchronisés partout dans le monde. Le mot de la fin pour Stéphane Allaire, Objenious, sur l’iot, il reste tant de choses à imaginer dans tous les domaines et de nouveaux usages seront permis aussi bien par les réseaux LPWA que par la 5G.

En conclusion, on peut regretter l’absence de Sigfox (qui avait été invité par les organisateurs nous a affirmé l’animateur) et celle de SFR (présent sur le NB-IOT peu abordé). Sur l’itinérance et sur la disponibilité d’un réseau international, Sigfox aurait eu des arguments qui n’ont pas été développée et SFR aurait pu défendre les choix d’un réseau NB-IOT. Ceci dit, ce débat d’excellente facture, a montré que les réseaux sont présents et accessibles localement et à l’international, et que nous n’en sommes qu’au début d’une nouvelle ère de services connectés dans tous les domaines, grâce à des cas d’usages permis par les coûts en forte baisse des capteurs et des réseaux LPWA.

A suivre … dans les deux directions, LPWA et 5G.

Pierre Métivier

@PierreMetivier

Note
(1) Pas sûr que SFR soit d’accord avec cette affirmation.

Pour aller plus loin

 

L’Internet des objets industriels, est-ce vraiment si nouveau ?

L'IOT industriel comme une seconde vague

L’IOT industriel comme une seconde vague

Les conférences et les articles autour de l’internet des objets industriels se multiplient, faisant croire à une découverte récente par ces mêmes industriels de ces technologies, qui seraient donc la déclinaison des objets grands publics vers l’industrie. Certains analystes montrent même cette évolution, comme sur ce graphe(*), où l’internet industriel serait une suite, une deuxième vague, au développement de la branche consommateur.

Que nenni. Contrairement aux idées reçues, l’internet des objets industriels est bien antérieur à celui du grand public. L’IoT est né dans le milieu industriel et continue à y croitre bien plus vite que dans le marché consommateur.

Petit rappel – Le terme « Internet of things » a été prononcé la première fois le siècle dernier par Kevin Ashton il y a près de 20 ans, au siècle dernier, alors qu’il travaillait sur des projets à base de technologie RFID. La RFID justement est très présente depuis des années dans un grand nombre d’entreprises pour la traçabilité des biens ou l’accès des personnes aux lieux ou aux biens – dans le commerce, l’aéronautique, l’énergie ou le militaire. Rappelons que le plus grand utilisateur d’objets connectés au monde est l’Armée américaine. Airbus est très actif dans ces sujets tout comme Decathlon, Schneider Electric ou Air Liquide pour ne citer que ces quelques fleurons français. On pourrait également parler de Machine-to-Machine #M2M, une technologie à base de SIM permettant la traçabilité à longue distance qui s’est aussi développée depuis de nombreuses années et en particulier la gestion de flotte de véhicules.

Trois grands facteurs expliquent le regain d’intérêt pour le sujet Internet des objets industriels.

  • L’arrivée de nouveaux réseaux de communication nombreux et économiques, Indoor et outdoor de type LPWA – les Sigfox, LoraWan, NB-IOT, sans oublier Wifi, Zigbee et bien sûr la RFID, le NFC toujours bien présents et bien d’autres nouveaux comme celui d’UWinLoc, aux coûts très réduits pour de la géoloc indoor. Tous ces réseaux augmentent le champ des possibles (technique et économique) par rapport aux précédents réseaux opérateurs de type 2,3 et 4G.
  • L’arrivée en grande quantité de capteurs, qui transforment des données physiques en données numériques et d’actionneurs qui transforment des données numériques en actions physiques, permettant de dépasser la simple identification des objets et leur géolocalisation pour la création de services beaucoup plus complets, et économiquement viables et puis, dans une moindre mesure dans l’industrie,
  • l’omni-présence des smartphones, véritables interfaces hommes-machine/objets IHM/IHO dans nos poches, permettant le développement d’objets plus simples, permettant également de déporter toute une partie de l’intelligence de l’objet connecté vers le mobile et permettant ainsi la connectivité d’objets existants.

A ces trois facteurs, il faut ajouter des plateformes de gestions d’objets et le traitement des données par l’utilisation d’algorithmes quels que soient leur noms – intelligence artificielle, réseaux neuronaux, systèmes experts, … #younameit

Le tout permet et permettra la création de nouveaux services, économiquement viables et donc le développement de nouveaux marchés. Et même si beaucoup reste à faire, c’est bien dans l’industrie, la santé, l’agriculture, le transport, les usines … que la vraie révolution de l’internet des objets se produit et ceci depuis quelques années déjà..

A suivre.

