L’Internet des Objets - Est-il la prochaine évolution de l'Internet ?

1. CONSEIL EN MANAGEMENT
L’Internet des Objets
-
Est-il la prochaine évolution de
l'Internet ?
24 septembre 2015
Bassel ASSAF
Martial ABISSI

2. CONSEIL EN MANAGEMENT 2Copyright Beijaflore Group
• Introduction
• Etat du marché
• Applications
• Normes
• Acteurs du marché LP-WAN
• Conclusion
Sommaire

3. CONSEIL EN MANAGEMENT 3Copyright Beijaflore Group
Introduction :
Objet connecté
1. Faible coût :
– CAPEX : limiter les coûts
– OPEX : facture télécom allégée
2. Faible consommation d’énergie :
Afin d’allonger l'espérance de vie de la batterie, réduire l'entretien,
être indépendant du réseau électrique et de la localisation
3. Facilité d'utilisation :
En ce qui concerne l'intégration dans les objets mais aussi en ce qui
concerne la gestion et l'intégration avec les systèmes informatiques
objet
4. Independence fréquentielle :
Utilisation de fréquences sans licence, gratuites pour une
universelle (Bandes ISM ou Lumière)
5. Authentification embarquée :
Pour éviter des frais supplémentaires (et la gestion de cartes SIMs
par exemple)
6. Technologie performante :
– Longue portée
– Authentification embarquée
– pénétration (eau/béton)
– Utilisation des normes de transport/réseaux (IPv6)
– Sécurisation
Les caractéristiques d’un objet connecté
Faible coûts
Faible
consommation
Facilité
d’utilisation
Indépendance
fréquentielle
Performance
Objets
connectés

4. CONSEIL EN MANAGEMENT 4Copyright Beijaflore Group
Introduction :
Les trois catégories d’objets connectés
 Objets Connectables : puces ou étiquettes
intelligentes (RFID, NFC, …)
 Machine Communicantes : compteurs, relevés à
distance, voitures, …
 Terminaux : ordinateurs, smartphones, tablettes,
TV, ...
Objets Connectables
Machine Communicantes
Autonomes (M2M)
Terminaux
IdO

5. CONSEIL EN MANAGEMENT 5Copyright Beijaflore Group
Introduction :
Internet des Objets
1. Reconnaître chaque objet :
Authentifier l’objet de façon unique et recueillir les
données stockées au niveau de l’objet.
2. Recueillir des informations présentes dans
l’environnement :
Interaction avec l’environnement pour enrichir les
fonctionnalités du dispositif.
3. Connecter les objets entre eux :
Liaison sans fil.
4. Facilité d’utilisation :
Assurer l’échange d'informations entre différents
objets quels que soient les caractéristiques
matérielles et logicielles impliqués.
5. Stocker et analyser les données :
Business Intelligence, prise de décisions.
6. Transférer les données :
Transférer les données dans les mondes physiques
(Machines) et virtuels (VM, Cloud, …).
Authentification
Capteurs
Connexion Integration
Traitement des
données
Réseaux
Internet
des
Objets
Les composantes d’un système IdO

6. CONSEIL EN MANAGEMENT 6Copyright Beijaflore Group
Introduction :
Tout est connecté
Internet of (Every)things
Cloud & Big Data
Objet Objet Personne Personne
M2M M2P / P2M P2P
Que désigne t-on par
l’Internet des Objets ?
« L’Internet des objets repose sur l’idée
que tous les objets peuvent être
connectés un jour à Internet et sont donc
capables d’émettre de l’information et
éventuellement de recevoir des
commandes. L’Internet des objets propose
de créer une continuité entre le monde
réel et le monde numérique : il donne une
existence aux objets physiques dans le
monde numérique. »
Source : http://ckab.com/faq
Nous nous intéresserons au fil de
cette présentation aux
technologies réseaux permettant à
ces objets de communiquer entre
eux …

7. CONSEIL EN MANAGEMENT 7Copyright Beijaflore Group
• Introduction
• Etat du marché
• Applications
• Normes
• Acteurs du marché LP-WAN
• Conclusion
Sommaire

8. CONSEIL EN MANAGEMENT 8Copyright Beijaflore Group
Etat du marché :
Chiffres clés
0
10
20
30
40
50
60
70
80
2010 2012 2016 2020
Évolution du nombre d’objets
connectés, par type (en milliards)
Terminaux M2M Objets connectables
Source : IDATE (2013)
L’IDATE prévoit une croissance considérable de l’Internet
des Objets :
L'IDATE estime que plus de 40 milliards d’objets sont d'ores et déjà connectées à
Internet en 2015, contre 15 milliards en 2012 et 4 milliards en 2010. En 2020, il y
en aura 80 milliards, parmi lesquels :
 Les Objets Connectables représenteront 85% du total de l’IdO ;
 Les Machines communicantes représenteront 11% du total de
l’IdO ;
 Les Terminaux représenteront 4% du total de l’IdO.
En termes de croissance, les Objets Connectables connaitront un taux annuel
moyen de 50% entre 2010 et 2020, suivi par le M2M avec 27% et les Terminaux
avec 20%.

