Ces derniers temps, son évocation est de plus en plus courante. Attendu avec impatience, ce réseau cellulaire doit révolutionner nos habitudes ainsi que le monde qui nous entoure. Internet, ses contenus ainsi que ses nombreuses possibilités seront disponibles instantanément… ou presque. Avec une latence de l’ordre d’une milliseconde1, un réseau interconnecté s’ouvre à nous. Ce réseau, il s’agit bien évidemment de la 5G !
Une véritable aubaine pour le futur de la Smart City. Celle-ci pourra mettre à profit le potentiel de la 5G dans la collecte et l’utilisation des données en faveur d’une ville durable. Vraiment ? La 5G doit-elle s’appliquer à l’ensemble des objets connectés ou bien y a-t-il d’autres réseaux plus adaptés ? Tentons de faire la lumière sur la relation étroite entre la Smart City et les différents réseaux de communication.
Une Smart City efficace et durable grâce à son réseau basse fréquence.
Les années passent et nous connaissons une véritable montée en puissance du réseau cellulaire. De la 1G dans les années 1980 aux performances remarquables de la 4G, il y a un monde. Pourtant, c’est la 5G qui est annoncée comme un véritable tournant à la fois pour les usagers, les entreprises et la ville. Le site internet Les Numériques.com dans son article : « Le point sur la 5G en 5 questions » parle d’un débit 5G vingt fois supérieur à la 4G, mais aussi de « l’ultra connectivité » du réseau, à l’extérieur comme à l’intérieur des bâtiments1.
Cependant, de nombreux objets connectés n’ont pas besoin d’autant de débit. 
Le Journal du Net résume très bien la situation en disant « pas besoin de faire un énorme tuyau pour faire circuler une goutte d’eau »2. On parle d’un réseau LPWAN (Low Power Wide Area Network), c’est-à-dire un réseau étendu de faible puissance. Sur ce principe, plusieurs entreprises se sont lancées dans l’aventure du développement d’un réseau basse fréquence avec les nombreux avantages qu’il offre :
– Une longue portée et une excellente pénétration des bâtiments et des sous-sols.
– Un bas débit.
– Un réseau basse consommation.
– Une économie pour l’entreprise et les clients qui utilisent ce réseau.
– Une réduction de la consommation énergétique des appareils ce qui allonge leur durée de vie.
Ainsi, un réseau basse fréquence peut correspondre aux besoins de la Smart City ; il répond parfaitement aux exigences de la télégestion de l’éclairage public, de la télégestion des places de parking ou encore de la télégestion des collectes de déchets. Le Smart Building n’est pas en reste, un réseau à faible débit pourrait interagir avec le système d’alarme d’un immeuble, sa ventilation ou son chauffage, voire même son contrôle d’accès. Enfin, il en est de même pour le secteur de l’agriculture où l’on pourrait suivre du bétail et contrôler les taux de pollution. Il en va de même dans le domaine de la Smart Home avec la mesure de la consommation de l’énergie et de l’eau.
Deux entreprises sont leaders dans le développement de ces réseaux à basse fréquence. Il s’agit de Sigfox, une entreprise toulousaine, et LoRa, à l’origine issue d’une entreprise grenobloise. Bien évidemment, il existe des spécificités entre les deux réseaux. L’une d’elle, selon le Journal du Net, est que LoRa est : « un réseau ouvert (open source), pouvant être développé et exploité par n’importe quelle entreprise », il est utilisé par des entreprises comme COMETA, Orange ou Bouygues Telecom. Sigfox, à l’inverse, est propriétaire de son réseau et est utilisé par des entreprises comme SFR. Le Journal du Net décrit de manière pertinente ces deux réseaux ; pour plus d’informations sur le réseau LoRa, cliquez ici, pour Sigfox, cliquez ici. Enfin, il existe d’autres entreprises qui proposent un réseau bas débit dans le domaine de l’IoT, c’est le cas de l’entreprise angevine Qowisio.
Une concurrence de plus en plus forte pour les réseaux à débit réduit ?
Néanmoins, ces réseaux basse fréquence sont mis en concurrence par de nouveaux arrivants, le NB-IoT et le LTE-M. Ces réseaux possèdent de nombreux atouts comme une faible consommation d’énergie, une couverture étendue, un faible coût de production et d’utilisation, ainsi qu’un faible débit. 
