Alors que Wi-Fi , Bluetooth et autres technologies 2,4 GHz Si les communications à courte portée dominent aujourd'hui, une technologie sans fil fonctionnant dans des bandes de fréquences plus basses se taille sa propre place dans le vaste domaine de l'Internet des objets (IoT) grâce à ses avantages irremplaçables. Modules sans fil Sub-1 GHz (Sub-G en abrégé) , à l'instar d'une « autoroute de banlieue » sans obstacle, elles contrastent fortement avec l'« autoroute urbaine » congestionnée de la bande 2,4 GHz, devenant une colonne vertébrale pour la réalisation d'une connectivité IoT à grande échelle grâce à leurs caractéristiques exceptionnelles de longue portée et de faible consommation d'énergie.

• Comprendre les modules Sub-G

Les modules Sub-G, abréviation de modules Sub-1 GHz, sont des modules de radiofréquence sans fil qui fonctionnent dans les bandes de fréquences ISM sans licence inférieures à 1 GHz (telles que 169 MHz, 315 MHz, 433 MHz, 470 MHz, 868 MHz, 915 MHz, 920 MHz, etc.).

Leurs avantages techniques reposent sur des principes physiques fondamentaux : plus la fréquence est basse, plus les pertes de propagation de l’onde radio sont faibles et plus son pouvoir de diffraction est important. Ceci permet aux modules Sub-G d’atteindre aisément des distances de communication de l’ordre du kilomètre et de bénéficier d’une excellente capacité à traverser les murs et les obstacles, les rendant particulièrement adaptés aux déploiements dans des environnements complexes et aux applications IoT nécessitant une couverture étendue.

• Structures de topologie de réseau

Les modules Sub-G prennent en charge des architectures réseau flexibles pour s'adapter à des scénarios d'application en constante évolution.

Topologie en étoile : Tous les nœuds finaux communiquent directement avec une passerelle ou un concentrateur central. Sa structure simple et sa très faible consommation d'énergie en font le choix privilégié pour LoRaWAN et de nombreux protocoles propriétaires, parfaitement adaptés aux applications à grande échelle telles que le comptage intelligent et la surveillance environnementale.
Topologie point à point : Établit une liaison directe entre deux appareils. Simple et directe, avec une faible latence, elle est souvent utilisée pour la commande à distance et la transmission transparente de données.
Topologie du maillage : Chaque nœud peut servir de relais, formant automatiquement un réseau et acheminant les transmissions de données. Ceci permet d'étendre considérablement la couverture réseau, ce qui est particulièrement adapté aux zones où le déploiement de passerelles est difficile mais où une large couverture est nécessaire.

• Technologies et puces RF de base

La mise en œuvre des modules Sub-G repose sur leurs puces sous-jacentes et leurs protocoles de communication, principalement répartis dans les catégories suivantes :

LoRa (radio longue portée)
Il s'agit d'une des technologies les plus représentatives. Elle utilise la technologie d'étalement de spectre par modulation de fréquence (Chirp Spread Spectrum, CSS), permettant une communication à très longue portée avec une consommation d'énergie très faible et une sensibilité de réception extrêmement élevée, améliorant considérablement le bilan de liaison et la capacité anti-interférences.

Puces représentatives : Semtech SX1276 , SX1262 série.

Protocoles propriétaires (protocoles privés)
Les fabricants de puces fournissent des puces émettrices-réceptrices RF de base, à partir desquelles les développeurs peuvent personnaliser des protocoles privés. Cette approche offre un coût maîtrisable et une grande flexibilité.

Puces représentatives : celles de Texas Instruments (TI) CC1310 , CC1312R , CC1352R , CC1352P , CC1352P7 , CC1354P10 , la série Si446x de Silicon Labs.

RF-star fournit également le CC1310( RF-SM-1077B1 / RF-SM-1077B2 ), CC1312R( RF-SM-1277B1 / RF-SM-1277B2 ), CC1352R( RF-TI1352B1 ), CC1352P( RF-TI1352P1 ), CC1352P7( RF-TI1352P2 ) ,CC1354P10( RF-TI1354P1 )

Wi-SUN (Réseau sans fil intelligent et omniprésent)
Il s'agit d'un protocole standard ouvert basé sur la norme IEEE 802.15.4g, reconnu pour ses puissantes capacités d'auto-formation et d'auto-réparation des réseaux maillés, ainsi que pour sa grande évolutivité. Il est parfaitement adapté aux applications IoT exigeant une communication fréquente, à grande échelle et une haute fiabilité entre les appareils, telles que les infrastructures de comptage avancées (AMI) et la distribution intelligente d'énergie.

Puces représentatives : celles de TI CC1312R , CC1352R , CC1352P , CC1352P7 , CC1354P10 et d'autres puces de la même série, dotées d'une puissance d'émission de +20 dBm, constituent une base matérielle idéale pour la construction de réseaux Wi-SUN.

Voir RF-star' modules sans fil Sub-G liste : CC1312R( RF-SM-1277B1 / RF-SM-1277B2 ), CC1352R( RF-TI1352B1 ), CC1352P( RF-TI1352P1 ), CC1352P7( RF-TI1352P2 ), CC1354P10( RF-TI1354P1 )

Autres protocoles standard
Y compris Sigfox (technologie à bande ultra-étroite), M-Bus sans fil (norme européenne pour le comptage intelligent), Z-Wave (protocole de maison intelligente), etc., chacun jouant un rôle important dans des domaines d'application spécifiques.

