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LoRaWAN : la LoRa Alliance voit son avenir dans l’espace
L’association professionnelle responsable du développement du réseau LPWAN a dévoilé sa feuille de route 2024-2027. En étendant la portée de LoRaWAN aux réseaux non terrestres, l’Alliance espère accroître l’adoption dans un monde dominé par les technologies cellulaires.
La LoRa Alliance a lancé sa feuille de route officielle pour faire évoluer la norme LoRaWAN destinée aux réseaux longues portées basse consommation (LPWAN) consacrés à l’Internet des objets (IoT).
Cette initiative, selon l’association professionnelle, élargira la portée du marché et simplifiera les déploiements, notamment en améliorant la connectivité dans les environnements difficiles et en assurant une intégration transparente des appareils.
La spécification LoRaWAN est un protocole de réseau LPWAN conçu pour connecter sans fil des « objets » alimentés par batterie à Internet dans des réseaux régionaux, nationaux ou mondiaux, et couvre des exigences clés de l’Internet des objets, telles que la communication bidirectionnelle, la sécurité de bout en bout, la mobilité et les services de localisation.
Selon la LoRa Alliance, le travail effectué autour de LoRaWAN depuis 2015 a permis de faire le premier LPWAN comptant le plus grand nombre de déploiements supportant des cas d’usage IoT dans de nombreux secteurs.
Entre 2021 et 2023, l’Alliance a principalement œuvré au support de l’IPV6, à la connexion multipoint et interobjet connecté, ainsi qu’à une meilleure géolocalisation des appareils équipés.
« Non seulement notre technologie est la meilleure de sa catégorie et a fait ses preuves lors de déploiements de plusieurs millions de capteurs, mais elle est également soutenue par le plus grand écosystème avec le plus grand nombre et la plus grande diversité d’appareils certifiés », déclare Donna Moore, PDG et présidente de la LoRa Alliance.
« Les membres de l’Alliance LoRa ont fait preuve de diligence dans leur travail pour jeter les bases d’une évolution stratégique de LoRaWAN afin de parvenir à la mise à l’échelle significative qui se produit dans l’Internet des Objets », ajoute-t-elle.
Optimiser la portée des réseaux LoRaWAN non terrestres
L’Alliance prétend que le développement récent de la norme ouverte LoRaWAN a conduit à des déploiements LPWAN dans le monde entier sur des réseaux non terrestres (NTN) dans une logique de mise en réseau hybride.
En clair, il s’agit pour des objets connectés équipés d’un modem LoRa d’envoyer des données vers des satellites en orbite basse et donc d’allonger la portée du réseau.
Ce développement serait dû à l’intégration – officiellement en 2021 – dans la spécification LoRaWAN d’une modulation du spectre d’étalement à saut de fréquence à longue portée (Long-Range Frequency Hopping Spread Spectrum ou LR-FHSS).
La modulation LR-FHSS a pour principal intérêt d’être résistante aux interférences, signale Semtech, porteur principal de la spécification LoRaWAN.
« Pour ce faire, chaque paquet de données envoyé par un nœud final est divisé en fragments (d’une durée d’environ 50 millisecondes) et réparti de manière aléatoire sur une largeur de bande de fréquence définie (137 kHz, 336 kHz et 1,523 MHz en fonction de la région) », note le fabricant.
Or, des chercheurs français de l’INRIA et du CNRS préviennent que les en-têtes des payloads « ne sont pas très robustes ». « Pour décoder une trame, la passerelle située sur le satellite doit recevoir au moins une copie de l’en-tête, et une grande proportion des fragments du payload. Toutefois, les en-têtes LR-FHSS, plus longs que les fragments, ont de grandes chances d’être perdus lorsque le nombre de transmissions concurrentes est élevé », affirmaient les chercheurs qui ont publié leurs travaux en 2023 pour proposer une heuristique capable de résoudre ce problème.
Pour améliorer la connectivité NTN de la norme LoRaWAN, la LoRa Alliance prévoit une optimisation plus poussée des capacités décrites dans la section 4.3 de son document « RP002-1.0.3 ».
En lien direct avec cette spécificité, l’association cherche également à améliorer les relais afin d’accroître la portée des signaux LoRaWAN dans les environnements bruyants ou physiquement difficiles, pour permettre le déploiement de capteurs n’importe où. De fait, une plus grande résistance aux interférences induit une sécurité accrue et de meilleures performances du réseau dans des environnements complexes.
De plus, l’ajout d’une fonction de découverte de réseau rapide et à faible consommation est conçu pour offrir de nouvelles options de déploiement là où la couverture n’est pas permanente, comme les passerelles mobiles, ce qui permet des applications « walk-by » ou « drive-by ». Cela serait très intéressant pour des marchés clés tels que les services publics, où LoRaWAN domine en matière de volumes de déploiement. Il s’agit, par exemple, d’améliorer la collecte de données de compteurs connectés à partir de véhicules mouvants, une pratique de plus en plus répandue chez les fournisseurs d’énergie (la Saur, par exemple).
Outre l’élargissement des marchés adressables, La LoRa Alliance compte prendre en charge un mode RFID over LoRaWAN (GS1), améliorer la gestion des profils d’appareils, la migration d’une version du protocole vers une autre plus récente, de standardiser les interfaces des applications cotées serveur, de créer des certifications pour la mise à jour « over the air » des firmwares des objets et des gateways, ainsi que de proposer des outils avancés de tests d’interopérabilité entre appareils/composants de différents constructeurs.
LoRaWAN, grand vainqueur de la guerre des réseaux IoT ?
En conséquence, LoRaWAN est considéré par l’Alliance comme le seul LPWAN capable de répondre aux exigences de toute organisation cherchant à déployer aujourd’hui des solutions IoT à grande échelle et à faible consommation d’énergie.
En réalité, c’est la seule norme spécifique à l’IoT, avec les protocoles radio domotiques de type Zigbee ou Z-Wave et le Bluetooth qui a réellement pris de l’ampleur. De fait, les réseaux cellulaires, de moins en moins chers à utiliser, et les objets connectés, de plus en plus gourmands en bande passante et en énergie (dont les véhicules connectés) – ajouté à cela la préférence des opérateurs de télécommunications pour les protocoles LTE et l’échec relatif de Sigfox – ont fait de LoRaWAN un leader de facto dans le domaine LPWAN.
En France, Orange est le dernier des grands opérateurs nationaux à avoir maintenu son soutien de son réseau LoRaWAN public jusqu’en 2027. Après avoir abandonné la commercialisation d’Objenious, Bouygues Telecom a revendu son réseau public à Netmore, une filiale de Polar en novembre 2023. Après avoir suivi un temps Sigfox, SFR a rapidement privilégié les normes cellulaires NB-IoT, puis LTE-M. Reste que les déploiements de réseaux privés LoRaWAN sont populaires, mais plus difficilement quantifiables. Selon la LoRa Alliance, en 2021, plus de 3,5 millions d’actifs étaient connectés via la combinaison LoRa (la technologie propriétaire embarquée dans les équipements pour émettre et recevoir les paquets) – LoRaWAN (le réseau à spécification ouverte).
