Technologies de communication sans fil M2M

La communication de machine à machine, également abrégée en M2M, est une modalité de communication entre des machines ou des appareils sans aucune interaction ou contrôle humain. Ces appareils peuvent communiquer entre eux en utilisant une transmission de données filaire ou sans fil, le M2M sans fil en particulier devenant un domaine en pleine croissance avec l'ajout de nombreuses applications de l'Internet des objets (IoT).

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Normes de réseau sans fil en M2M : Le M2M est capable d'utiliser une variété de protocoles, de technologies et de normes sans fil, notamment : Bluetooth, la 2G, la 3G, 802.15.4, 6LoWPAN, Lora et LTE entre autres. Les normes sans fil doivent être choisies en fonction des spécifications de l'appareil et de l'environnement dans lequel il sera utilisé.

Comment la machine à machine a été développée

La signalisation filaire était utilisée pour connecter des appareils depuis le début du 20e siècle, mais il a fallu plusieurs décennies pour développer les moyens par lesquels un tel partage d'informations pouvait avoir lieu sans fil. Le M2M a évolué à partir des efforts déployés pour utiliser l'informatique et la téléphonie pour développer des systèmes d'identification de l'appelant où le numéro de téléphone serait transmis à l'appareil récepteur. À partir de ce moment-là, le développement et le perfectionnement des puces de traitement pour transmettre et recevoir des informations de cette manière ont été entrepris par une série de sociétés d'électronique, dont Motorola et plus tard Siemens. Au cours de cette période, les canaux de communication M2M sont passés de l'accès commuté à la communication cellulaire, Siemens créant le module de données M1 pour les applications M2M industrielles.

Passage à la communication sans fil entre les machines

Au début du millénaire, Siemens a progressé dans le développement de modules sans fil avec un certain nombre d'applications clés, notamment les points de vente et la télématique automobile. La technologie GPS, en particulier, a été largement intégrée dans les appareils utilisant le montage en surface, les cartes à puce et l'exploitation de technologies habilitantes pour réaliser diverses applications de test, de surveillance et de traçage. L'avènement de l'IoT a accéléré le développement de nouveaux modules M2M de niche avec leurs passerelles sans fil, leurs routeurs et leur adressage IP fixe. Cela signifie que le M2M utilise désormais une variété de réseaux sans fil pour la transmission de données et que plusieurs appareils peuvent être connectés pour une communication simultanée plutôt que pour le transfert point à point d'origine. L'adaptation et l'intégration de l'automatisation aux applications M2M ont permis un échange d'informations encore plus efficace.

Le développement de modules sans fil pour la communication M2M nécessitait des connexions d'antenne fiables. Les premières applications, comme celles des points de vente et de la télématique automobile, reposaient souvent sur des adaptateurs de câble d'antenne robustes  tels que SMA ou RP-SMA pour assurer une liaison sécurisée entre l'antenne et le module sans fil. Ces connecteurs sont connus pour leur durabilité et leur résistance aux intempéries, ce qui les rend bien adaptés aux environnements industriels.

Massive Machine Type Communication

La communication massive de type machine (mMTC), également connue sous le nom de communication massive de machine (MMC) ou communication massive de machine à machine, est un type de communication entre machines sur des réseaux câblés ou sans fil où la génération de données, l'échange d'informations et l'actionnement ont lieu avec une intervention minimale ou nulle de la part des humains. Il s'agit d'une sous-classification de la communication de type machine (MTC). mMTC traite en particulier de la connectivité sans fil et de la mise en réseau entre un nombre massif (des milliards) de machines et est considéré comme une progression clé de l'Internet des objets IoT à l'Internet multidimensionnel.

Le développement de mMTC est limité par la disponibilité de la connectivité nécessaire pour prendre en charge un grand nombre d'interactions de machine à machine. Ce type de communication se fait généralement par le biais de petits paquets de données qui ne sont pas pris en charge de manière optimale par les réseaux cellulaires conçus pour la communication humaine. Un tel réseau devrait être sécurisé, fiable et constamment évolutif, avec une capacité élevée et une faible latence pour prendre en charge une gamme de communications à différentes bandes de fréquences. Le mMTC doit également avoir un faible coût et une faible consommation d'énergie, avec la pénétration nécessaire pour fonctionner efficacement dans des environnements urbains ou intérieurs denses.

Les réseaux mobiles de nouvelle génération (NGMN) ont été postulés comme une solution potentielle pour la prise en charge de mMTC, offrant une plate-forme unique « écosystème » où la communication de dizaines de milliards d'appareils basés sur IP pourrait être prise en charge de manière efficace et sécurisée.

mMTC et sa relation avec la 5G

L'avènement de la 5G est proposé comme une opportunité pour mettre en place un NGMN capable de prendre en charge mMTC. La 5G devrait devenir une plate-forme technologique capable de soutenir d'énormes infrastructures technologiques et l'innovation. Le mMTC pourrait être possible si la somme des communications de machine à machine, d'appareil à appareil et de véhicule à véhicule pouvait être consolidée en un seul réseau pris en charge par la 5G.

À l'heure actuelle, diverses organisations et fournisseurs de réseaux cellulaires développent des solutions pour la connectivité mMTC. L'accent est mis sur l'utilisation de la 5G et du LTE (4G) ainsi que sur des parties sans licence du spectre via des LPWAN.

Applications actuelles et futures du mMTC

Les principaux domaines dans lesquels les applications mMTC sont développées sont les suivants :

• Santé
• Transport
• Utilitaires
• Énergie
• IoT Agriculture
• Surveillance industrielle

mMTC offre la possibilité de passer d'une utilisation limitée par les consommateurs à une commodité générale ou infrastructurelle exploitée par les entreprises, l'industrie et les organisations du secteur public. Le mMTC a le potentiel d'avoir un impact critique et de modifier la vie quotidienne de grandes populations grâce au développement de villes « intelligentes » où un Internet multidimensionnel (IoE) crée une société entièrement connectée.