Wi-Fi ou cellulaire : trouvez la meilleure solution pour votre projet IoT
Décider quelle option de connectivité utiliser est une décision extrêmement importante lors du développement d’un nouveau projet IoT , qui soulève la question : dois-je utiliser la connectivité Wi-Fi ou cellulaire ?
Décider quelle option de connectivité utiliser est une décision extrêmement importante lors du développement d’un nouveau projet IoT , qui soulève la question : dois-je utiliser la connectivité Wi-Fi ou cellulaire ?
Répondre à cette question n'est pas chose aisée, car il existe de multiples réponses en fonction des exigences spécifiques de chaque application IoT . Tout dépend des caractéristiques de votre projet, de ses besoins et, bien sûr, de l'environnement dans lequel les appareils sont déployés.
Dans cet article, nous examinerons la question du Wi-Fi par rapport au réseau cellulaire afin de vous présenter les avantages et les inconvénients de chaque option et de vous expliquer comment choisir la solution la plus adaptée à votre projet.
Un appareil connecté à un réseau cellulaire utilise sa carte SIM, car la liaison passe par une connexion cellulaire sans fil, contrairement au Wi-Fi qui utilise un routeur. L'envoi de données via une carte SIM ou un routeur présente des différences importantes en matière de sécurité, de couverture et de coût, entre autres.
Examinons les principaux avantages et inconvénients de chacun d'eux.
Réseau cellulaire pour IoT
IoT cellulaires les plus populaires sont LTE-M et NB- IoT .
La technologie LTE-M (également appelée Cat M1 ou Cat M2, selon la spécification de la norme LTE-M) est la méthode la plus répandue. De nombreux fournisseurs de services IoT la privilégient pour son coût abordable, sa simplicité de mise en œuvre et sa faible consommation d'énergie. Il existe également la technologie NB-IoT (Internet des objets à bande étroite), conçue spécifiquement pour les déploiements IoT . Fonctionnant sur les réseaux 4G (mais pas sur les bandes LTE), elle est largement disponible dans le monde entier.
Les deux options sont valables, mais l'une sera toujours préférable , selon les caractéristiques du projet. Par exemple, LTE-M prend en charge la technologie VoLTE, ce qui la rend très utile pour la mobilité et la voix, tandis que NB- IoT est idéal pour les faibles débits de données et les cas d'utilisation ne nécessitant pas de taux de rafraîchissement élevés.
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Avantages et inconvénients du réseau cellulaire pour IoT
Avantages :
- Haute fiabilité du réseau : IoT cellulaires peuvent transmettre des données à haut débit (10 à 100 Gbit/s) quelles que soient les conditions météorologiques ou la distance entre la station de base et le dispositif (dans la limite de la portée maximale de ce dernier). Par conséquent, la connectivité cellulaire est de plus en plus utilisée pour le développement de communications machine-machine intégrées permettant la surveillance sans fil de l’état des équipements industriels.
- Sécurité : Contrairement au Wi-Fi, les données sont toujours chiffrées avec la connectivité cellulaire. La sécurité est souvent problématique pour le Wi-Fi, en fonction du déploiement du réseau.
- Polyvalence : De plus, elle permet une liberté de mouvement, facilitant ainsi le maintien de la connectivité même dans des circonstances difficiles avec des équipements mobiles.
Inconvénients:
- Réception : L’un des points les plus critiqués est la mauvaise réception à l’intérieur des bâtiments et sous terre . Si vos appareils sont constamment exposés à ces conditions, la connexion peut être intermittente. Le même problème peut survenir si vos appareils se trouvent dans une zone rurale ou peu développée, où l’infrastructure est insuffisante pour garantir un réseau toujours à jour et disponible.
- Recertification : L'utilisation combinée de cartes SIM de différents opérateurs peut nécessiter la recertification de l'ensemble de votre IoT .
- Frais : Si votre cas d'utilisation nécessite l'envoi de quantités importantes de données, le coût élevé des forfaits de données peut devenir un problème.
