Les réseaux LPWA (Low Power Wide Area) constituent une catégorie de réseaux sans fil pouvant être utilisés pour des applications IoT lorsque la technologie cellulaire n'est pas envisageable ou lorsque l'application IoT présente certaines exigences mieux adaptées aux réseaux LPWA. L'utilisation et la connectivité des réseaux LPWA devraient connaître une forte croissance!
Les réseaux IoT cellulaires constituent une excellente option pour une multitude de cas d’utilisation de l’Internet des objets (IoT), mais il arrive parfois que des technologies non cellulaires soient nécessaires ou préférables. Forte de plus de 20 ans d’expérience et de plus de 20 millions de connexions à l’échelle mondiale, KORE aide des entreprises telles que Stedin et eDevice à développer leurs solutions LPWA et IoT cellulaires grâce à des solutions éprouvées et fiables. KORE est à la pointe de la connectivité LPWA et IoT cellulaire, accompagnant les innovateurs de tous les secteurs grâce à une technologie de pointe et à une couverture mondiale complète.
Avantages des réseaux LPWA
Les réseaux sans fil LPWA utilisent des modems radio à faible consommation et à longue portée pour communiquer avec des appareils IoT dans les zones où les services de téléphonie mobile existants ne sont pas disponibles ou offrent une couverture insuffisante, par exemple :
- Zones rurales
- Certains bâtiments
- Lorsque des contraintes environnementales ou des politiques gouvernementales ne permettent pas la connectivité mobile
- Zones isolées où la couverture est insuffisante
- Les zones difficiles d'accès qui compliquent l'installation d'antennes-relais
Les réseaux LPWA sont également utiles pour les applications nécessitant des batteries à faible consommation, telles que les appareils domestiques connectés et les appareils portables.
De plus, ces réseaux peuvent être utilisés lorsque les autres formes de connectivité s’avèrent trop coûteuses ou peu pratiques. Par exemple, ils peuvent s’avérer préférables si vous souhaitez transmettre des données sur de longues distances sans avoir à supporter les coûts élevés liés aux réseaux traditionnels tels que la 4G LTE ou les points d’accès Wi-Fi (dont la capacité est limitée).
De nombreux réseaux LPWA utilisent des fréquences non soumises à licence ; ils ne sont donc pas tenus d’obtenir une licence auprès de la FCC (Commission fédérale des communications), contrairement aux opérateurs de téléphonie mobile. Cela signifie qu’il n’est pas nécessaire d’acquérir des licences d’utilisation du spectre, qui sont coûteuses, ni de mettre en place une infrastructure réseau complexe composée de pylônes et de stations de base répartis dans toute la ville.
LoRaWAN Les différents réseaux LPWAN présentent des portées et des débits de données variables, et sont mieux adaptés à différents types d'appareils connectés. La portée et les débits de données varient selon l'LPWAN . Par exemple, l' offre une portée plus longue que Sigfox, mais ne peut transmettre qu'à une vitesse maximale de 880 bits par seconde (bps).
Les différentes applications des réseaux LPWA
Les réseaux LPWA permettent de connecter entre eux et à Internet des appareils à faible consommation d'énergie (par exemple, des caméras intelligentes), des capteurs et des compteurs. Grâce à leur longue portée, ils permettent de connecter des appareils sur de vastes zones, même en présence d'obstacles, tels que de grands bâtiments, ou lorsque les appareils se trouvent sous terre.
L'un des principaux avantages de la technologie LPWA réside dans sa très faible consommation d'énergie par rapport à d'autres types de réseaux, tels que les réseaux cellulaires ou le Wi-Fi. Elle est donc parfaitement adaptée aux applications de l'Internet des objets (IoT), où l'autonomie de la batterie constitue un facteur essentiel pour la conception et le fonctionnement des appareils.
Ces réseaux sont utilisés dans de nombreux secteurs, notamment l'énergie, la santé et l'agriculture. Les réseaux à faible consommation et à large couverture ( LTE) présentent un avantage par rapport aux réseaux sans fil traditionnels grâce à leur faible consommation et à leur longue portée. Dans le secteur de l'énergie, l'opérateur de réseau néerlandais Stedin a déployé plus de 1,7 million de compteurs intelligents utilisant la technologie -M et la technologie « eSIM » de KORE. Ce déploiement à grande échelle permet de prolonger la durée de vie des appareils, d'assurer leur gestion à distance et d'améliorer la fiabilité du réseau en détectant les pannes et en réduisant la fraude à l'électricité, tout en garantissant une connectivité pérenne face à l'obsolescence des réseaux.
