Mesurer la force du signal cellulaire pour maintenir la connexion des dispositifs IoT

Lorsque la plupart des gens pensent au système cellulaire, ils pensent aux smartphones et à la façon dont ils nous permettent de rester en contact et de récupérer des informations. En tant qu'ingénieurs ayant pour objectif de déployer un réseau Internet des objets (IoT) composé de nombreux dispositifs, nous voyons cela sous un angle complètement différent. Nous voyons des pertes de signal, des retards des informations essentielles et de nombreuses sources possibles d'interférences. Cela n'est pas acceptable, car les réseaux IoT connectent non seulement des interrupteurs et des dispositifs pour maison intelligente, mais aussi des systèmes critiques contrôlés par des gouvernements, des municipalités et des industries. Cependant, l'utilisation d'un petit analyseur lors du déploiement peut contribuer à éviter des incidents dus à des pertes de signal.

Figure 1 : Le SNYPER-LTEM Graphyte peut mesurer la force du signal provenant de stations de base utilisant des réseaux classiques 2G/3G et LTE, ainsi que les signaux dans les bandes Cat M et LTE Cat NB-IoT. (Source de l'image : Siretta)

Les technologies qui peuvent être utilisées pour connecter des dispositifs IoT à Internet sont certes nombreuses, notamment, Wi-Fi et Bluetooth, mais voici quatre raisons qui vous convaincront d'utiliser le réseau cellulaire :

1. Coût : les opérateurs cellulaires ont investi massivement dans leurs réseaux et la concurrence entre opérateurs a rendu le service cellulaire très rentable.
2. Disponibilité : le réseau cellulaire couvre maintenant plus de 90 % de la population mondiale, et les opérateurs américains revendiquent une couverture LTE supérieure à 99 %.
3. Portée : les réseaux cellulaires offrent une portée supérieure à de nombreuses autres technologies IoT, comme le Wi-Fi et le Bluetooth.
4. Bandes sous licence : le fonctionnement dans des bandes du spectre sous licence permet de réduire les interférences.

Pour vous assurer d'avoir un réseau cellulaire robuste et des signaux forts là où vous prévoyez d'installer un système IoT, vous devez mesurer les niveaux de force du signal cellulaire. La gamme d'analyseurs de signaux SNYPER de Siretta permet de réaliser ces mesures en toute simplicité. Ces instruments portables vous permettent de détecter et de mesurer rapidement les signaux provenant de stations de base utilisant des réseaux 2G/GSM, 3G/UMTS et 4G/LTE, et désormais ceux provenant de réseaux Cat M et NB-IoT (IoT à bande étroite). Vous pouvez alors utiliser ces informations pour déterminer quels opérateurs de réseau répondront au mieux à vos besoins et où placer les antennes pour des performances optimales.

Pour les connexions IoT sur des réseaux cellulaires classiques, le SNYPER-LTE Graphyte couvre les bandes 4G/LTE et 3G/UMTS. Cependant, pour les bandes spécifiques à l'IoT, le SNYPER-LTEM Graphyte couvre les bandes 4G/LTE Cat M, LTE Cat NB-IoT et 2G/GSM (Figure 1).

L'IoT fluidifie le trafic

Le système de contrôle de la circulation illustré ci-dessous est un bon exemple d'utilisation du réseau cellulaire pour contrôler un dispositif du monde réel. Un modem cellulaire connecté à la boîte de commande d'un feu tricolore communique avec un serveur qui est programmé pour la gestion du contrôle de la circulation. Via cette connexion, le serveur peut définir la régulation du feu tricolore en fonction de l'heure, ce qui améliore les conditions de circulation.

Le feu tricolore peut également communiquer avec le serveur. Par exemple, si le feu tricolore est doté de fonctionnalités de surveillance de la circulation, il peut renvoyer au serveur des informations sur les conditions de circulation en temps réel. Cela permet au système d'effectuer des ajustements de régulation du feu et des feux adjacents pour rendre la circulation plus fluide. Cela permet également au feu tricolore de signaler tout problème détecté par le système, pour que des équipes de maintenance puissent se rendre sur place plus rapidement afin de résoudre le problème et d'éviter les embouteillages (Figure 2).