Wi-Fi
Les appareils Wi-Fi nécessitent un routeur pour se connecter à Internet, ce qui implique qu'ils doivent se trouver à portée du routeur. En général, cela signifie que le routeur et l'appareil doivent être situés dans la même pièce ou le même bâtiment.
Dans une configuration correctement agencée, cela ne devrait toutefois guère poser de problème étant donné que, en cas de besoin, des répéteurs peuvent être utilisés pour garantir une connexion optimale dans la zone requise.
Pour les endroits comme les bâtiments aux murs épais, les zones reculées, les régions rurales, les sites souterrains, etc., qui ne sont pas couverts par le signal cellulaire ou pour lesquels il n'existe même pas d'infrastructure cellulaire développée, le Wi-Fi est souvent la seule option de connectivité viable.
Évolution des performances du Wi-Fi au fil des générations. Source : Quectel .
Avantages et inconvénients du Wi-Fi pour IoT
Avantages :
- Capacité de transfert : le Wi-Fi est adapté aux transferts de données importants car il n’y a pas de limitation de coût sur la quantité de données transférées, contrairement à ce qui se passe avec les réseaux cellulaires.
- Connexion de plusieurs appareils : le Wi-Fi est toujours une bonne option pour connecter plusieurs appareils, à condition de disposer d’une excellente capacité réseau.
- Faible latence : contrairement aux réseaux cellulaires, vous n’avez pas à partager votre réseau avec d’autres utilisateurs. Par conséquent, la latence est généralement plus courte.
- Connexion sans fil fiable : grâce à une bande de fréquences moins encombrée, une sensibilité et une marge de liaison plus élevées, elle offre une connexion sans fil fiable.
Inconvénients :
- Configuration fixe : la connexion fonctionne plutôt bien tant que l’appareil connecté se trouve à portée du réseau Wi-Fi. Cela limite considérablement la mobilité.
- Sécurité : La confidentialité et la sécurité peuvent poser problème selon l’option choisie. Généralement, les communications ne sont pas chiffrées par défaut sur les réseaux publics. Veillez à utiliser un mécanisme d’authentification sécurisé tel que WPA2/WPA3.
- Maintenance du réseau : Contrairement aux réseaux cellulaires, où l’infrastructure est gérée par l’opérateur mobile, le Wi-Fi nécessite au minimum un routeur avec accès à Internet. Assurer la maintenance et la disponibilité de cette infrastructure à grande échelle peut s’avérer complexe.
IoT Wi-Fi vs Cellulaire : Comparaison
Bien que les normes Wi-Fi aient évolué vers le Wi-Fi 6 (802.11ax), la plupart des puces IoT , comme l'ESP32, ne prennent en charge que la norme 802.11n. En effet, la plupart des applications IoT ne nécessitent pas une bande passante ou des débits élevés.
**Ces valeurs proviennent des recherches de Mehmet Erkan Yüksel et sont accessibles ici .
***Ces valeurs peuvent varier considérablement en fonction de facteurs tels que l'opérateur réseau et les protocoles qu'il utilise, la qualité du signal, les paramètres de l'appareil et même la taille de la charge utile.
Quand le Wi-Fi est-il une meilleure option ?
- Lorsque vous avez accès au site distant afin de configurer un réseau Wi-Fi.
- Lorsque le paiement d'un abonnement mensuel de connectivité par appareil n'est pas financièrement possible.
- Lorsque votre projet est situé dans une zone où la couverture cellulaire est limitée.
- Lorsque vous devez connecter plusieurs appareils dans un espace restreint, comme un bâtiment, à condition qu'une couverture Wi-Fi soit possible.
Quand le forfait cellulaire est-il une meilleure option :
- Lorsque les conditions de déploiement ne permettent pas le raccordement électrique.
- Quand le paiement d'un abonnement mensuel de connectivité par appareil est envisageable.
- Lorsque le lieu de déploiement est incertain ou que vous devez utiliser la détection de localisation.
Pourquoi ne pas utiliser les deux ?
