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Choisir un module radio communicant

PIERRICK ARLOT redaction@industrie-technologies.com

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Intégrer un module radio clé en main s'avère un bon moyen d'ajouter une connectivité sans fil à un équipement, quel qu'il soit. Encore faut-il sélectionner la bonne technologie radio. Pour se différencier, les fournisseurs mettent aussi en avant des fonctionnalités supplémentaires, liées aux logiciels associés à leurs produits et des services de support à l'intégration et à la certification.

Compteurs électriques intelligents, automobiles connectées, livres électroniques, terminaux de paiement, appareils de suivi médical à domicile, distributeurs de denrées diverses et variées... La liste des objets aptes à communiquer sans fil n'en finit pas de s'allonger. Avec la généralisation des services de communication de machine à machine (MtoM), la tendance n'est pas près de s'inverser. Elle ouvre un boulevard aux fournisseurs de modules radio communicants. Ces mini-cartes électroniques porteuses des fonctions de connectivité sans fil sont intégrables tel quel par les fabricants d'équipements. Seule limite de ce marché : « l'équipementier peut concevoir lui-même le sous-système radio, éventuellement avec un bureau d'études », explique Pascal Champaney, directeur des études avancées chez Adeunis RF, spécialiste français des modules et modems RF. « Tout est question de volume. On estime qu'au-dessous de 100 000 pièces par an, l'achat de modules communicants sur étagère se justifie pleinement. » Encore faut-il opter pour la technologie radio adéquate. De fait, l'émission hebdomadaire de quelques octets de données n'impose pas les mêmes contraintes sur un lien radio que le transfert d'un flux d'images pour la télévision haute définition. Alors comment choisir entre modules cellulaires 2G, 3G voire 4G, modules Wi-Fi ou Bluetooth, modules compatibles IEEE 802.15.4 (une norme au coeur des standards ZigBee ou Wirelesshart) et modules exploitant les bandes ISM (Industriel, scientifique et médical) ?

Bien exprimer les besoins

« Choisir une technologie radio impose de bien exprimer ses besoins, souligne Yannick Delibie, directeur technique de Kerlink, spécialiste des solutions MtoM sur les marchés du comptage intelligent et du transport de personnes et de marchandises. Il faut prendre en compte l'environnement réseau au sein duquel va s'insérer l'équipement et les besoins en termes de portée des transmissions, de débit, de temps de réponse et de temps de réveil. Critique pour les produits fonctionnant sur pile, la consommation électrique est un autre paramètre important. » Les technologies Wi-Fi et cellulaires restent les plus gourmandes en énergie. Si l'équipement doit fonctionner dans un environnement interopérable, la compatibilité avec un standard compte également. Le coût, enfin, n'est primordial que sur les technologies où règne une compétition acharnée. Cette situation prévaut surtout sur le marché du cellulaire, qui cristallise encore la majorité des ventes de modules radio communicants. Un marché marqué par une relative consolidation des acteurs (Sierra Wireless s'est offert Wavecom, Gemalto a mis la main sur Cinterion, Novatel Wireless a repris Enfora), une montée en puissance des fournisseurs asiatiques et une chute des prix.

Rien d'étonnant donc à ce que les spécialistes des modules cherchent à se distinguer et à élargir leurs gammes. « L'idée est d'offrir le choix entre des équipements qui se bornent à transmettre les données, des modules radio capables en sus d'exécuter les applications de l'utilisateur, et des versions adaptées à des contraintes sévères comme celles rencontrées dans l'automobile », indique Olivier Pauzet, directeur en charge de la stratégie marketing et marchés pour l'activité MtoM embedded solutions de Sierra Wireless. Réduire les dimensions peut aussi s'avérer une stratégie payante. Ainsi le modèle Airprime WS6318 de Sierra Wireless offre-t-il l'essentiel de la connectivité sans fil MtoM sur une surface de seulement 15 x 18 mm. De quoi intégrer une connexion GSM au sein de produits auxquels les concepteurs les plus futés n'avaient peut-être pas pensé jusqu'ici...

Les fournisseurs de modules cellulaires qui tiennent le haut du pavé, Sierra Wireless et Cinterion en tête, proposent aussi un ensemble de logiciels, d'outils de développement d'applications et de services associés. « Chacun veut monter dans la chaîne de valeur et proposer une solution de bout-en-bout », décrypte Stefan Gonnet, directeur marketing et R&D de la société eDevice, un fournisseur de solutions MtoM présent sur les marchés de la télésanté et du smart grid. « L'ambition est d'aller au-delà de la simple fourniture de modules radio cellulaires », souligne Benoît Jouffrey, vice-président Services à valeur ajoutée chez Cinterion. « Cela peut aller de l'adaptation de cartes Sim MtoM à la gestion à distance des applications, en passant par l'audit, la surveillance et les mises à jour logicielles des équipements. » À charge donc pour le concepteur du produit final de choisir la solution la mieux adaptée à ses besoins, en fonction des compétences de ses propres équipes. « Cette décision est stratégique, ajoute Olivier Pauzet. Tout recréer en interne n'apporte souvent aucune valeur ajoutée aux équipementiers. Ils ont tout intérêt à se focaliser sur l'application et non pas sur les couches logicielles intermédiaires. »

Pour certains fournisseurs de modules cellulaires, Telit en tête, la tentation est forte de se diversifier avec des modèles adaptés aux bandes de fréquence ISM. Et de se frotter à des spécialistes présents depuis longtemps sur le créneau comme Adeunis RF, Laird ou Radiocrafts.