@pierremetivier

Ecrit dans un train au retour du Parc des Expositions de Villepinte pour une énième table ronde autour de l’Internet des objets industriels dans le cadre des salons Smart Industries et Connect+ avec Airbus, Vallourec, Zimmer Biomet et les amis du CNRFID avec lesquels nous avons, entre autres, rappelé cette antériorité et l’existence de nombreuses implémentations bien plus importantes que les objets connectés grand public.

Smart industries et l'internet des objet industriels

Smart industries et la conférence sur l’internet des objets industriels

(*) Nous n’avons pas retrouvé l’auteur de ce graphe mais le concept de 1st wave – consumer, 2nd wave industry et 3rd wave tout est connecté provient d’Ericsson et a été régulièrement repris depuis. 

Pour aller plus loin

Innovation et technologies numériques, ou l’éternel retour et le gai savoir

Portrait de Nietzsche (c) Seb Jarnot pour Philosophie magazine

Portrait de Nietzsche (c) Seb Jarnot pour Philosophie magazine

Ce qui va suivre n’est pas un billet autour des idées de Nietzsche. C’est une simple citation d’un concept et d’un livre pour illustrer des sujets plus prosaïques de notre monde numérique.

Et d’abord, l’éternel retour utilisé dans son sens premier. De très nombreuses produits ou services technologiques, allant changer notre vie, sont présentés à longueur de média. Pourtant, pour beaucoup d’entre eux, ils existent depuis « longtemps », lancés sous d’autres noms, avec plus ou moins de réussite. Ils disparaissent et reviennent, toujours plus révolutionnaires mais sans toujours plus de succès. Nous allons passer en revue très brièvement quelques-uns de ces produits et technologie sans ordre particulier.

Villa Arpel - Mon oncle de Jacques Tati

Villa Arpel – Mon oncle de Jacques Tati

La smart home ou maison connectée. C’est une nouvelle version de la domotique, elle-même basée sur les automatismes de portail ou de volets. Cette domotique a longtemps végétée, la faute au manque d’installateurs passionnés, à l’absence d’interopérabilité, à la pléthore de standards, aux prix conséquents, à un manque d’usage réel, résultant d’une clientèle réduite. Jacques Tati s’en moquait gentiment dans « Mon Oncle » en 1958, il y a près de 60 ans. La smart home est le retour de la domotique, cette fois connectée, avec les acteurs des GAFA, comme Google (Nest), Apple (Home/Homekit), Amazon (Alexa) ayant rejoint ce marché. Malgré les progrès indéniables, (presque) tous les freins cités précédemment existent toujours si on veut automatiser sa maison.

Les wearables ou bracelets connectés mesurent de nombreuses caractéristiques de votre course ou votre randonnée à vélo. Ils existent depuis des années, chez Garmin par exemple. Les cyclosportifs et les cyclotouristes ont pour beaucoup des montres GPS ou des ordinateurs de bord qui mesurent toutes sortes de données y compris fréquence de pédalage ou le rythme cardiaque. Rien de nouveau sous le soleil de la Vallée de Chevreuse ou des pentes du Mont Ventoux.

Albert Ducrocq - L'ère des robots - 1953

Albert Ducrocq – L’ère des robots – 1953

La robotique, autre sujet mythique, est encore plus ancien. Des automates de Vaucansson à Nao et Pepper, il y a eu beaucoup de projets annoncés, de livres, de films, générant de nombreux fantasmes.

En 1953, il y a plus de 60 ans, Albert Ducrocq a écrit « L’ère des robots ». Il y parlait déjà de révolution industrielle, de capteurs, de traitement de l’information ou d’imagination artificielle.

Les robots industriels (ou la mécatronique) sont clairement un domaine avancé et ils équipent de nombreuses usines, mais qui, parmi vous, chers lecteurs, possède un robot chez lui (hors éventuellement) un bot aspirateur ?

Neil Graham - Artificial intelligence - 1979

Neil Graham – Artificial intelligence – 1979

L’intelligence artificielle date des années 50 (John Mc Carthy / Marvin Minsky) et on la retrouve sous différents noms et variantes comme les réseaux neuronaux, les systèmes experts et plus récemment le machine learning ou deep learning. L’idée est de « programmer l’intelligence » des machines grâce à des algorithmes.

La progression de ces algorithmes est indéniable mais elle est aussi (surtout?) permise par l’augmentation de la puissance de calcul, de capacités de stockage et de la disponibilité des données.

Les données, justement, plus ou moins big et open, ont toujours existé, stocké sur des tablettes d’argile ou des papyrus. Au Moyen-Age, le cloud (*) était au Mont Saint Michel. Ces données se sont développées avec l’imprimerie, plus récemment stockés dans des bases de données relationnelles. Le terme big data a presque 20 ans (1997).  Et les applications réelles sont encore rares, si beaucoup d’acteurs rêvent d’en faire plus.