Pour en savoir plus, consultez leur étude de cas.
Les différents types de réseaux LPWA
Le premier réseau LPWA a été déployé en 2012 par Sigfox, et depuis lors, ce secteur a connu de nombreux développements.
Sigfox a été la première technologie LPWA déployée, et depuis lors, ce secteur a connu de nombreux développements. Sigfox a été suivi par les réseaux « LoRaWAN », gérés par l’ LoRa Alliance. LoRA, acronyme de « Low Power and Long Range » (faible consommation et longue portée), fonctionne dans le spectre sans licence. Les clients peuvent déployer leur propre réseau LoRaWAN ou utiliser un réseau public LoRaWAN . La technologie «LoRa » est l’une des technologies LPWA les plus populaires ; elle est mise en œuvre via le protocole LoRaWAN . Alors que le terme LPWA désigne la catégorie plus large des réseaux étendus à faible consommation, la technologie « LoRaWAN » est une norme spécifique qui utilise la modulation « LoRa » pour assurer des communications à longue portée et à faible consommation.
La prochaine génération de réseaux LPWA est constituée de la norme «LTE-M », également appelée Cat M1, et de la norme « NB-IoT », qui permettent des débits de transmission pouvant atteindre 500 kbit/s. Ces réseaux fonctionnent dans le spectre sous licence et sont proposés par les opérateurs de téléphonie mobile.
NB-IoT Il s'agit d'une norme 4G qui fait suite à la norme Cat M1 de l'LTE , existant depuis 2016. Ces deux normes sont conçues pour les réseaux à faible consommation et à large couverture.
D'autres technologies LPWA ont également été développées pour des cas d'utilisation plus spécialisés ou des régions spécifiques. Parmi celles-ci, on peut citer :
- MIoTy, conçu pour les déploiements industriels à grande échelle
- Weightless, une norme ouverte prenant en charge les communications à faible consommation et à longue portée
- Wi-SUN, souvent utilisé dans les réseaux de services publics intelligents et les infrastructures publiques
- Wize, une technologie basée sur le protocole Wireless M-Bus et utilisée pour le comptage de l'eau et du gaz
- DASH7, utilisé dans la logistique et le suivi de la chaîne d'approvisionnement
- La technologie RPMA, qui permet d'assurer une large couverture dans les zones urbaines densément peuplées
- ELTRES, développé par Sony pour les communications à longue distance à haut débit
- Wi-Fi HaLow (802.11ah), une version basse consommation du Wi-Fi offrant une plus grande portée
Ces solutions ne sont pas aussi répandues que LoRaWAN, Sigfox, NB-IoT ou LTE-M, mais elles répondent à des besoins spécifiques en fonction de l'environnement ou de l'application.
LPWA cellulaire vs LPWA non cellulaire
Réseaux cellulaires LPWA
Fonctionnement : les réseaux cellulaires LPWA, tels que l'NB-IoT (IoT à bande étroite) et l'LTE-M (LTE Cat-M1), s'appuient sur l'infrastructure cellulaire existante ; ils utilisent donc les antennes-relais, les stations de base et les protocoles développés pour les réseaux mobiles.
Cas d'utilisation : comme ils sont gérés par les opérateurs, ils offrent des fonctionnalités robustes telles que la gestion des appareils, la facturation et l'assistance, ce qui les rend idéaux pour les applications stratégiques telles que la gestion de flottes, les compteurs intelligents et le suivi des actifs. Les réseaux LPWA cellulaires permettent également l'itinérance mondiale, ce qui les rend adaptés aux déploiements internationaux.
Couverture : ces réseaux offrent une couverture étendue, notamment dans les zones urbaines, grâce à la portée mondiale des opérateurs de téléphonie mobile. Ils reposent sur des normes de téléphonie mobile, ce qui permet leur intégration aux infrastructures mobiles existantes et garantit ainsi des niveaux élevés de sécurité, d'évolutivité et de fiabilité.
