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 ?

Y répondre n’est pas facile étant donné qu’il existe plusieurs réponses basées sur les exigences uniques de chaque application IoT . Tout dépend des caractéristiques de votre projet, de ses besoins et bien sûr de l'environnement dans lequel se trouvent les appareils.

Dans cet article, nous examinerons la question du Wi-Fi par rapport au cellulaire pour vous donner les avantages et les inconvénients de chacun et vous expliquer comment choisir la bonne option pour votre projet.

Un appareil qui se connecte à un réseau cellulaire s'appuie sur sa carte SIM, car la liaison utilise une connexion cellulaire sans fil, au lieu de passer par un routeur comme le fait le Wi-Fi. L'envoi de données via une carte SIM ou un routeur implique des différences significatives en termes de sécurité, de couverture et de coût ; entre autres.

Jetons un coup d'œil aux principaux avantages et limites de chacun d'eux.

Cellulaire pour IoT

technologies IoT cellulaires les plus populaires LTE-M et NB IoT .

LTE-M (également connu sous le nom de Cat M1 ou Cat M2, selon la spécification de la norme LTE-M) est la méthode la plus utilisée. Plusieurs fournisseurs de services IoT le choisissent en raison de son coût abordable, de sa simplicité de mise en œuvre et de sa faible demande d'énergie. Il existe également le NB- IoT (Narrowband Internet of Things), conçu spécifiquement pour les déploiements IoT . Il fonctionne sur les réseaux 4G (mais pas sur les bandes LTE), ce qui le rend largement disponible dans le monde entier.

Les deux options sont valables, mais l’une sera toujours meilleure , 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, et NB- IoT est idéal pour les faibles débits de données pour les cas d'utilisation qui ne nécessitent pas de taux de rafraîchissement élevés.

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Avantages et inconvénients du cellulaire pour IoT

Avantages :

• Fiabilité élevée du réseau : IoT cellulaires peuvent envoyer des données à des débits de données élevés (10 à 100 Gbit/s), quelles que soient les conditions météorologiques ou la distance entre la station de base et l'appareil (jusqu'à la distance la plus longue à laquelle l'appareil peut être localisé). Par conséquent, la connectivité cellulaire gagne en popularité pour le développement de communications intégrées de machine à machine permettant la surveillance sans fil de l’état des actifs industriels.
• Sécurité : contrairement à ce qui se passe avec le Wi-Fi, les données sont toujours cryptées avec la connectivité cellulaire. La sécurité est souvent un problème pour le Wi-Fi en fonction du déploiement du réseau.
• Polyvalence : en outre, il permet une liberté de mouvement, ce qui facilite le maintien de la connectivité même dans des circonstances difficiles avec un équipement mobile.
  

Inconvénients:

• Réception : L’une des caractéristiques les plus critiquées est la mauvaise réception intérieure et souterraine . Si vos appareils sont constamment dans ces conditions, ils peuvent avoir une connexion intermittente. La même chose peut se produire si vos appareils sont situés dans une zone rurale ou sous-développée, où il n'y a peut-être pas une bonne infrastructure pour garantir que le réseau est toujours à jour et disponible.
• Recertification : la combinaison de cartes SIM de différents opérateurs peut vous obliger à recertifier l'intégralité de votre IoT .
• Dépenses : si votre cas d'utilisation nécessite l'envoi de quantités importantes de données, le coût élevé des forfaits de données peut devenir un problème.

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Wi-Fi

Les appareils qui utilisent le Wi-Fi ont besoin d'un routeur pour se connecter à Internet, ce qui oblige l'appareil à se trouver à portée du routeur. Cela signifie généralement que le routeur et l'appareil doivent se trouver dans la même pièce ou le même bâtiment.

Cependant, dans une installation correctement organisée, cela ne devrait guère poser de problème étant donné qu'en cas de besoin, des répéteurs peuvent être utilisés pour garantir que la connexion dans la zone requise est optimale.