• Caractéristiques principales des modules Sub-G

Distance de transmission ultra-longue : À puissance d'émission égale, sa portée de communication dépasse largement celle des technologies 2,4 GHz, couvrant facilement des distances de plusieurs kilomètres.

Capacité de pénétration et de diffraction puissante : Les signaux basse fréquence peuvent efficacement contourner ou pénétrer des obstacles tels que les bâtiments et la végétation, fonctionnant de manière stable dans des environnements complexes.

Consommation d'énergie ultra-faible : De nombreux protocoles sont optimisés pour la consommation d'énergie de la batterie, associés à des modes de veille profonde, permettant ainsi à la batterie de l'appareil de durer des années, voire plus d'une décennie.

Forte capacité anti-interférences : La bande Sub-G est loin d'être encombrée comme le Wi-Fi et le Bluetooth, et présente un faible niveau de bruit environnemental, ce qui rend les liaisons de communication très fiables.

Grande capacité réseau : S’appuyant sur différentes architectures réseau comme la topologie en étoile, une seule passerelle peut se connecter à des dizaines de milliers, voire des centaines de milliers de nœuds finaux, facilitant ainsi un déploiement à grande échelle.

Excellente interopérabilité (En particulier pour les protocoles standard comme Wi-SUN) : En respectant des normes ouvertes unifiées à l'échelle mondiale, les appareils de différents fabricants peuvent accéder de manière transparente au même réseau, ce qui élimine les barrières entre les écosystèmes.

• Scénarios d'application typiques

Villes intelligentes et services publics : Y compris la lecture à distance des compteurs intelligents d'eau/d'électricité/de gaz, le contrôle intelligent de l'éclairage public, le stationnement intelligent et la surveillance environnementale urbaine, représentant le domaine d'application le plus classique des modules Sub-G.
Agriculture intelligente et élevage : Permettant la surveillance de l'humidité des sols, la collecte de données météorologiques, le contrôle intelligent de l'irrigation et le suivi de la localisation du bétail.
Internet industriel des objets (IIoT) : Utilisé dans de vastes zones industrielles ou minières pour la surveillance de l'état des équipements, le suivi des actifs et la surveillance de la sécurité des pipelines.
Maison intelligente et sécurité : Offrant une couverture stable et étendue pour toute la maison, notamment pour les serrures connectées, les capteurs de porte/fenêtre et les détecteurs de fumée, avec une excellente pénétration du signal, le protocole Z-Wave est largement utilisé dans les maisons connectées à l'étranger.

• Solutions de modules RF-star Sub-G

RF-star Technology propose une gamme de modules Sub-G éprouvés et fiables. Leurs atouts en matière de conception et d'intégration matérielles permettent aux clients de simplifier considérablement le processus de développement de leurs produits.

Conceptions d'emballage riches
Les modules RF-star utilisent des boîtiers CMS à trous estampés standardisés de différentes tailles, ce qui les rend parfaitement adaptés à l'intégration dans diverses structures. Ce boîtier CMS intégré facilite la production à grande échelle grâce à des machines de placement automatisées, améliorant ainsi l'efficacité de la production et garantissant la constance du produit.

Options d'antenne flexibles
Pour répondre aux différents besoins de conception de produits, les modules Sub-G de RF-Star offrent diverses options de connexion d'antenne. Pour les appareils nécessitant des antennes intégrées, l'antenne PCB du module est pratique et économique. Pour les applications exigeant des performances RF optimales, le module est équipé d'une interface IPEX de génération standard, permettant une connexion aisée à des antennes externes rigides ou flexibles et offrant ainsi aux ingénieurs une flexibilité de conception maximale.

Fiabilité Plug-and-Play
Choisir les modules RF-Star Sub-G permet aux développeurs de s'affranchir des investissements importants en temps et en argent liés à la conception de circuits RF complexes. Certains modules intègrent également des protocoles de transmission transparents propriétaires. Ces étapes cruciales et chronophages sont réalisées côté module, garantissant ainsi une mise sur le marché rapide des produits finaux, avec une stabilité et une fiabilité de communication optimales.

Prise en charge d'interfaces riches
Les modules Sub-G de RF-Star offrent des ressources d'interface matérielle complètes pour une intégration système aisée, notamment UART, SPI, I2C et d'autres interfaces standard. Ces nombreuses interfaces répondent aux besoins de connexion de la plupart des nœuds IoT.

Plateforme compatible multi-protocoles
Certains modules Sub-G de RF-Star prennent en charge le fonctionnement simultané en double mode (2,4 GHz + Sub-G) et sont compatibles avec divers protocoles de communication, tels que Wi-SUN et des protocoles propriétaires. La même plateforme matérielle s'adapte aux exigences des différents marchés et applications, tout en offrant une grande flexibilité pour les futures mises à jour et l'ajout de nouvelles fonctionnalités.

• Résumé et perspectives

À l'heure actuelle, face à la diversification croissante des besoins en connectivité IoT, les modules Sub-G sont devenus indispensables aux applications IoT à grande échelle grâce à leurs nombreux avantages en termes de portée, de consommation d'énergie, de capacité de pénétration et de coût. Les solutions modulaires performantes et variées proposées par RF-Star continuent de faciliter la mise en œuvre des projets, de réduire considérablement les obstacles à la R&D et de repousser les limites de l'« Internet de tout ».