9. CONSEIL EN MANAGEMENT 9Copyright Beijaflore Group
• Introduction
• Etat du marché
• Applications
• Normes
• Acteurs du marché LP-WAN
• Conclusion
Sommaire

10. CONSEIL EN MANAGEMENT 10Copyright Beijaflore Group
Applications de l’IdO :
Cas et Services
Environnement & Industrie
•Feux de forêt
•Pollution atmosphérique
•Capteurs sismique, d'avalanche et
d'inondation
•Localisation d’équipements/produits en
intérieur
Compteur intelligent & Smart
Grid
•Electrique
•Eau
•Gaz
•Température
•Production
Ville intelligente
•Parking intelligent
•Eclairage intelligent
•Capteurs de trafic & de contrôle
•Surveillance de l'infrastructure
•Traitement des déchets
•Evénements publics (services de
localisation)
•Affiche publicitaire
Suivi & eSanté
•Motos, bicyclettes, voitures
•Conteneurs d'expédition
•Personnes, animaux de compagnie
•Assurance (biens précieux)
•Localisation des biens
•Suivi médicale (tension, température,
prise de médicaments)
•Capteurs d’activité, wearable
Agriculture / Elevage
•Contrôle de l'irrigation
•Analyse environnementale
•Traçabilité du pâturage
•Suivi du développement des animaux
(l'ovulation, la naissance)
Domotique & Bâtiments
Intelligents
•Détecteurs de fumée
•Systèmes de sécurité
•Appareils intelligents
•Chauffage intelligent
•Contrôle à distance / Surveillance
Commerce
•Contrôle de la chaîne
d'approvisionnement
•Paiement sans contact
•Shopping intelligent
•Rotation de produits en rayon
Transports & Logistique
•Suivi des conditions de transport
•Localisation des colis
•Traçabilité de flotte
•Gestion du carburant
•Diagnostique de véhicules
•Véhicules connectées
•Mise a jours à distance

11. CONSEIL EN MANAGEMENT 11Copyright Beijaflore Group
• Introduction
• Etat du marché
• Applications
• Normes
• Acteurs du marché LP-WAN
• Conclusion
Sommaire

12. CONSEIL EN MANAGEMENT 12Copyright Beijaflore Group
Normes :
Les différentes fréquences radios
Fréquences Propagation
433 MHz
UHF
Béton +++
Eau +++
Métaux ---
700-900 MHz
Béton ++
Eau -
Métaux ---
2,4 GHz
Béton +
Eau --
Métaux ---
3 GHz-3 THz
SHF,EHF,
THz
Béton ---
Eau ---
Métaux ---
Meilleurportéedusignal
Meilleurdébitdedonnées
Il y a beaucoup de fréquences
disponibles ;
Chaque bande de fréquence
possède ses propres qualités et
défauts.

13. CONSEIL EN MANAGEMENT 13Copyright Beijaflore Group
Normes :
Les différentes restrictions techniques et législatives liées aux RF ISM
Gamme de RF Nb de canaux * BP (MHz) Commentaires Régions
433 – 435 MHz
• 2 x 1
• 1 x 2
Meilleure couverture
Moins remplis
Des solutions sur mesure
Limitations de la «performance»,
bande passantes inégales
Restrictions de cycle de vie
Plusieurs pays
755 – 787 MHz
• 32 x 1
• 16 x 2
• 8 x 4
• 4 x 8
• 2 x 16
• 1 x 32
Chine
863 – 870 MHz
• 7 x 1
• 3 x 2
• 1 x 4
EMEA
866 – 869 MHz
• 3 x 1
• 1 x 2
Singapore
920 – 925 MHz
• 5 x 1
• 2 x 2
• 1 x 4
902 – 928 MHz
• 26 x 1
• 13 x 2
• 6 x 4
• 3 x 8
• 1 x 16
Les Amériques
916,5 – 927,5 MHz
• 11 x 1
• 5 x 2
• 2 x 4
• 1 x 8
Japon
917,5 – 923,5 MHz • 6 x 1
• 3 x 2
• 1 x 4
Corée du Sud
2400 – 2483,5 MHz
• 83 x 1
• 41 x 2
• 20 x 4
• 10 x 8
• 5 x 16
• 2 x 32
• 1 x 64
Solution mondiale
Grande bande passante
Pas de restrictions cyclique
Courte portée
Congestionné
Globale
Seules quelques unes
peuvent être utilisées au
niveau international sans
autorisation.

