Dans le domaine en constante évolution de la communication sans fil, la technologie Sub-1GHz est devenue un acteur important, offrant un ensemble unique de caractéristiques qui la rendent adaptée à une variété d' applications IoT .

Cet article vise à faire la lumière sur ce qu'est la connectivité sans fil Sub-1GHz, ses points forts, ses applications cibles et les modules Sub 1G supérieurs disponibles sur le marché aujourd'hui.

Qu'est-ce que le sous-1 GHz ?

Sub-1 GHz fait référence aux technologies de communication radiofréquence (RF) qui fonctionnent en dessous de la bande spectrale de 1 GHz, généralement dans la gamme de fréquences 769 – 935 MHz, 315 M Hz et 468 M Hz .

Contrairement aux communications sans fil WiFi et Bluetooth, qui utilisent toutes deux la même bande de 2,4 GHz partout dans le monde, les bandes de fréquences réellement utilisées pour les réseaux Sub -GHz sont différentes selon les régions de fréquence du monde. L'Amérique du Nord et l'Australie utilisent 915 MHz comme fréquence centrale tandis que l'Europe utilise 868 MHz . Le spectre sous licence de 433 MHz est largement utilisé gratuitement dans le monde entier.

Figure 1 Bande ISM inférieure à 1 GHz gratuite dans le monde (Source TI.com)

Par rapport à la bande 2,4 GHz, cette bande spectrale inférieure à 1 GHz est plus particulièrement remarquable pour les applications RF IoT que ses technologies concurrentes WiFi et Bluetooth.

Pourquoi les RF inférieures à 1 GHz sont- elles préférées à 2,4 ?GHz RF pour les applications IoT ?

Les radios inférieures à 1 GHz offrent plusieurs avantages par rapport aux normes sans fil 2,4 GHz pour les applications Internet des objets.

Figure 2 Pourquoi inférieur à 1 GHz (Source rfstariot.com)

• Portée plus longue : la fréquence radio inférieure utilisée par Sub-1GHz permet aux signaux de voyager plus loin et de pénétrer les obstacles plus efficacement par rapport à leurs homologues à fréquence plus élevée. Le signal inférieur à 1 GHz peut facilement atteindre plusieurs centaines de mètres en intérieur et, selon les conditions, plusieurs kilomètres en extérieur ; tandis que la portée maximale de l'émetteur sans fil WiFi ou Bluetooth 2,4 GHz peut aller jusqu'à 200 mètres à l'intérieur et 400 mètres à l'extérieur. Cela le rend idéal pour les applications nécessitant une connectivité sans fil longue portée, même dans des environnements difficiles.

• Consommation d'énergie inférieure : les modules inférieurs à 1 GHz dotés d'une pile bouton consomment généralement moins d'énergie que les alternatives à fréquence plus élevée, ce qui les rend bien adaptés aux appareils alimentés par batterie ou aux applications où la consommation d'énergie est cruciale, par exemple. Appareils de capteurs IoT.

• Moins d'interférences : le spectre 2,4 GHz est encombré et soumis à des interférences importantes provenant des appareils Wi-Fi, des nœuds Bluetooth, des périphériques PC, etc. Cependant, les signaux inférieurs à 1 GHz pénètrent plus efficacement dans le béton, les murs et les objets en raison de leurs bandes ISM de fréquence plus basse et du nombre réduit d'applications existantes. Ainsi, vous pouvez bénéficier d’une connectivité sans fil robuste et fiable dans les environnements difficiles. Cette qualité rend la RF inférieure à 1 GHz largement appliquée dans la domotique, l'agriculture intelligente, le contrôle des bâtiments et industriels et d'autres domaines comportant des obstacles denses.

