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#4G LTE Cat-1 : Une techno #IoT ?

Lors de mon dernier projet, j’ai eu l’occasion de mettre en œuvre un modem 4G LTE Cat-1. Après avoir écumé quelques modems 2G, 3G, 4G Cat-4/6, Cat-M1, Cat-NB1, on observe une poussée de solution LTE Cat-1 de la part des constructeurs de modem. Entrons dans quelques détails :

C’est quoi : la 4G LTE Cat-1

La 4G est le nom commercial de la technologie, le LTE (Long-Term Evolution) est le nom technique. C’est la même technologie que l’on retrouve actuellement dans les smartphones.

Le terme Cat-1, se lit Catégorie 1, il s’agit de la plus petite catégorie de débit la norme LTE. Cette catégorie utilise une seule tranche de fréquence de 20 MHz, ce qui lui permettra d’assurer des débits de l’ordre de 10 Mbps en réception et 5 Mbps en émission.

A titre de comparaison, un LTE Cat-6 utilisera combinera plusieurs porteuses, utilisera une modulation des signaux plus complexes (64QAM au lieu de 16QAM), ce qui portera les débits théoriques à 300 Mbps en sens descendant. Cela engendre une complexité de calcul plus importante, qui se traduit directement par de la consommation énergétique.

Il ne faut cependant pas confondre la Cat-1, avec la Cat-M1 qui elle est une technologie optimisée pour les objets connectés, la Cat-M1 utilisera une bande passante de 1.4 Mhz. Cela se traduit avec des débits de maximum 1 Mbps, mais une consommation en moyenne 4 fois plus faible.

En résumé, LTE Cat-1 , c’est la 4G classique avec un débit modéré, compatible avec les réseaux 4G existants.

SpécificationLTE Cat-6LTE Cat-1LTE Cat-M1LTE Cat-NB1
Nom Marketing4G+4GLTE-MNb-Iot
Débit Théorique en Download300 Mbps10 Mbps1 Mbps0,26 Mbps
Débit Théorique en Upload50 Mbps5 Mbps1 Mbps0,17 Mbps
Bande passante de la porteuse20 Mhz20 MHz1,4 Mhz0,18 Mhz
Nombre de porteuses2-4111
Pic de courant en transmission (3.6 V)900 mA750 mA200 mA150 mA

Atouts et Faiblesse de la Cat-1

Atouts :

  • Utilise les réseaux 4G LTE existants.
  • Débits suffisants pour récupérer des firmwares.
  • Il existe des modems qui couvrent toutes les bandes LTE utiles (Worldwide). Cela permet d’éviter de régionaliser les productions de carte électroniques.
  • En bonus, le fall-back 2G ou 3G est souvent disponible sur les modems, on augmente les possibilités de connectivité.

Faiblesses :

  • Consommation élevée qui empêche l’utilisation de petites piles ou batterie.
  • Les pics de courants nécessitent une attention particulière à la conception des alimentations.
  • Seules certaines fréquences (sous le Ghz) permettent d’avoir des couvertures dans les endroits les plus reculés.

En conclusion

Fin 2021, le déploiement des technologies LPWAN pour l’IoT : LTE-M et NB-IoT stagnent, peu de nouveaux réseaux commercialement accessibles, les accords de roaming entre opérateurs sont très long à se mettre en place. On comprend que la crise COVID, les priorités d’investissement sur la 5G grand public, et un modèle économique de l’IoT moins profitable actuellement freinent la pénétration de ces technologies.

Obtenir 10 ans d’autonomie avec la techno 4G Cat-1 restera très complexe, il est donc difficile de dire que cette technologie est adaptée aux contraintes de l’IoT.

En revanche, cela reste une solution viable pour des connectivités industrielles, pour les Smarts-Cities et qui est fonctionnelle et disponible aujourd’hui à travers le monde.

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11/10/2021 – Mathieu ROUGEOLLE Skewellabs.com