14. CONSEIL EN MANAGEMENT 14Copyright Beijaflore Group
Normes :
Les technologies sans fil BAN
Normes Fréquences Débits Portée Topologies
Nombre
de nœuds
Commentaires Usages
BAN
IEEE802.15.6
(UWB)
3,5 - 10 GHz
> 1 Gbps 5 - 10 m Etoile 256
…
Simplex
• Domaine médicale et scientifique :
surveiller les signes vitaux, capteurs
de tout genre
• Domaine des services d'urgence et
de la défense : pompiers, secouristes,
armée, etc..
• Domaine du sport : analyses et
amélioration des résultats
• Domaine du jeu vidéo : motion
capture, géolocalisation
• Domaine de la danse et du spectacle
: contrôle de l’ambiance lumineuse
IEEE802.15.6
(NB)
400 MHz
-
2,4 GHz
IEEE802.15.6
(HBC)
5 - 50MHz

15. CONSEIL EN MANAGEMENT 15Copyright Beijaflore Group
Normes :
Les technologies sans fil PAN
Normes Fréquences Débits Portée Topologies
Nombre
de nœuds
Commentaires Usages
Thread IEEE802.15.4
2,4 GHz 250 kbps 200 m Maillé, Etoile 250-300
Compatible norme
IEEE
Compatible ZigBee
Faible déploiement
Propriétaire
Domotique
ZigBee IP
(R4FCE)
IEEE802.15.4
(partiel)
Bande ISM
20 kbps
(868 MHz)
10
-
100 m
Maillé, Etoile et
Arbre
65 000
Evolutivité
Faible déploiement
Domotique, détecteurs de fumée,
application médicale
40 kbps
(915 MHz)
250 kbps
(2,4 GHz)

16. CONSEIL EN MANAGEMENT 16Copyright Beijaflore Group
Normes :
Les technologies sans fil LP-LAN
Normes Fréquences Débits Portée
Durée de vie
de la batterie
Nombre
de nœuds
Commentaires Usages
DASH7
ISO/IEC18000-7
433 MHz
27,8-200
kbps
1-2 km 10 ans TBD
Norme ISO
Intégrable facilement
même sur une SIM
IPv6
Propagation dans
l’eau
Compatibilité
matérielle
Limité à 2 sauts
Localisation indoor, étiquetage
LPW
IEEE802.11ah
Bande ISM
< 1 GHz
100 kbps
100 m
-
1 km
TBD 8 000
Norme IEEE
Upgrade matérielle
Pas disponible
Accès au réseau d’entreprise et/ou
internet

17. CONSEIL EN MANAGEMENT 17Copyright Beijaflore Group
Normes
Marques
Fréquences Débits Potée
Durée de vie
de la batterie
Type de Canal Commentaires Usages
LoRa
DSSS
Bandes
ISM < 1GHz
EU : 300 bps - 50 kbps
US : 900 bps - 100kbps
45 km 10-20 ans Half-duplex (natif)
Débits moyen
IP
Puces dépendantes
de Semtech
Localisation indoor. WSN étendu
SIGFOX
UNB
Tx : 100 bps (140 msg/j)
Rx : 4 msg de 8 bytes/j
50 km 10 ans Half-duplex (limité)
Puces non-
propriétaires
Faibles Débits
Passage par le
portail SIGFOX
no IP
WSN étendu
INGENU
RPMA
2,4 GHz
Tx : 624 kbps
Rx : 156 kbps
> 500 km
(LOS)
TBD ???
Licence globale
Techno breveté
WSN étendu
4G
(PSM)
LTE-M
Bandes sous
licence
1 Mbps
(cat-0)
100 km 5-10 ans Half-duplex (opt)
Couverture
Débits élevé
Norme 3GPP
Mise à jour OTA
Femtocell
Cartes SIM
Pas disponible
WSN étendu
200 kbps
(cat-M)
Normes :
Les technologies sans fil LP-WAN

18. CONSEIL EN MANAGEMENT 18Copyright Beijaflore Group
• Introduction
• Etat du marché
• Applications
• Normes
• Acteurs du marché LP-WAN
• Conclusion
Sommaire

