LoRa vs Zigbee : Quelle est la meilleure technologie pour l'IdO ?

Dans cet article, nous allons comparer les différences entre les technologies LoRa et ZigBee, qui sont des technologies à faible consommation d'énergie. Dans un premier temps, une brève introduction aux deux technologies est donnée, suivie de leurs avantages et inconvénients. Ensuite, certaines des principales applications IoT sont présentées pour chaque technologie. Enfin, les facteurs à prendre en compte pour choisir l'une ou l'autre des technologies sont présentés. 

Introduction aux technologies LPWAN et LAN 

Avant de parler de ZigBee et de LoRaWAN (LoRa), il est essentiel de comprendre brièvement les deux types de réseaux auxquels ils appartiennent, à savoir le réseau local (LAN) et le réseau étendu (WAN), respectivement. 

Le réseau local (LAN) est distribué sur une courte distance, qui couvre un bâtiment ou un étage d'un bâtiment. En comparaison, le réseau étendu (WAN) est un réseau qui s'étend sur une ville ou un district local. 

Les technologies LAN s'étendent sur une courte distance avec une communication point à point. De plus, ces réseaux sont idéalement privés, c'est-à-dire qu'ils sont accessibles à un certain nombre d'utilisateurs. En comparaison, les technologies WAN s'étendent sur une grande distance et peuvent être privées ou publiques, en fonction de la nature de l'application. A Réseau étendu à faible consommation d'énergie (LPWAN) est un réseau qui consomme peu d'énergie par rapport aux réseaux étendus normaux. 

Maintenant que nous avons une brève compréhension des réseaux, discutons des différences entre LoRaWAN et ZigBee, en examinant chaque technologie séparément. 

Qu'est-ce que LoRa et LoRaWAN ? 

LoRaWAN est une technologie WAN basée sur la modulation radio LoRa. Technologie LoRaWAN est classé dans la catégorie des LPWAN adaptés aux applications à longue portée et à faible consommation d'énergie. Il s'agit d'un réseau propriétaire et ouvert, reconnu et régi au niveau mondial par Alliance LoRa. LoRaWAN utilise un spectre de fréquences sans licence, et la bande de fréquences est différente selon l'endroit. Par exemple, l'Amérique du Nord utilise la bande 915 MHz, l'Europe la bande 868 MHz et l'Asie les bandes 433 MHz et 169 MHz. 

Qu'est-ce que ZigBee ? 

Par rapport à LoRaWAN, ZigBee est une technologie LAN qui vise à réaliser la connexion à courte portée de plusieurs appareils IoT. Elle est basée sur la technologie de communication sans fil IEEE 802.15.4 Low-rate Wireless Personal Area Network (LR-WPAN). ZigBee est également un réseau propriétaire régi par ZigBee Alliance et est utilisé pour réaliser des réseaux de dispositifs IoT à faible débit de données. 

Avantages et inconvénients de LoRaWAN 

Examinons quelques avantages et inconvénients de la technologie LoRaWAN dans le contexte des applications IoT. 

Les principaux avantages de la technologie LoRaWAN sont les suivants : 

• Faible consommation d'énergie : LoRaWAN consomme peu d'énergie, car il utilise le schéma de modulation radio LoRa. Ainsi, les appareils construits sur la base de la modulation LoRa ont une durée de vie prolongée de la batterie, qui peut aller jusqu'à 10 ans.
• Longue portée : Les appareils LoRaWAN peuvent communiquer sur plus de 15 km en ligne de mire.
• Utilisation d'un spectre de fréquences sans licence : Les dispositifs LoRaWAN s'appuient sur spectre de fréquences sans licence pour leur fonctionnement, ce qui en fait un protocole de réseau ouvert.
• Les dispositifs LoRaWAN sont sensibles au bruit et aux interférences.

Malgré les avantages de LoRaWAN, l'utilisation de LoRaWAN présente également certains inconvénients. Ces inconvénients sont les suivants : 

• Communication à faible charge utile : Le réseau LoRaWAN n'autorise les appareils à communication que pour des charges utiles faibles. Cela signifie que seuls des bits de données simples peuvent être transmis sur le réseau LoRaWAN. 
• Absence de sécurité matérielle : LoRaWAN ne garantit pas la sécurité du matériel, qui est cruciale dans les applications Machine-to-machine (M2M) communication. Au lieu de cela, LoRaWAN fournit un cryptage logiciel.
• Les dispositifs LoRaWAN ne conviennent pas aux applications qui nécessitent une surveillance continue et aux applications qui requièrent le contrôle d'un actionneur.