NB-IoT est soutenu par certains équipementiers téléphoniques comme Huawei ou Vodafone, alors que d’autres opérateurs comme AT&T, Verizon ou encore Orange soutiennent la solution LTE-M. L’une des différences majeures entre les deux réseaux est que le LTE-M semble plus facile à mettre en place alors que le NB-IoT, plus souple, n’utilise pas totalement le réseau LTE, ce qui risque de retarder son déploiement3.
Ces différents réseaux répondent au protocole standardisé 3GPP, c’est-à-dire qu’ils fonctionnent sur les réseaux mobiles GSM, 3G et 4G. De ce fait, les entreprises qui évoluent dans le secteur de l’IoT n’ont pas besoin de créer ou de passer par réseau tiers. Les objets connectés pourront ainsi utiliser le réseau mobile pour échanger leurs données, ce qui facilite la prise en main du côté de l’entreprise mais aussi du côté client. Pour plus d’informations sur le LTE-M, cliquez ici, pour plus d’information sur le NB-IoT, cliquez ici.
Les infrastructures cellulaires complémentaires aux réseaux basse fréquence ?
Et si ces différents réseaux étaient complémentaires plutôt que concurrents ? Certes, ils sont tous sur le même marché, celui des objets connectés à bas débit. Et pourtant, de nombreuses entreprises et opérateurs pensent les associer et diversifier leurs offres. C’est le cas d’Olivier Ondet, vice-président « IoT et Analytics » d’Orange Business Services, qui défend cette complémentarité.
En effet, chaque réseau répond à des critères bien précis. Au cours d’un entretien pour le site internet NextInpact.com : « Objets connectés : pourquoi Orange pousse LTE-M en complément de LoRa », le vice-président affirme que les réseaux basses fréquences gagnent la bataille de la consommation électrique des objets connectés : « LTE-M est environ quatre fois moins énergivore qu’un réseau cellulaire classique », « LoRa est quatre fois moins énergivore qu’un réseau LTE-M »4.
En ce qui concerne le débit, en revanche, il n’y a pas de comparaison possible entre le LTE-M, le NB-IoT et les réseaux basse fréquence. Selon Olivier Ondet, le LTE-M peut proposer un débit allant de 1 Mb/s à 10 Mb/s pour les objets connectés les plus gourmands contre quelques dizaines de Kb/s pour LoRa4. Reste à savoir si les objets connectés de la Smart City auront besoin d’autant de débit.
Olivier Ondet ajoute que la solution la moins coûteuse reste un réseau basse fréquence, les coûts du LTE-M sont « deux fois moins chers que ceux de la 4G traditionnelle » et « les modules LoRa sont environ 3 fois moins chers que les modules LTE-M »4. Toutefois, l’un des avantages de passer par un réseau cellulaire est qu’il est normalisé partout dans le monde. Ainsi une entreprise qui utilise du LTE-M ou NB-IoT en France peut contrôler des objets connectés en Allemagne, contrairement aux réseaux basse fréquence qui nécessitent la pose de nouvelles antennes, bien que le prix de la pose reste convenable.
En réalité, tout dépend des besoins du client. Aujourd’hui, les opérateurs et les différentes entreprises de télécommunication développent une multitude de réseaux bas débit afin de moduler leurs offres clients et de répondre aux exigences de la Smart City.
Sources :
1Les Numériques.com : « Le point sur la 5G en 5 questions », février 2018, https://www.lesnumeriques.com/telephone-portable/point-sur-5g-en-5-questions-a3559.html
2Journal du Net.com : « LoRa : comment fonctionne le réseau, quelles différences avec Sigfox ? », Lélia De Matharel, novembre 2017, https://www.journaldunet.com/ebusiness/internet-mobile/1197635-lora-reseau-differences-sigfox/
3Informatique News : « LTE M, un pavé dans la mare des jardins de Sigfox et LoRA », Alain Baritault, mars 2017, https://www.informatiquenews.fr/lte-m-pave-mare-jardins-de-sigfox-lora-50944?fbclid=IwAR0sQznDwAHtJQdCZiseA4pHw7I7aNP8WrlBrhaE2W0SCPU–OzF5f39jKc
4Next Inpact.com : « Objets connectés : pourquoi Orange pousse LTE-M en complément de LoRa », Sébastien Gavois, novembre 2017, https://www.nextinpact.com/news/105432-objets-connectes-pourquoi-orange-pousse-lte-m-en-complement-lora.htm?fbclid=IwAR0q1IXd1VmwiR-PJ8F6E3xfSCuNtN3jTuJIKQYnRPNKNtSz-QLnkKmKQcw