Top 5 des applications IoT RF sans fil Sub 1G

Les points forts des fréquences inférieures à 1 GHz mentionnés ci-dessus rendent les solutions inférieures à 1 GHz très attrayantes pour les utilisateurs finaux qui recherchent des connexions sans fil fiables, à portée étendue, avec une longue durée de vie de la batterie. Voici les 5 principales applications IoT RF sans fil sub-1 GHz comme suit :

Figure 3 : Top 5 des applications IoT RF sans fil Sub 1G (Source rfstariot.com)

1. Compteurs intelligents et réseaux intelligents : La fréquence inférieure à 1 GHz permet une communication sans fil fiable et rentable entre les sociétés de services publics et les compteurs intelligents, facilitant ainsi la surveillance et la gestion à distance de l'efficacité énergétique.
2. Contrôle industriel : Grâce à sa portée de transmission étendue et à ses fortes capacités de pénétration, le Sub-1 GHz est bien adapté aux réseaux de capteurs sans fil dans les systèmes d'automatisation industrielle, offrant une communication transparente entre les grands ateliers et les usines de fabrication.
3. Domotique : doté d'une longue durée de vie de la batterie allant jusqu'à 10 ans, le module Sub-1GHz est utilisé dans les systèmes domotiques pour connecter divers appareils intelligents, tels que des serrures intelligentes, des thermostats et des systèmes de sécurité, permettant un contrôle et une surveillance centralisés.
4. Agriculture intelligente : la technologie inférieure à 1 GHz est largement utilisée dans l'agriculture de précision, facilitant le déploiement de réseaux de capteurs sans fil pour surveiller divers paramètres environnementaux dans des zones étendues. Ces paramètres incluent l'humidité du sol, la température, l'activité des traces, comme le mouvement des animaux, la croissance des cultures et d'autres valeurs.
5. Villes intelligentes : les capacités à longue portée de la RF inférieure à 1 GHz la rendent adaptée à la couverture efficace de vastes zones urbaines, par exemple le contrôle de l'éclairage, le contrôle aérien, les systèmes de gestion du stationnement et d'autres applications de villes intelligentes.

Modules Sub-1G hautes performances disponibles

La bande de fréquences inférieure à 1 GHz a gagné en popularité pour les applications IoT en raison de sa longue portée et de sa forte pénétration. RF-star, l'un des principaux fabricants mondiaux de modules sans fil, a développé des modules inférieurs à 1 GHz et de telles applications IoT basées sur les SoC Texas Instruments CC1310, CC1312R, CC1352R, CC1352R7, CC1352P et CC1352P7.

Le module CC1310 nommé RF-SM-1077B1 peut couvrir des fréquences populaires telles que 868 MHz, 915 MHz et 920 MHz, tandis que RF-SM-1077B2 prend en charge les émetteurs-récepteurs et récepteurs 433 MHz et 450 MHz.

Les versions TI Sub-1GHz plus avancées sont les modules CC1312R en raison de leurs riches ressources en RAM et flash, ainsi que du protocole Wi-SUN. Les modules RF-SM-1277B1 et RF-SM-1277B2 ont des échantillons prêts.

Le module CC1352P RF-TI1352P1, le module CC1352P7 RF-TI1352P2 et le module CC1352R RF-TI1352B1 prennent en charge plusieurs protocoles, par exemple. Zigbee , Bluetooth 5.1 Low Energy, Thread, Wi-SUN , etc. Ils sont appelés modules sans fil multibandes Sub-1GHz et 2,4 GHz dotés de différentes antennes.

Ces modules Sub-1G comportent généralement des émetteurs-récepteurs et récepteurs RF de faible puissance , ce qui les rend adaptés aux communications sans fil haute sensibilité et longue portée.

Conclusions

La connectivité sans fil inférieure à 1 GHz est une technologie robuste et polyvalente offrant une longue portée, une forte pénétration et une faible consommation d'énergie. Ses applications couvrent divers domaines, notamment les compteurs intelligents, le contrôle industriel, la domotique, ainsi que l'agriculture et les villes intelligentes. Avec de nombreux modules Sub-1GHz populaires disponibles sur le marché, les développeurs et les entreprises peuvent tirer parti de cette technologie pour créer des solutions IoT sans fil innovantes et fiables pour répondre à une variété de besoins. Alors que les communications sans fil évoluent rapidement, les fréquences inférieures à 1 GHz sont sur le point de jouer un rôle de plus en plus vital dans l'Internet des objets (IoT) et d'autres applications sans fil.