LoRa

LoRa utilise des bandes de fréquences radio inférieures à 1 GHz dépendantes de la région du monde : EU433 ( LPD433 ) ou EU868 (863–870/873 MHz) en Europe, AU915/AS923-1 (915–928 MHz) en Amérique du Sud, US915 (902–928 MHz) en Amérique du Nord, IN865 (865–867 MHz) en Inde et AS923 (915–928 MHz) en Asie^[5].

LoRa permet des transmissions longue portée avec une faible consommation d'énergie^[3]. Cette technologie couvre la couche physique, tandis que d'autres technologies et protocoles tels que LoRaWAN couvrent les couches supérieures du modèle OSI. Elle peut atteindre des débits de données compris entre 0,3 kbit/s et 27 kbit/s, en fonction du facteur d'étalement^[6].

Les dispositifs LoRa possèdent des capacités de géolocalisation permettant la trilatération de la position des appareils grâce à l'horodatages fourni par les passerelles. Cette caractéristique, combinée à la longue portée et à la faible consommation d'énergie, généralement complétée par le protocole réseau LoRaWAN, la rend adaptée à un large éventail d'applications de l'Internet des objets (IoT) où les ressources sont dispersées et où l'autonomie des batteries est cruciale^[7].

LoRa utilise une modulation à étalement de spectre propriétaire, similaire et dérivée de la modulation à spectre étalé par modulation de fréquence (CSS, chirp spread spectrum). Chaque symbole est représenté par un chirp cyclique décalé sur la bande passante centrée sur la fréquence de base. Le facteur d'étalement (SF) est un nombre entier sélectionnable de 5 à 12^[11] ; il représente le nombre de bits transmis par symbole et détermine également la durée de diffusion de l'information dans le temps^[12].

Il y a un nombre ${\displaystyle M=2^{\mathrm {SF} }}$ de différentes fréquences initiales de chirp décalé sur la bande passante autour de la fréquence centrale^[13]. Le débit de symboles est déterminé par ${\displaystyle R_{s}=B/M}$. LoRa permet de régler le compromis entre débit de données et sensibilité, en supposant une bande passante fixe ${\displaystyle B}$ en sélectionnant le facteur d'étalement (SF), c'est-à-dire le niveau d'étalement utilisé. Un SF plus faible correspond à un débit de données plus élevé mais à une sensibilité moindre, tandis qu'un SF plus élevé implique une meilleure sensibilité mais un débit de données plus faible^[14]. Comparé à un SF plus faible, l'envoi de la même quantité de données avec un SF plus élevé nécessite un temps de transmission plus long, appelé temps d'émission. Un temps d'émission plus long implique que le modem transmet plus longtemps et consomme donc plus d'énergie.

Les modems LoRa classiques prennent en charge des puissances d'émission jusqu'à +22 dBm^[11] cependant, la réglementation du pays concerné peut limiter la puissance d'émission autorisée. Une puissance d'émission plus élevée se traduit par une puissance de signal plus élevée au niveau du récepteur et donc par un bilan de liaison plus important, mais au prix d'une consommation d'énergie accrue. Des études de mesure des performances de LoRa existent concernant la consommation d'énergie, les distances de communication et l'efficacité d'accès au support^[15]. Selon le portail de développement LoRa, la portée de LoRa peut atteindre 5 km en zone urbaine, et jusqu'à 15 km ou plus dans les zones rurales (à vol d'oiseau)^[16].

De plus, LoRa utilise un code correcteur d'erreurs sans retour pour améliorer sa résistance aux interférences. La portée élevée de LoRa est caractérisée par un bilan de liaison sans fil élevé, de l'ordre de 155 à 170 dB^[17]. Les répéteurs LoRa sont appelés LoRaX (range extender).

L'Alliance LoRa est une association ouverte à but non lucratif dont la mission déclarée est de soutenir et de promouvoir l'adoption mondiale de la norme LoRaWAN pour les déploiements IoT à grande échelle, ainsi que pour les déploiements dans des endroits reculés ou difficiles d'accès.

Les membres collaborent au sein d'un écosystème de fabricants d'appareils, d'intégrateurs de systèmes et d'opérateurs de réseaux, assurant l'interopérabilité nécessaire au déploiement mondial de l'Internet des objets (IoT), grâce à des réseaux publics, privés, hybrides et communautaires. L'Alliance se concentre principalement sur l'agriculture de précision, les bâtiments, les villes intelligentes, l'industrie, la logistique et les services publics.

Parmi les principaux membres contributeurs de l'Alliance LoRa figurent Actility, Amazon Web Services, Cisco, Everynet, Helium, Kerlink, MachineQ, Microsoft, MikroTik, Minol Zenner, Netze BW, Semtech, Senet, STMicroelectronics, TEKTELIC et The Things Industries^[20]. En 2018, l'Alliance LoRa comptait plus de 100 opérateurs de réseaux LoRaWAN dans plus de 100 pays ; en 2023, on en dénombrait près de 200, assurant une couverture dans la quasi-totalité des pays du monde^[21].

Le 1er octobre 2024, Cisco a annoncé son « retrait du marché LoRaWAN » sans migration prévue pour ses passerelles LoRaWAN^[22].

• DASH7 – une alternative ouverte populaire à LoRa
• IEEE 802.11ah – norme non propriétaire à faible consommation et longue portée
• CC430 – un microcontrôleur et émetteur-récepteur RF
• IoT à bande étroite
• SCHC – compression d'en-tête de contexte statique