MOS Commodore Kim computer kit - 1975

MOS Commodore Kim computer kit – 1975

Autour des makers, les kits de type Arduino ou Raspberry Pi ressemblent à s’y méprendre au kits électroniques que l’on pouvait acheter dans les magasins d’électronique il y a des dizaines d’années. Nous y avons consacré un article. Et il y avait déjà des cartes avec processeurs, comme le Kim chez MOS / Commodore, dans les années 70, pour les plus aventureux des hobbyistes de l’époque (parents des makers d’aujourd’hui) qui souhaitaient disposer d’un ordinateur en kit, programmable en assembleur.

  • Pour aller plus loin – C’est l’histoire d’un make ou plus exactement un test de Keyduino, un kit Arduino et NFC
Le vidéotéléphone 1948

Le vidéotéléphone 1948

La vidéo-conférence a été le sujet d’un des tous premiers articles de ce blog il y a 6 ans. Les premiers prototypes  de vidéo conférence datent d’avant la deuxième guerre mondiale, et cette technologie n’a pas trouvé son marché (hors un peu de télé-conférence professionnelle). Elle a été remplacée par les ICQ, AIM et autres MSN Messengers eux-même remplacés par Skype, puis Periscope, Whatsapp avant la prochaine fournée.

Et l’internet des objets ? Le terme a été inventé par Kevin Ashton au siècle dernier (1999) alors qu’il travaillait sur la RFID au Auto-ID center. Avant cela, en 1982, un distributeur de boisson avait été déjà connecté à l’université Carnegie Mellon. Le M2M ou MachineToMachine, l’informatique ubiquitaire, d’autres noms pour un même concept de connexion des objets.

Et on aurait pu ajouter la voiture autonome, la virtualisation, les imprimantes 3D … la liste est longue (et ce billet aussi, trop).

« Tout cela pour en arriver où, vieux bougon ? » me demande un lecteur (dont je tairai le nom mais qui a raison de poser la question. NDLR).

Il faut continuer de rêver et d’imaginer tout en sachant garder raison, en prenant du recul au delà des buzzwords, sur toutes les annonces des prochaines révolutions technologiques, sur les startups qui vont tout changer aujourd’hui ou demain matin.

Ceci dit, il y a des évolutions. Et même si il y en a toujours eu, elles semblent s’accélérer.

  • D’abord, les technologies et l’infrastructure évoluent. La disponibilité de nouveaux nombreux capteurs, de mobiles, de cartes de développement plus petites, économiques et puissantes, d’une connectivité abondante et variée, nous incite à penser que certains produits et services, qui ont échoués par le passé peuvent devenir de vraies innovations. Entre un flop et un succès, il y a parfois 10 ou 20 ans. Par exemple, 17 ans séparent deux tablettes d’Apple – le Newton (flop) et l’iPad (succès). N’oublions pas non plus le monde open que l’on peut rapprocher du gai savoir, permettant à des millions de créateurs, de développeurs d’imaginer et partager leur travail et leur connaissances et donc amplifier le mouvement.
  • Ensuite, il y a heureusement quelques concepts réellement nouveaux, qui ont émergés récemment, comme la blockchain ou les ordinateurs quantiques dont les applications et les usages restent bien sûr à être imaginés et conçus.

Dans tous les cas, la question reste la même – trouver des usages à toutes ces technologies. Sans usages, point d’innovation. Tant que cela reste sur le papier des magazines ou entre des balises HTML, mais pas dans les habitudes des consommateurs ou dans les infrastructures qui font tourner notre monde, toutes ces belles idées resteront de beaux exercices de style. Une innovation ne se décrète pas, elle se constate comme nous le répétons régulièrement.

Pour en revenir à Nietszche, en plus du concept d’éternel retour (des idées technologiques), le gai savoir est une métaphore qui rapproche tous ceux qui, non seulement voient dans les applications permises par la technologie numérique (mais pas que) une manière d’améliorer la vie de chacun mais y contribuent et partagent leur travail, créant ainsi des innovations citoyennes de plus en plus nombreuses.

Pour terminer avec notre philosophe, rappelons aussi ses mots prophétiques, extraits des Fragments posthumes, semblant annoncer l’arrivée de l’internet et des réseaux sociaux il y a plus de 115 ans. « Grâce à la liberté des communications, des groupes d’hommes de même nature pourront se réunir et fonder des communautés. Les nations seront dépassées ». Etonnant, non ?

A suivre

@pierremetivier

(*) Aujourd’hui, le cloud, c’est l’ordinateur de quelqu’un d’autre, excellente définition de Tristan Nitot.

Pour aller plus loin