Pour les endroits comme les bâtiments aux murs épais, les zones isolées, les régions rurales, les emplacements souterrains, etc., qui ne peuvent pas être atteints par le signal cellulaire ou là où aucune infrastructure cellulaire n'est même développée, le Wi-Fi peut souvent être la seule connectivité viable. option.

Comment les performances Wi-Fi se sont développées au fil des générations. Source : Quectel .

Avantages et inconvénients du Wi-Fi pour IoT

Avantages :

• Capacité de transfert : le Wi-Fi convient aux transferts volumineux car il n’y a aucune limitation de coût sur la quantité de données transférées, contrairement à ce qui se passe avec le cellulaire.
• Connexion de plusieurs appareils : le Wi-Fi est toujours une bonne option pour connecter plusieurs appareils à condition que vous disposiez d’une excellente capacité réseau.
• Faible latence : vous n'êtes pas obligé de partager votre réseau avec d'autres utilisateurs, contrairement aux réseaux cellulaires. En conséquence, la latence est généralement plus courte.
• Sans fil fiable : grâce à une bande de fréquences moins encombrée, une sensibilité et une marge de liaison plus élevées, il offre une liaison sans fil fiable.
  

Inconvénients :

• Configuration fixe : la connexion fonctionne plutôt bien tant que l'appareil connecté se trouve dans les limites du réseau Wi-Fi. Cela restreint considérablement la mobilité.
• Sécurité : La confidentialité et la sécurité peuvent être un problème selon l'option choisie. Habituellement, les communications sont non cryptées par défaut sur les réseaux publics. Assurez-vous d'utiliser un mécanisme d'authentification sécurisé tel que WPA2/WPA3.
• Maintenance du réseau : contrairement au cellulaire, où l'infrastructure du réseau est prise en charge par l'opérateur mobile, dans le cas du Wi-Fi, au moins un routeur avec accès à Internet est requis. Maintenir et garantir la disponibilité d’une telle infrastructure peut constituer un défi à grande échelle.
  
  
  

IoT Wi-Fi vs Cellulaire : comparaison

*Même si les normes Wi-Fi ont évolué jusqu'au Wi-Fi 6 (802.11ax), la plupart des puces IoT prennent en charge jusqu'à 802.11n, comme l'ESP32. En effet, la plupart des applications IoT ne nécessitent pas de bande passante élevée ni de vitesses élevées.

** La source de ces valeurs est la recherche de Mehmet Erkan Yüksel et peut être consultée 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 payer des frais de connectivité mensuels par appareil n’est pas financièrement possible.
• Lorsque votre projet est situé dans une zone où les données cellulaires sont limitées.
• Lorsque vous devez connecter plusieurs appareils dans un espace confiné, tel qu'un bâtiment, à condition qu'une couverture Wi-Fi soit possible.
  

Quand le cellulaire est-il une meilleure option :

• Lorsque les conditions de déploiement ne facilitent pas la connexion électrique.
• Lorsque payer des frais de connectivité mensuels par appareil est viable.
• Lorsque l'emplacement de déploiement est incertain ou que vous devez utiliser la détection d'emplacement.
  

Pourquoi ne pas utiliser les deux ?

Votre réponse peut être différente du choix entre le Wi-Fi et le cellulaire, une combinaison d'options de connectivité peut être le bon choix pour votre projet. Même s'il ne s'agit pas d'un IoT , le monde des PC a montré comment les appareils finaux peuvent bénéficier d'une double connectivité en ajoutant des modules cellulaires aux ordinateurs : « La connectivité cellulaire n'est pas destinée à remplacer le Wi-Fi mais, pour les organisations qui disposent d'un important personnel mobile. , il est bien entendu que le Wi-Fi accessible n'est pas toujours disponible », Joe O'Connor, vice-président des ventes OEM PC, Quectel Wireless Solutions .

