L'internet des objets relie les choses par l'intermédiaire du réseau. Les réseaux d'accès sans fil actuellement développés et matures présentent les caractéristiques d'une grande capacité et d'une grande souplesse, peuvent fournir des taux de transmission de données plus rapides et prendre en charge une grande variété d'applications. Actuellement, les modules GSM peuvent être combinés avec la technologie IdO pour construire un système cellulaire IdO déployé dans les réseaux GSM. Parmi les technologies de soutien de l'internet des objets, les réseaux cellulaires basés sur les réseaux de communication constituent une solution plus prometteuse.
Les réseaux cellulaires alimentent de nombreuses choses que nous connaissons et aimons, nous permettant de nous connecter partout où nous en avons besoin : dans le bus, avec des amis, en faisant du shopping, en regardant des vidéos, et bien d'autres choses encore. Outre les avantages personnels que nous connaissons tous, les réseaux cellulaires jouent un rôle vital et croissant dans de nombreuses applications IdO.
Dans certains articles précédents, j'ai exploré d'autres technologies de connectivité, notamment WiFi, Bluetooth et LPWAN. Si les options de connectivité sont si nombreuses, c'est parce que les applications IdO peuvent être très différentes, ce qui signifie que les exigences varient.
Bien que la technologie de la connectivité continue de s'améliorer, il faut toujours trouver un compromis entre la consommation d'énergie, l'autonomie et la largeur de bande. Dans le passé, la connectivité cellulaire s'est concentrée sur la portée et la bande passante au détriment de la consommation d'énergie, ce qui signifie qu'elle peut envoyer de grandes quantités de données sur de longues distances tout en épuisant rapidement la batterie. C'est une bonne chose pour les appareils qui sont connectés à une source d'énergie ou qui peuvent être rechargés fréquemment, comme votre téléphone, mais ce n'est pas possible pour les applications IdO qui exigent que les capteurs et les appareils distants durent des mois, voire des années, sur batterie.
Mais ce n'est pas tout en ce qui concerne les réseaux cellulaires. Vous avez peut-être entendu des noms comme 2G, 3G et 4G, mais de nouvelles technologies cellulaires comme NB-IoT et LTE-M sont spécifiquement destinées aux applications IoT. La 5G pourrait également s'avérer bénéfique et transformatrice pour l'IdO.
Comment fonctionnent les réseaux cellulaires ?
Lorsque nous passons des appels, envoyons des SMS ou accédons à l'internet à partir de nos appareils mobiles, nous envoyons des signaux sans fil aux antennes de téléphonie cellulaire situées à proximité. Ces tours cellulaires reçoivent nos signaux et nous les renvoient. Les tours cellulaires font partie d'une tour cellulaire qui dispose de connexions câblées avec d'autres tours cellulaires et avec l'internet, ce qui permet de transmettre des informations sur des distances plus grandes que celles qu'une seule tour cellulaire peut couvrir.
Comme toutes les technologies de communication sans fil, les réseaux cellulaires utilisent des ondes électromagnétiques pour envoyer des informations. Tout comme votre radio dispose de différentes bandes de fréquences sur lesquelles elle peut être réglée (par exemple, régler la radio sur 101.1 signifie que vous écoutez la fréquence 101.1 Mhz), les technologies de communication sans fil disposent également de bandes de fréquences spécifiques dans lesquelles elles opèrent.
Si toutes les communications sans fil essayaient d'utiliser la même fréquence, il y aurait trop de bruit et d'interférences pour que la communication soit claire. C'est pourquoi la FCC réglemente les bandes de fréquences qui peuvent être utilisées par qui, et les opérateurs cellulaires ont chacun des bandes de fréquences spécifiques dans lesquelles ils sont autorisés à opérer.
Cependant, même s'ils disposent de leurs propres bandes de fréquences, les opérateurs doivent toujours tenir compte des interférences. Si deux stations de base d'un opérateur sont proches l'une de l'autre et fonctionnent sur la même fréquence, leurs signaux peuvent se perturber mutuellement et causer des problèmes à toute personne essayant d'utiliser le réseau dans la zone.
La solution à ce problème est également la réponse à la question suivante.
Pourquoi parle-t-on de réseau “cellulaire” ?
