Innover avec les objets connectés
L’innovation est plus que jamais partout : au travail, à la maison, à l’école, dans nos rues, nos usines… Les révolutions numériques transforment chaque jour nos environnements pour les rendre plus intelligents, plus connectés, plus autonomes et plus mobiles et ce sont autant de challenges technologiques à relever pour les grands acteurs du numérique où le groupe Orange occupe une place de choix dans les grandes transformations en cours.
Avec 269 millions de clients dans 29 pays, le Groupe Orange décline ses actions (outre la téléphonie mobile et l’accès Internet) autour de différents domaines : les services de communication (RCS, VoIP, messagerie instantanée), la sécurité, les services cloud, l’internet des objets, l’univers Orange (expérience multi-écran et multi-accès) et l’intelligence des réseaux.
En terme d’innovation Orange Labs Research est organisé en 9 domaines de Recherche : la Société numérique, les Pays émergents numériques, les Entreprises numériques, la Vie personnelle numérique, la confiance et la sécurité, la connaissance et les données, les infrastructures logicielles, la connectivité ambiante, l’internet des objets. Les centres de recherche et innovation sont répartis dans 12 pays, au plus près des écosystèmes locaux… Les activités de recherche, de conception et de développement sont notamment situées en France, Chine, Pologne, Egypte et Inde…
Peu après le début des années 2000, Orange s’est très fortement intéressé aux objets connectés. La première vague de transition se fait donc ressentir avec l’apparition de nouveaux besoins de la part des industriels et opérateurs confrontés à des systèmes devenus inadaptés aux flux massifs de données.
Un peu d’histoire pour commencer…
Le site Orange Labs d’inovallée Meylan est immergé comme les autres dans un environnement spécifique qui lui permet de saisir et d’anticiper les ruptures technologiques et l’évolution des usages partout dans le monde, de favoriser les partenariats et d’accélérer la capacité d’innovation du Groupe et ce depuis 40 ans !
En effet, c’est en 1977 que s’installe sur la technopole naissante une antenne du centre national d’études des télécommunications (CNET), véritable centre de recherche sur les technologies de la micro-informatique, qui sera renommé par la suite centre Norbert Ségard en hommage au physicien et homme politique, avant de prendre le nom d’Orange Labs en 2007. L’édifice avant-gardiste à l’architecture alvéolée représente, vu du ciel, une molécule de Silicium.
Orange Labs Meylan est une figure historique de la technopole qui a grandement participé aux premiers succès de « la ZIRST » (rebaptisée inovallée en 2005), en lui donnant d’emblée une reconnaissance nationale. Plus de 500 ingénieurs y travaillent sur les thématiques de l’IoT (Internet des Objets pour le Home et les Entreprises), du Device Management, des call center du futur, de la e-santé, de la User Expérience…etc, pour la partie recherche et delivery, mais aussi des équipes de production développent les solutions SI pour les besoins business des livraisons de services sur les chaines mobile, fibre, fixe et IMS. L’ensemble de ces personnes profitent d’un environnement technologique exceptionnel pour maintenir leur avance.
Responsable d’une équipe d’environ 25 personnes sur la connectivité des réseaux pour l’internet des objets depuis 2008, Pierre Madillo* travaille sur le domaine de l’IoT pour les villes et les entreprises chez Orange Labs Services. Il évoque cette richesse culturelle et générationnelle : « Il y a un très bon maillage entre l’ancienne génération et la nouvelle qui se traduit par une complémentarité au niveau technique… certains ingénieurs ont démarré dans les années 80-90 avec la microélectronique (transistor…) ». « Une particularité de notre équipe est aussi le mixage international (thésards, post doc, alternants) avec une ouverture sur le monde et des visions croisées en termes de process, de règlementation et d’usages. »
Orange Labs inovallée Meylan : centre névralgique du protocole LoRaWAN™
C’est donc pour répondre à ces nouveaux enjeux que le protocole de communication LoRaWAN™ (Long Range) est apparu, permettant ainsi une communication longue portée, dédiée aux communications M2M (Machine to Machine) et développée par la startup grenobloise Cycleo (aujourd’hui Groupe Semtech). Le succès de cette communication repose entre autres sur une bonne immunité aux interférences, une réception très fine, une ultra basse consommation et surtout une longue portée. Ce nouveau protocole de communication est en passe de devenir un « standard de fait » porté par une alliance très active et dont l’un des centres névralgique est là, tout près, au sein du site inovallien Orange Labs Meylan !
Désormais, LoRa est déployé un peu partout dans le monde pour opérer les applications industrielles, les villes connectées (smart cities) et l’IoT plus globalement. A partir de réseaux à faible bande passante (entre 0,3 et 50 Kbit/s), LoRa peut donc connecter compteurs intelligents, capteurs de température, de localisation et autres appareils communicants et s’alimenter sur batterie à longue durée de vie (plusieurs années).