Votre réponse pourrait différer du choix entre Wi-Fi et réseau cellulaire ; une combinaison d’options de connectivité pourrait être la solution idéale pour votre projet. Bien que n’étant pas un IoT , le monde du PC a démontré comment les appareils finaux peuvent tirer parti d’une double connectivité grâce à l’ajout de modules cellulaires aux ordinateurs : « La connectivité cellulaire n’a pas vocation à remplacer le Wi-Fi, mais pour les organisations comptant un grand nombre d’employés mobiles, il est bien connu que le Wi-Fi accessible n’est pas toujours disponible », explique Joe O’Connor, vice-président des ventes OEM PC chez Quectel Wireless Solutions .
Une étude de Deloitte sur l'adoption des technologies sans fil avancées prouve en outre qu'il est judicieux d'utiliser les deux technologies pour certaines implémentations : « Les responsables de réseaux indiquent que leurs entreprises adoptent les deux technologies pour leurs initiatives sans fil, précisant qu'ils préfèrent le Wi-Fi 6 pour les environnements intérieurs, sur les campus et les réseaux fixes, et la 5G pour les environnements extérieurs, hors campus et les réseaux mobiles. »
Dans le même esprit, un produit IoT peut tirer profit d'une connectivité cellulaire, soit comme solution de secours, soit comme liaison de retour pour un routeur Wi-Fi.
Si vous souhaitez en savoir plus sur la mise en œuvre du Wi-Fi et du réseau cellulaire pour votre IoT , vous pouvez télécharger le livre blanc de Quectel : Pourquoi le Wi-Fi 6 va de pair avec le réseau cellulaire pour permettre l’avenir de l’entreprise hyperconnectée .
Wi-Fi HaLow : une nouvelle norme pour rendre le Wi-Fi plus adapté à IoT
La 802.11ah, également appelée Wi-Fi HaLow , encore récente et parfaitement adaptée à IoT . Fonctionnant dans la bande de fréquences 850-950 MHz, elle permet aux signaux de porter beaucoup plus loin et de traverser les murs et les obstacles inaccessibles aux fréquences plus élevées.
Au-delà du Wi-Fi HaLow, il existe le Wi-Fi 6 (802.11ax) , conçu principalement pour répondre aux besoins des déploiements publics et industriels à forte densité. Il se distingue également par sa réactivité accrue des communications. L'accès multiple par répartition orthogonale de la fréquence (OFDMA) , le temps de réveil cible (TWT) et le MIMO multi-utilisateurs (MU-MIMO) font partie des technologies intégrées au Wi-Fi 6, conçues pour améliorer l'efficacité, augmenter le débit et/ou réduire la consommation d'énergie.
Même si le Wi-Fi semble déplacé dans IoT par rapport à d'autres options offrant une meilleure portée et une consommation d'énergie moindre, la vérité est que, même sans tenir compte des nouvelles normes comme le HaLow, le Wi-Fi peut être extrêmement utile dans les déploiements IoT seul ou en association avec d'autres technologies.
La technologie cellulaire, quant à elle, a joué un rôle majeur dans le développement de IoT et, de ce fait, doit toujours être envisagée pour toute nouvelle application grâce à son omniprésence. En définitive, le choix de l'une de ces options dépendra de l'emplacement et de la mobilité des appareils, de leur nombre et de la compatibilité économique de la technologie avec votre projet.
Foire aux questions
Quels sont les avantages du Wi-Fi pour IoT?
- Idéal pour les contextes où les appareils sont principalement immobiles ou restent dans une zone définie.
- Bande passante plus élevée et latence plus faible.
- Idéal pour des endroits comme les bâtiments aux murs épais, les zones reculées, les régions rurales, les lieux souterrains, etc.
Quels sont les avantages du réseau cellulaire pour IoT?
- L'omniprésence de son infrastructure en fait une option quasi toujours disponible.
- Très économe en énergie.
- Son authentification par carte SIM et son cryptage automatique en font une option très sûre.
Wi-Fi ou réseau cellulaire, que dois-je utiliser ?
Bien que les avantages mentionnés ci-dessus puissent donner une idée générale de la meilleure option, la solution optimale variera selon l'application. Il est donc essentiel d'examiner attentivement chaque avantage et chaque inconvénient. Il convient également de rappeler que ces technologies peuvent être utilisées conjointement et se compléter.