Ne pas oublier la certification !

« Les ventes de ce type de modules vont exploser avec le développement du smart grid et des applications résidentielles », estime Philippe Frémond, vice-président des ventes Europe de l'Ouest d'Avnet Memec, distributeur de composants électroniques qui dispose depuis 2008 d'une offre étoffée de modules radio communicants. Reste que dans les gammes de fréquences ISM situées sous le gigahertz, il n'existe pas - pour l'heure - de standards radios fortement typés comme Bluetooth ou Wi-Fi. La personnalisation est donc souvent de règle. « L'écoute du client est à cet égard primordiale. Il faut savoir adapter l'offre aux besoins. En particulier lorsque le module doit embarquer une partie de l'application », note Pascal Champaney. Vérifier l'existence d'un support technique digne de ce nom et la capacité du fournisseur (ou du distributeur) à proposer une aide à l'intégration est donc de mise. En effet, l'implantation concrète peut poser quelques difficultés, notamment au niveau de l'alimentation et des règles de compatibilité électromagnétique. « Nous recherchons effectivement ce support à l'intégration », confirme Yannick Delibie, de Kerlink. « Et il est important qu'elle se double d'une aide à la certification. » Car la mise sur le marché de tout produit de radiocommunication entre dans le cadre du marquage CE à travers la directive R&TTE 1999/5/CE. Réalisés par des laboratoires accrédités, les tests de certification peuvent alourdir le budget d'environ 2 000 euros par jour. L'équipementier a donc intérêt à s'appuyer sur un fournisseur garantissant un module « précertifié » pour accélérer le processus !

CROISSANCE

Un marché qui progressede 25 % par an en moyenne.

QUATRE FAMILLES

1. POUR BANDES ISM ADEUNIS RF TWIMO-HP868 Ces modules radio transmettent des débits de quelques dizaines de Kbit/s maximum dans les bandes ISM 169, 433 et 868 MHz. 2. IEEE 802.15.4 DIGI X BEE PRO Opérant dans la bande ISM 2,4-2,5 GHz, ils supportent des protocoles propriétaires ou standards (comme ZigBee). 3. WI-FI ET BLUETOOTH LAIRD TECHNOLOGIES WLM100 Ils garantissent la compatibilité avec les infrastructures et équipements compatibles Wi-Fi ou Bluetooth existants. 4. LES MODULES CELLULAIRES CINTERION PH8/HSPA+ Ces modules radio permettent une communication avec les infrastructures de réseaux mobiles existantes 2G, 3G, 3G+ et bientôt 4G.

INTELLIGENCE

Doté d'une capacité de traitement embarqué, le module peut exécuter les protocoles de communication et tout ou partie de l'application, soulageant d'autant le processeur de l'équipement.

INTERFACES

L'interfaçage du module radio au reste de l'équipement doit être parfaitement défini, tant en termes de connectivité physique que de logiciels (protocoles, bibliothèques, etc.)

CERTIFICATION

La conformité aux réglementations en vigueur, notamment en termes de puissance émise et d'encombrement spectral, est cruciale. Il en va de l'obtention de la certification radio !

DIMENSIONS

c L'existence de modules aux formats identiques mais basés sur des technologies distinctes est un plus, surtout si l'équipement est décliné en versions opérant dans différents environnements radio.

PÉRENNITÉ

Si l'équipement doit être commercialisé plus de cinq ans, s'assurer que le module radio restera au catalogue du fournisseur pendant la même période est indispensable.

« Des compétences en certification radio sont un plus »

JOSEPH ROY RESPONSABLE DES ÉTUDES ÉLECTRONIQUES CHEZ BODET

« Spécialistes des systèmes d'horlogerie et de gestion du temps, nous souhaitions transmettre, à partir d'une horloge principale synchronisée sur l'émetteur de France Inter, des signaux et des données vers des horloges secondaires ou des carillons répartis dans un bâtiment. Pour remplir nos objectifs de portée, notamment dans des environnements industriels difficiles, nous avons opté pour des modules radio 868 MHz émetteurs, dotés d'une puissance de 500 mW. Côté réception, les modules se caractérisent par une faible consommation pour un fonctionnement sur simples piles. Le fournisseur devait s'adapter à nos besoins spécifiques, car la technique de transmission des signaux horaires, devenue depuis une norme Afnor, nous était propre. Cette capacité d'adaptation, ainsi que de fortes compétences en certification radio, nous ont poussé à retenir Adeunis RF. »

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