Pour accompagner les projets IoT de ses clients entreprises, Orange a commencé à déployer un réseau LoRaWAN™ en complément de ses réseaux cellulaires dès 2016. En France, Orange déploie son réseau là où c’est important pour ses clients entreprises avec l’ambition de couvrir l’ensemble du territoire d’ici fin 2017. L’extension à l’international est également lancée avec une couverture ciblée dans des villes ou sur des sites industriels, dans le cadre d’expérimentations pilotes pour des clients entreprises.
En terme d’ingénierie de déploiement des antennes pour gérer les communications qui entrent et qui sortent, l’opérateur est particulièrement vigilant à prendre en compte toutes les problématiques de réseau et des interférences radio pour améliorer la qualité de service et offrir une connectivité qualitative à l’intérieur des bâtiments et dans les sous-sols. En rejoignant l’Alliance LoRa en 2016, Orange contribue à l’objectif commun de mettre en œuvre un réseau global, interopérable, permettant le succès du protocole LoRaWAN (Low Power Wide Area Network) à l’échelle mondiale grâce à la mise en place d’un roaming entre opérateurs. Destinée à fédérer les initiatives sur les protocoles de communication longue-distance pour objets connectés, l’Alliance LoRa a réuni en quelques années plus de 500 membres dont Schneider Electric, Sagemcom, Cisco, ST, HP, Adeunis, Itron, et des opérateurs mobiles KPN, Swisscom, SKT (Corée du Sud), Tata (Inde), Softbank (Japon), etc.
Les ingénieurs de Meylan étudient aussi les autres technologies plus proches des réseaux mobiles pour l’IoT : LTE-M
5G : permettre une connectivité « sans limite »
A l’heure de la multiplication des objets connectés, de nouveaux usages et besoins émergent : d’abord, le besoin de transmettre de courts messages, sans consommer beaucoup d’énergie. Les technologies LoRa et LTE-M répondent à ce besoin. Au-delà, des objets plus complexes (véhicules autonomes, robots, drones, etc…) vont devoir communiquer avec un besoin de fiabilité et de réactivité impossible à atteindre avec les technologies actuelles : c’est une des promesses de la 5G.
La 5G, annoncée pour les années 2020, entend regrouper et intégrer un ensemble d’avancées techniques permettant aux réseaux mobiles de transporter plus de données, plus vite, avec une plus grande fiabilité. La 5G opèrera sur un réseau hertzien intelligent, capable de « s’auto-optimiser », ainsi que progressivement de nouvelles bandes de fréquences 5G comprise entre 10 Ghz et 60 Ghz pour compléter, dans les zones dense, la couverture fournie par les bandes « classiques » (700 MHz et 3,5 GHz)
Cette évolution s’explique notamment par l’attente importante du grand public à des fonctionnalités mobiles avancées. A cela s’ajoute une demande croissante pour des services de vidéo en streaming de qualité HD, qui mettent les réseaux 4G à rude épreuve. On estime d’ailleurs qu’il peut y avoir entre 2,5 et 5 millions de vidéos Youtube vues toutes les minutes dans le monde. Le flux de trafic a littéralement doublé entre 2015 et 2016. Même chose pour les services de ville intelligente, d’e-santé et d’agriculture connectée. La 5G permettra des volumes de trafic beaucoup plus importants et des coûts en baisse, elle permettra l’interopérabilité, la compétition et l’harmonisation. La prochaine génération de réseaux élargira les possibilités de services et répondra à de nouveaux challenges dans 5 ans (pour ainsi dire demain, à l’échelle des avancées technologiques). Enfin, d’autres modèles de réseaux pourraient voir le jour comme par exemple le D2D (device to device). Les objets communiqueront alors entre eux et avec le réseau, ce sera sans doute le cas des véhicules dotés d’intelligence et pourquoi pas complètement autonomes.
« Les Coréens du sud sont déjà très en avance sur le sujet car pour eux il y a des enjeux de vitrine très forts, notamment à l’approche des prochains JO d’hiver en 2018. Néanmoins, la standardisation est encore en cours et les premiers vrais services 5G sont attendus à l’horizon 2020 », explique Pierre Madillo.
*En bref : Pierre Madillo s’est investi dans de nombreux domaines chez Orange, depuis l’exploitation des réseaux à l’international, la supervision des réseaux en France, puis il a travaillé sur l’adsl et la TV sur Ip. Son parcours l’a aussi amené à travailler dans le domaine du SI d’Orange – applications de Business Intelligence au sein du groupe. Son intérêt pour l’innovation et la R&D le mène aujourd’hui à occuper des fonctions de management dans le domaine de l’IoT M2M (Machine to Machine) chez Orange Labs Meylan.
