Qu’est-ce que le protocole LoRa ?
Dans cet article, nous allons découvrir le protocole LoRa (Long Range), souvent méconnu. Nous verrons son fonctionnement ainsi que les raisons pour lesquelles ce protocole peut s’avérer intéressant dans de nombreux cas d’usage.
Comment fonctionne le protocole LoRa ?
Le protocole LoRa repose sur une communication radio à très basse consommation énergétique. Contrairement aux réseaux classiques comme le Wi-Fi ou la 4G, il est conçu pour transmettre de petites quantités de données sur de très longues distances.
Le protocole LoRa utilise une bande de fréquence relativement basse. En Europe, il fonctionne généralement autour de 868 MHz.
D’un point de vue physique, les ondes radio à plus basse fréquence ont une meilleure capacité de propagation et une meilleure pénétration des obstacles (murs, bâtiments, végétation). Cela contribue à améliorer la couverture du signal dans différents environnements.
Elle repose surtout sur une technique de modulation appelée Chirp Spread Spectrum, ou CSS. Cette technique transmet les informations à l’aide de signaux dont la fréquence augmente ou diminue progressivement. Ces signaux sont appelés des chirps.
Grâce à cette modulation et à la forte sensibilité des récepteurs, un appareil LoRa peut détecter des signaux très faibles, même lorsque ceux-ci sont perturbés par du bruit ou par d’autres communications radio.
La technologie LoRa offre ainsi un compromis entre, la portée, le débit, la consommation énergétique et la fiabilité de la transmission.
Plus la communication est configurée pour privilégier la portée et la sensibilité, plus le débit devient faible et plus le message reste longtemps transmis sur les ondes. À l’inverse, une transmission plus rapide offre généralement une portée moins importante.
Cette combinaison permet à des équipements LoRa de communiquer sur plusieurs kilomètres, selon l’environnement, les antennes utilisées, les obstacles et les paramètres radio. Les appareils peuvent ainsi fonctionner pendant une longue période avec une batterie, puisqu’ils restent généralement en veille et ne se réveillent que lorsqu’ils doivent envoyer ou recevoir une information.
LoRa permet donc de connecter des objets situés dans des zones rurales, industrielles ou difficiles d’accès, sans avoir besoin de déployer une infrastructure réseau aussi lourde qu’un réseau mobile.
Dans quels domaines LoRa peut-il être utilisé ?
Dans l’agriculture, des capteurs peuvent mesurer l’humidité du sol, la température ou le niveau d’une réserve d’eau et transmise à une passerelle via le Protocol LoRa.
Dans l’industrie, LoRa peut servir de Protocol de communication pour surveiller l’état d’une machine, détecter une anomalie ou suivre un équipement.
Dans un bâtiment, cette technologie peut être utilisée pour relever une température, détecter une ouverture ou surveiller une consommation énergétique.
Elle peut également servir à créer des systèmes de messagerie longue portée capables de fonctionner sans réseau mobile ni connexion Internet.
Des projets comme Meshtastic, Meshcore utilisent par exemple des appareils LoRa pour permettre l’échange de courts messages entre plusieurs utilisateurs.
Quels sont les avantages de LoRa ?
Le principal avantage de LoRa est sa capacité à transmettre de petites quantités de données sur de longues distances avec une faible consommation énergétique.
Cette technologie offre également plusieurs autres avantages :
- elle peut fonctionner sans connexion Internet
- elle permet une communication directe entre plusieurs appareils
- elle peut couvrir des zones rurales ou difficiles d’accès (Zone Blanche)
- les modules LoRa sont généralement compacts et abordable
- elle nécessite peu d’infrastructure pour une liaison simple.
LoRa peut ainsi être utilisé dans des endroits où le Wi-Fi est absent ou dans lesquels une connexion mobile serait trop coûteuse ou trop énergivore.
Quelles sont les limites de LoRa ?
LoRa possède également plusieurs limites.
Son faible débit ne permet pas de transmettre de grandes quantités de données. Plus la portée et la fiabilité sont privilégiées, plus la transmission devient lente.
Les communications peuvent également être perturbées par :
- des obstacles importants
- une antenne mal adaptée
- d’autres appareils utilisant la même fréquence
- un trop grand nombre de transmissions simultanées
- une mauvaise configuration des paramètres radio.
Les fréquences utilisées par LoRa sont par ailleurs partagées avec d’autres équipements. Il est donc nécessaire de respecter la réglementation applicable, notamment les limites concernant la puissance et la durée des émissions.
LoRa ne doit pas être considéré comme un remplacement du Wi-Fi ou de la 4G. Ces technologies répondent simplement à des besoins différents.
Le Wi-Fi privilégie le débit sur une distance relativement courte, tandis que LoRa privilégie la portée et l’autonomie pour transmettre de petites quantités d’informations.
Pour conclure
LoRa est une technologie qui peut avoir de nombreuses applications. Je vous invite d’ailleurs à la tester chez vous : pour quelques dizaines d’euros, il est possible de commencer à expérimenter et à créer ses propres projets.
Il faut toutefois retenir que LoRa n’a pas vocation à remplacer les réseaux mobiles. Cette technologie constitue plutôt une solution complémentaire, particulièrement utile pour transmettre de petites quantités de données sur de longues distances, notamment dans les zones mal couvertes ou en cas de saturation ou de défaillance des réseaux traditionnels.
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