Applications de LoRaWAN 

Les applications LoRaWAN sont principalement basées sur : 

• Applications de surveillance : Dans ces applications, les dispositifs LoRaWAN transmettent périodiquement leur état sur une grande distance. Cette lecture de l'état est utilisée pour surveiller l'entité concernée. Par exemple, la surveillance des conditions environnementales et les systèmes d'alerte précoce en cas de catastrophe.
• Applications de suivi : Les dispositifs LoRaWAN sont utilisés pour suivre les biens, les personnes et les objets. Ces dispositifs sont généralement alimentés par des piles et transmettent périodiquement leur état. Ils sont plus économes en énergie que d'autres technologies de suivi. 
• Applications pour les villes intelligentes : Comme les appareils LoRaWAN peuvent communiquer sur une longue distance, ils sont populaires dans les applications des villes intelligentes. 
• Applications de gestion de la chaîne d'approvisionnement : Là encore, les dispositifs LoRaWAN peuvent être utilisés pour suivre les actifs dans les chaînes d'approvisionnement. 

Avantages et inconvénients de ZigBee 

Après avoir discuté des applications de LoRaWAN, examinons certains des avantages et des inconvénients de ZigBee. 

ZigBee, comparé à LoRaWAN, est une technologie LAN utilisée pour réaliser des applications IoT à courte portée. Voici quelques-uns des principaux avantages de ZigBee : 

• ZigBee peut gérer un grand nombre de dispositifs, d'où sa grande complexité. Le réseau ZigBee peut gérer jusqu'à 254 appareils. 
• Faible consommation d'énergie : Les appareils ZigBee sont conçus pour une plus longue durée de vie de la batterie et une faible consommation d'énergie.
• Faible latence : Les dispositifs ZigBee ont une faible latence puisque leur délai d'activation est de l'ordre de 15 ms.
• Fiabilité améliorée : Les dispositifs ZigBee utilisent une stratégie d'évitement des collisions qui permet aux dispositifs de communiquer indépendamment les uns des autres sans subir d'interférences.
• Sécurité renforcée : ZigBee offre une sécurité matérielle et logicielle. 

Cependant, la technologie ZigBee présente certains inconvénients. Les principaux inconvénients sont les suivants : 

• Faible débit de données : ZigBee n'autorise qu'un débit de données limité pour ses dispositifs, ce qui le rend désavantageux pour les applications critiques qui nécessitent un débit de transmission élevé.
• Susceptible d'interférences : Les réseaux ZigBee sont très sensibles aux interférences car ils utilisent la bande de fréquence 2,4 GHz et peuvent constituer une menace majeure pour la sécurité lorsqu'ils sont mis en œuvre dans des environnements bruyants.
• Coûteux : Les dispositifs ZigBee sont coûteux par rapport à d'autres technologies LAN et PAN (Personal Area Network).
• Il est optimisé pour des distances allant de 10 à 100 m. 

Applications de ZigBee

ZigBee est plus adapté aux réseaux PAN et LAN qui ne couvrent qu'une courte distance. Voici quelques-uns des domaines d'application de ZigBee : 

• Applications domestiques intelligentes : ZigBee est une technologie populaire utilisée dans les appareils domestiques intelligents tels que les systèmes d'éclairage intelligents et les systèmes de surveillance domestique intelligents. 
• Systèmes de contrôle automatique : Ils comprennent le contrôle des éléments vitaux dans les industries, tels que la température et l'humidité.
• Applications de détection en temps réel : La technologie ZigBee peut être utilisée pour réaliser des applications de surveillance en temps réel dans les hôpitaux intelligents et les applications de santé en ligne.
• Réseaux de capteurs sans fil : Comme ZigBee peut gérer de nombreux dispositifs, il est utilisé pour réaliser de grands réseaux de capteurs sans fil, comme dans un système d'alerte incendie dans un bâtiment.

Votre choix entre LoRa et ZigBee 

Dans cet article, nous avons brièvement présenté les technologies LoRaWAN et ZigBee ainsi que certaines de leurs applications. Le choix entre ces deux technologies concurrentes dépend des besoins et des applications de l'utilisateur.

LoRaWAN est plus adapté aux applications qui nécessitent une plus grande portée sans exigences de temps réel ou de contrôle. Étant donné qu'il respecte la community, il convient mieux aux applications à code source ouvert qui nécessitent de faibles débits de données. En outre, comme le réseau LoRaWAN est réalisé sous la forme d'une topologie en étoile, il est facile à mettre en œuvre. Cependant, les réseaux LoRaWAN ne sont pas fiables et ne conviennent pas aux applications industrielles et personnelles critiques. 

Cependant, ZigBee est une technologie de réseau fiable largement utilisée dans l'industrie pour répondre aux exigences de contrôle et de temps réel. Il s'agit d'un réseau maillé La topologie maillée est plus complexe à mettre en œuvre. Bien qu'elle soit limitée en termes de portée, la nature multi-sauts de la topologie maillée peut être exploitée pour obtenir une longue portée de fonctionnement. 

Conclusion 

En conclusion, nous pouvons constater que le choix entre ZigBee et LoRaWAN dépend des besoins de l'utilisateur et de l'application. Comme les deux technologies consomment peu d'énergie, elles peuvent être utilisées avec des appareils alimentés par batterie. Enfin, LoRaWAN serait le candidat idéal pour les applications à faible coût qui ne nécessitent que des capacités de surveillance, tandis que ZigBee serait idéal pour les applications industrielles qui exigent fiabilité et sécurité matérielle. 

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