Figure 2 : Pour connecter de manière fiable des dispositifs et des systèmes à Internet via un réseau cellulaire, vous devez vous assurer que les signaux sont puissants. (Source de l'image : Siretta)

La force du signal est essentielle

Si le réseau cellulaire est presque omniprésent, les problèmes qui l'accompagnent le sont aussi : les coupures d'appel nous le rappellent au quotidien. Cependant, il vous suffit d'aller juste un peu plus loin pour obtenir à nouveau un signal convenable. Malheureusement, notre feu tricolore ne peut pas en faire de même. Lorsque vous installez un système comme celui-ci, vous devez donc vous assurer que la force du signal est largement suffisante pour lui permettre de communiquer de manière fiable. Des signaux intermittents et de faibles niveaux de signal entraînent des performances système médiocres, des temps de réponse lents et des problèmes de fiabilité. Certains modems cellulaires peuvent indiquer la force du signal, mais envoient des rapports uniquement sur la connexion qui est disponible pour eux. Ces informations ne sont vraiment pas suffisantes pour décider du fournisseur à utiliser ou de l'endroit où placer une antenne.

L'analyseur de force de signal cellulaire SNYPER de Siretta peut le faire pour vous. Ces instruments portables sont indépendants du réseau, ce qui signifie que vous pouvez mesurer et analyser la force des signaux de tous les réseaux disponibles à un endroit donné. En outre, le SNYPER peut le faire sans que vous ayez besoin d'acheter une carte SIM pour chaque réseau. La Figure 3 montre comment vous pouvez utiliser un SNYPER pour effectuer une analyse cellulaire sur site.

Figure 3 : Le SNYPER de Siretta peut mesurer la force des signaux provenant de plusieurs stations de base différentes et vous aider à décider rapidement du meilleur réseau pour votre application. (Source de l'image : Digi-Key Electronics)

Le SNYPER peut mesurer la force des signaux provenant de toutes les stations de base dans la zone et fournir un résumé, notamment la force de signal relative et le nombre de cellules disponibles. Ces informations vous permettent de prendre très rapidement une décision quant au meilleur réseau à utiliser pour votre application dans cette zone, et de déterminer les options à votre disposition quant aux réseaux de secours secondaires.

Certains modèles offrent une fonctionnalité de stockage de masse USB, ce qui vous permet d'enregistrer jusqu'à 50 analyses de réseau complètes directement sur l'unité. Cette fonctionnalité est un précieux outil pour les ingénieurs de maintenance et les installateurs de système, car elle améliore grandement la productivité en leur permettant de rester sur le terrain toute la journée, en allant d'un site à l'autre et en effectuant plusieurs analyses.

Le SNYPER de Siretta peut également vous aider à positionner les antennes pour une force de signal maximum. Cela peut impliquer le déplacement de l'antenne à un endroit plus éloigné du modem cellulaire ou son positionnement plus en hauteur sur un mur ou un poteau.

Dans certains cas, vous pouvez utiliser une antenne directionnelle, comme une antenne Yagi, pour améliorer la force du signal. Pour utiliser une antenne Yagi, vous devez évidemment savoir dans quelle direction l'orienter. En utilisant un SNYPER avec une antenne directionnelle, vous pouvez non seulement mesurer la force du signal, mais aussi localiser les stations de base dans la zone. Grâce à ces informations, vous pouvez alors orienter l'antenne Yagi dans la bonne direction.

Conclusion

Pour de nombreux ingénieurs qui ne sont pas forcément des experts RF, la mesure de la force du signal peut s'apparenter à de la magie noire. Le SNYPER de Siretta démystifie le processus, vous permettant ainsi de mesurer rapidement et avec précision la force d'un signal 2G, 3G ou 4G, de choisir le réseau cellulaire adapté à votre application et de positionner correctement les antennes. Vous pourrez alors déployer une installation IoT fiable pour laquelle les automobilistes vous seront reconnaissants.