On parle de réseau cellulaire parce que l'opérateur du réseau divise la zone en “cellules”. Chaque cellule est équipée d'un pylône cellulaire qui fonctionne à une fréquence différente de celle des pylônes cellulaires adjacents. Par exemple, si vous utilisez une disposition hexagonale, cela signifie que vous n'avez besoin que de 7 fréquences différentes pour vous assurer que la même fréquence n'est pas utilisée dans les cellules adjacentes.
La superficie de chacune de ces unités dépend de la densité d'utilisation. Dans les villes, la distance entre chaque cellule peut n'être que d'un demi-mille, tandis que dans les zones rurales, elle peut atteindre 5 milles.
Lorsque les utilisateurs se déplacent d'une cellule à l'autre, leurs fréquences changent automatiquement pour passer à la nouvelle tour cellulaire (transfert).
Il se passe beaucoup de choses en coulisses pour gérer un grand nombre d'utilisateurs qui utilisent simultanément le même réseau lorsqu'ils sont en déplacement (c'est-à-dire “on the go”), mais je vais m'en tenir au niveau le plus bas.
Que signifie le terme "génération" ?
Même si tout ce qui précède est nouveau pour vous, vous avez certainement déjà entendu des termes comme 3G ou 4G. Ces termes désignent respectivement la troisième et la quatrième génération.
Chaque génération est un ensemble de normes et de technologies définies par un organisme de normalisation appelé le secteur des radiocommunications de l'UIT (UIT-R). Cet organisme gère le spectre international des fréquences radio et les normes, ce qui permet de garantir une utilisation efficace du spectre. Sans de telles institutions et règles pour contrôler qui peut utiliser quel spectre, différentes entreprises et organisations peuvent interférer les unes avec les autres et réduire les niveaux de service globaux.
Toutefois, il convient de noter que même si les normes sont identiques, il existe toujours des technologies différentes. Par exemple, l'UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) est une technologie 3G principalement utilisée en Europe, au Japon et en Chine, tandis que le système CDMA2000 est utilisé en Amérique du Nord et en Corée du Sud.
Quelles sont donc les différences entre la 1G, la 2G, la 3G et la 4G ?
Depuis l'introduction des systèmes 1G au début des années 1980, une nouvelle génération a été lancée environ tous les dix ans. Chaque génération apporte de nouvelles bandes de fréquences, des débits de données plus élevés et de nouvelles technologies de transmission (non rétrocompatibles).
Chaque génération étant différente, il se peut que votre téléphone ne dispose pas d'une couverture 4G mais d'une couverture 3G (et que vous n'ayez pas de données sur l'internet mais que vous puissiez toujours passer des appels et envoyer des messages texte). .
Plusieurs opérateurs ont annoncé qu'ils allaient fermer leurs réseaux 2G afin de libérer le spectre radioélectrique pour d'autres usages. Toute machine utilisant une radio 2G devra être remplacée par une radio de nouvelle génération pour continuer à fonctionner.
La connectivité cellulaire est-elle un bon choix pour l'IdO ?
Tout cela dépend de votre cas d'utilisation spécifique. Comme nous l'avons mentionné dans l'introduction, la téléphonie cellulaire a toujours été inadaptée à de nombreuses applications IoT, car elle consomme beaucoup d'énergie et son coût unitaire est élevé. La connectivité cellulaire est limitée aux applications qui disposent d'une alimentation directe, qui doivent envoyer de grandes quantités de données, qui n'impliquent pas un grand nombre d'appareils et qui sont situées dans des zones densément peuplées.
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Composants du système de communication Le système de communication se compose principalement d'un système de gestion de réseau (NMS), d'un système de station de base (BSS) et d'un système de commutation de réseau (NSS). Le système de gestion du réseau contrôle principalement le réseau, le système de la station de base assure principalement la gestion des émetteurs-récepteurs sans fil et des ressources, et le système de commutation du réseau assure principalement l'échange de données. 2. Composition du réseau GSM On peut dire que le GSM était autrefois une technologie de communication de premier plan, qui a conquis le cœur de nombreux utilisateurs dans le monde entier. C'était la technologie de communication qui comptait le plus grand nombre d'utilisateurs dans le monde. Mais au 21e siècle, où la technologie progresse rapidement, on peut dire que c'est du passé. À l'heure actuelle, nos communications mobiles de quatrième génération présentent de nombreux avantages, notamment des débits de communication de données extrêmement rapides, et les futures communications 5G présenteront également les avantages d'une grande capacité, d'une vitesse élevée, d'une faible latence, etc. On peut dire qu'il s'agit de la technologie la plus attendue et la plus populaire.
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