19. CONSEIL EN MANAGEMENT 19Copyright Beijaflore Group
Les acteurs du marché LP-WAN
Technologie SIGFOX
SNO (SIGFOX Network Operators)
 France & Amérique du Nord : SIGFOX
 Royaume-Uni : Arqiva
 Russie : Micronet
 Espagne : CELLNEX et Abertis
 Pays-Bas : Aerea
 Portugal : NarrowNet
 Belgique : Engie M2M
 Danemark : IoT Denmark
 Suède : Tele2
 Luxembourg : POST Luxembourg et RMS.lu
Fabricants de puces
 Samsung
 Intel
 Texas Instruments
 Atmel
 Silicon Labs
 Telit
 AXSEM
 ATIM
 et d’autres fabricants de puces …

20. CONSEIL EN MANAGEMENT 20Copyright Beijaflore Group
Les acteurs du marché LP-WAN
Technologie LoRa
Operateurs partenaires
 France : Bouygues Telecom, Orange, Strataggem et
Actility
 Pays-Bas : KPN et The Things Network
 Suisse : Swisscom
 Belgique : Proximus
 Afrique du Sud : FastNet
 Amérique du Nord : SeNet
Fabricant de puces
 Semetech (suite à l’acquisition de Cyclèo)

21. CONSEIL EN MANAGEMENT 21Copyright Beijaflore Group
Les acteurs du marché LP-WAN
Technologie LTE-M
Operateurs
Tout operateur cellulaire classique possédant une
licence 4G :
 China Mobile
 Vodafone
 Orange
 T-Mobile
 AT&T
 MTN
 Verizon
 NTT DoCoMo
Fabricants de puces
 Qualcomm
 Ericsson
 Nokia
 Alcatel
 Foxconn
 Huawei
 Samsung
 et d’autres fabricants de puces …

22. CONSEIL EN MANAGEMENT 22Copyright Beijaflore Group
Les acteurs du marché LP-WAN
Autres technologies
Operateurs
 Qowisio (FR) :
Utilise une technologie UNB propriétaire comme pour SIGFOX.
 INGENU (US) :
Les réseaux INGENU sont basés sur la technologie brevetée
RPMA et opère dans la bande des 2,4 GHz. INGENU fournit
l'ensemble de la pile de la connectivité sans fil, les puces RPMA,
les points d'accès sans fil RPMA, et d'autres matériels et
logiciels associés.
 Autres :
operateurs utilisant des architectures ouvertes sur fréquences
libres comme le Weightless (GB).
Fabricants de puces
 Neul
 Cable & Wireless
 CSR
 ARM
 INGENU
 et d’autres fabricants de puces …

23. CONSEIL EN MANAGEMENT 23Copyright Beijaflore Group
• Introduction
• Etat du marché
• Applications
• Normes
• Acteurs du marché LP-WAN
• Conclusion
Sommaire

24. CONSEIL EN MANAGEMENT 24Copyright Beijaflore Group
Conclusion
Gains de
productivité
De nouvelles
offres
Nouvelle
approche relation
client/distributeur
Big Data
Des services
restent à
inventer
L’Internet des Objets constitue l’avenir
pour les entreprises. Il reste cependant difficile
de définir comment et par quels moyens
les entreprises vont adopter et s’approprier
ces objets. L’abondance de technologies
et le manque de visibilité sont les principales
raisons qui poussent les entreprises à hésiter
le basculement vers le tout connecté …

25. CONSEIL EN MANAGEMENT 25Copyright Beijaflore Group
• Canalisation d’une bande RF
• Les différentes topologies des normes réseaux de l’IdO
• Les technologies basés sur la lumière
• Bases des RF
• Glossaire
• Bibliographie
Annexes

26. CONSEIL EN MANAGEMENT 26Copyright Beijaflore Group
Canalisation d’une bande RF
Figure 1: Spectre ISM Bande des 900 MHz Figure 2 : Canalisation sur la bande ISM Américaine

27. CONSEIL EN MANAGEMENT 27Copyright Beijaflore Group
Les différentes topologies des normes réseaux de l’IdO
Point-à-Point
Arbre
Étoile
Maillé
@
@
@
@