Avantages : Les principaux avantages des réseaux LPWA cellulaires sont notamment une couverture étendue, tant en milieu urbain que rural, ainsi qu'un niveau de sécurité élevé grâce à une infrastructure contrôlée par les opérateurs.
Inconvénients : leur coût peut être plus élevé que celui des réseaux non cellulaires, car ils nécessitent un abonnement aux services d’un opérateur mobile, incluant les cartes SIM et les frais associés. Ces réseaux ont également tendance à présenter une consommation d’énergie légèrement supérieure à celle des réseaux LPWA non cellulaires, bien qu’elle reste nettement inférieure à celle des réseaux cellulaires traditionnels. De plus, les réseaux cellulaires dépendant des opérateurs mobiles, il peut exister des limitations dans certaines régions isolées où la couverture est clairsemée, voire inexistante.
Précision : LPWA vs LTE
Il ne s’agit pas de deux types de réseaux opposés, mais plutôt d’une technologie de réseau LPWA pouvant être appliquée aux réseaux « LTE ». Les réseaux « LTE » traditionnels fournissent des services voix et données haut débit pour les téléphones. LTE-M et NB-IoT sont des technologies LPWA conçues pour les appareils IoT à faible consommation et à faible bande passante, qui prennent également en charge des débits élevés, tels que les transferts de données volumineux. Elles offrent une plus grande autonomie de batterie et une meilleure couverture, mais leurs débits de données sont plus faibles. Découvrez ici la différence entre LTE-M et NB-IoT .
Par exemple, le prestataire de soins de santé eDevice s’est associé à KORE pour fournir des solutions de surveillance à distance des patients utilisant la technologie LTE-M. Ce déploiement nécessitait une connectivité sécurisée et fiable afin de répondre aux normes américaines strictes en matière de santé et démontre comment la technologie cellulaire LPWA peut prendre en charge des applications critiques hautement conformes.
Pour en savoir plus, consultez leur étude de cas.
Réseaux LPWA non cellulaires
Fonctionnement : les réseaux LPWA non cellulaires, tels qu'LoRaWAN, Sigfox et Weightless, fonctionnent indépendamment de l'infrastructure cellulaire, en utilisant généralement des bandes de fréquences non soumises à licence ou des déploiements de réseaux privés.
Cas d'utilisation : applications IoT nécessitant des connexions à longue portée et à faible consommation d'énergie, telles que les infrastructures de villes intelligentes, l'automatisation industrielle ou le suivi d'actifs. Elles permettent notamment d'établir des communications à faible consommation d'énergie et des liaisons à courte portée entre des stations de base ou des points d'accès, sans recourir aux services d'un opérateur. L'utilisation de fréquences non soumises à licence permet un déploiement plus souple et plus économique, en particulier dans les réseaux privés.
Couverture : Dans les réseaux LPWA non cellulaires, la couverture peut être limitée à certaines zones en fonction de l’infrastructure, mais dans les régions où ils sont déployés, notamment les zones rurales ou isolées, ces réseaux peuvent couvrir de vastes zones géographiques avec un minimum d’infrastructure, ce qui réduit le coût de la connectivité. Ils sont souvent utilisés dans l’agriculture intelligente, les villes intelligentes et la surveillance environnementale, où une communication à faible coût et à longue portée est essentielle.
Avantages : Le principal avantage des réseaux LPWA non cellulaires réside dans leurs coûts réduits, grâce à l'utilisation de bandes de fréquences non soumises à licence et à l'absence de dépendance vis-à-vis des opérateurs de téléphonie mobile. Ils sont également très économes en énergie, ce qui les rend idéaux pour les appareils IoT alimentés par batterie qui doivent fonctionner pendant de longues périodes.
Inconvénients : les réseaux LPWA non cellulaires peuvent présenter une couverture limitée, en particulier dans les zones peu peuplées ou mal desservies, car leur infrastructure n’est pas aussi étendue que celle des réseaux cellulaires. De plus, la sécurité peut constituer un sujet de préoccupation, car les réseaux non cellulaires ne disposent généralement pas des fonctionnalités de chiffrement et de sécurité robustes des réseaux cellulaires gérés par les opérateurs. Ces réseaux ont également une portée mondiale limitée et peuvent nécessiter plusieurs déploiements spécifiques à chaque région pour obtenir une couverture plus étendue.
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Mis à jour le 12 septembre 2025.