Une étude de Deloitte sur l'adoption avancée du sans fil prouve en outre qu'il est logique d'utiliser les deux technologies pour certaines implémentations : « Les responsables de réseaux signalent que leurs entreprises adoptent les deux technologies pour leurs initiatives sans fil, indiquant qu'ils préfèrent le Wi-Fi 6 pour les applications intérieures, sur les campus, et les situations de réseau fixe et la 5G pour les environnements de réseau extérieurs, hors campus et mobiles.

Dans le même ordre d'idées, un produit IoT peut bénéficier d'une connectivité cellulaire, soit en tant que sauvegarde, soit en tant que liaison pour un routeur Wi-Fi.

Si vous souhaitez en savoir plus sur la mise en œuvre du Wi-Fi et du cellulaire pour votre IoT , vous souhaiterez peut-être télécharger le livre blanc de Quectel : Pourquoi le Wi-Fi 6 va de pair avec le cellulaire pour permettre l'avenir de l'entreprise hyper-connectée .

Wi-Fi HaLow : une nouvelle norme pour rendre le Wi-Fi plus adapté à IoT

Une norme passionnante et encore nouvelle, conçue sur mesure pour IoT est le 802.11ah ou Wi-Fi HaLow , une technologie de réseau sans fil à norme ouverte fonctionnant dans la gamme 850-950 MHz. Les signaux peuvent voyager beaucoup plus longtemps et traverser des murs et des obstacles non pénétrables à des fréquences plus élevées.

Au-delà du Wi-Fi HaLow, il existe le Wi-Fi 6, 802.11ax , créé principalement pour satisfaire les besoins des déploiements publics et industriels denses. Il se distingue également par sa réponse plus rapide vers et depuis les unités connectées. L'accès multiple par répartition orthogonale de la fréquence (OFDMA) , le temps de réveil cible (TWT) et le multi-utilisateur, entrées multiples, sorties multiples (MU MIMO) font partie des technologies incluses dans le Wi-Fi 6 qui sont conçues pour améliorer l'efficacité et le débit. , et/ou diminuer la consommation d’énergie.

Même si le Wi-Fi ne semble pas à sa place dans IoT par rapport à d'autres options offrant une meilleure portée et une demande d'énergie moindre, la vérité est que, même sans compter les nouvelles normes comme HaLow, le Wi-Fi peut être extrêmement utile dans les déploiements IoT sur propre ou lorsqu’il est utilisé en tandem avec d’autres technologies.

Le cellulaire, quant à lui, a été l’un des personnages principaux du développement de IoT et, en tant que tel, doit toujours être considéré comme une option pour une nouvelle application grâce à son ubiquité. En fin de compte, cependant, le choix de l'une de ces options dépendra de l'emplacement et de la mobilité de l'appareil, du nombre d'appareils et de la compatibilité économique de la technologie et de votre projet.

Foire aux questions

Quels sont les avantages du Wi-Fi pour IoT ?

• Idéal pour les contextes où les appareils sont pour la plupart stationnaires ou restent dans une certaine zone.
• Bande passante plus élevée et latence plus faible.
• Idéal pour les endroits tels que les bâtiments aux murs épais, les zones reculées, les régions rurales, les emplacements souterrains, etc.
  

Quels sont les avantages du cellulaire pour IoT ?

• L’omniprésence de son infrastructure en fait une option presque toujours disponible.
• Très économe en énergie.
• Son authentification basée sur la carte SIM et son cryptage automatique en font une option très sûre.
  

Wi-Fi ou cellulaire, que dois-je utiliser ?

Même si les avantages ci-dessus peuvent donner une idée générale de la meilleure option, la réponse réelle variera d'une application à l'autre, et pour cette raison, chaque avantage et chaque inconvénient doivent être soigneusement pesés. Il convient toutefois de rappeler que ces technologies peuvent être utilisées ensemble pour se compléter.