28. CONSEIL EN MANAGEMENT 28Copyright Beijaflore Group
Les technologies basées sur la lumière
Normes Medium Débits Portée Commentaires Usages
IR IrLAN
Infrarouge 1 Gbps 10 cm
Très bon débits
Non sensible aux EM
Technologie LOS
Très faible portée
Accès au réseau d’entreprise et/ou
internet sécurisé : ne traverse pas les
mur ni les vitres opaques.
Utilisable en avion, milieux hospitalier,
centrale nucléaire, etc.
Li-Fi
IEEE802.15.7
(obsolète)
VLC ou
infrarouge et
ultraviolet
proche
3 Gbps 50 m
Très bon débits
Sécurité
Non sensible aux EM
Comptabilité matériel
Faible portée

29. Cette maison intelligente
possède des capteurs sans fil et
des dispositifs de contrôle, tels
que :
 Des débitmètres d'eau
 Compteur électrique
 Cuisine connectée
 Thermostat intelligent
 Capteurs d'humidité
 Aération intelligente
 Capteurs d'allergènes
Source : DASH7 Alliance (2009)
Base des RF :
Bandes ISM 2,4 GHz vs sub-1 GHz

30. Appareils :
13
Transactions :
26
Temps Total :
~ 5 mins
Le spectre des 2,4 GHz utilise
des réseaux à sauts multiples
pour compenser sa courte
portée et mauvaise couverture
en intérieur.
L’exemple illustre une
communication entre :
 12 dispositifs esclaves
• 5 nœuds de coordinateur
• 7 nœuds d'extrémité
 1 dispositif maître
Source : DASH7 Alliance (2009)
Base des RF :
Bande des 2,4 GHz

31. Les spectres sous 1 GHz ont
une excellente portée et
couverture en intérieur, ils
nécessitent donc moins de sauts
et moins de nœuds. Nous
économisons 2 nœuds par
rapport au cas précédents.
L’exemple illustre une
communication entre :
 10 dispositifs esclaves
 1 dispositif maître
Appareils :
11
Transactions :
11
Temps Total :
< 1 min
Source : DASH7 Alliance (2009)
Base des RF :
Bandes inferieures à 1 GHz

32. CONSEIL EN MANAGEMENT 32Copyright Beijaflore Group
Glossaire
 LTN : « Low Throughput Network » ou réseau bas débit est une technologie qui permet un transport
des données de 5 jusqu'à 40 km et plus (avec champ libre), avec une consommation d ’énergie
minimum.
 WSN : « Wireless Sensor Network » est un réseau de capteurs sans fil.
 VLC : « Visible Light Communication » est un support de communication de données qui utilise la
lumière visible entre 400 et 800 THz (780-375 nm).
 Bande ISM : Fréquences sans licence, gratuites, à usage industriel, scientifique ou médical.
 UWB : « Ultra Wideband » ou bande très large, est une technique de modulation radio qui qui fournit
des taux de transfert très élevés sur des distances relativement courtes et à faible puissance.
 HBC : « Human Body Communication » ou communication du corps humain.
 NB : « Narrow Band » ou bande étroite, est une technique de modulation qui consiste à ce que la
bande passante du message transmis ne dépasse pas excessivement la bande cohérence du canal.
 UNB : « Ultra Narrow Band » ou bande très étroite, est une technique de modulation qui consiste à
n'envoyer que très peu de données mais sur de très longues distances sur des fréquences libres.
 DSSS : « Direct Sequence Spread Spectrum » ou étalement de spectre à séquence directe est une
technique de modulation d'étalement de spectre utilisée notamment dans les réseaux sans fil.

33. CONSEIL EN MANAGEMENT 33Copyright Beijaflore Group
Bibliographie
• DASH7 Alliance, LoRa Alliance, SIGFOX, Thread Group
• Wikipédia, IDATE
• INSA Lyon, INRIA, Instituts Carnots
• Kerlink, Ericsson, nke WATTECO, Texas Instruments
• http://www.silicon.fr/internet-objets-sigfox-conquete-amerique-126665.html
• http://www.journaldunet.com/solutions/dsi/technologies-de-l-internet-des-objets/les-plateformes-
standardisees.shtml
• http://www.latribune.fr/technos-medias/objets-connectes-bouygues-telecom-vient-concurrencer-
sigfox-464112.html
• http://www.latribune.fr/technos-medias/internet-des-objets-qui-seront-les-gagnants-et-les-
perdants-491462.html
• http://www.latribune.fr/technos-medias/sigfox-lora-qowisio-la-bataille-pour-les-reseaux-bas-debit-
est-lancee-482685.html
• Weiping Sun, Munhwan Choi et Sunghyun Choi – « IEEE 802.11ah: A Long Range 802.11 WLAN at
Sub 1 GHz », (2013)

34. CONSEIL EN MANAGEMENT 34Copyright Beijaflore Group
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