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Le conflit entre 4G et 868Mhz/ZWAVE/ENOCEAN

Des nuages inattendus s'amoncellent sur la bande 868Mhz qui était jusqu'à présent une zone radio-électrique relativement "propre" et peu usitée au regard de son équivalent en 433Mhz.

En effet, un énorme Troll, le réseau mobile  4G dit LTE (Long Term Evolution) qui succède au réseau 3G/H+,  peut entrainer des perturbations sur la bande des 868Mhz utilisée notamment par la domotique, les alarmes sociales et d'intrusions. Il est anticipé que ce réseau 4G puisse même perturber la TNT.

Le réseau 4G n'utilise pas stricto sensu la bande réservée SRD 868Mhz (Short Range Devices). Mais c'est sa trop grande proximité en fréquence avec le 868Mhz,  avec des puissances considérables,  qui risque de poser problème. Ce dernier a été évalué par simulation (simulateur 4G) et sujet à scénarios catastrophes. Il est cependant possible aujourd'hui de faire mieux que des simulations.

L'article Will LTE kill Home Automation? plante le décor et donne un bon résumé des interrogations posées.

Pour faire une analogie, cette situation est semblable à l'usage d'un vieux Tuner FM des années 80 utilisé aujourd'hui dans une grande ville : Celui-ci n'a pas été conçu à l'époque pour discriminer des stations radio si proches les unes des autres comme c'est le cas aujourd'hui.

Le problème posé par la 4G est surtout un conflit de génération d'équipements, sachant qu'il arrive tout de même trop brutalement pour respecter une obsolescence naturelle des vieux équipements. Le virage est un peu serré, puisque même la TNT, dont on ne peut pas dire que cela soit une vieille technologie, soit impactée sur les produits les moins récents ! Ainsi, plus un équipement est de conception récente (et surtout utilise une "tête radio" up-to-date), plus le risque est faible. Pour information, la société ENOCEAN a annoncé être "4G READY" sur ses chipsets dès début 2013 (vraiment PRO ces Allemands !).

Le problème posé par la 4G est un challenge qui peut être résolu à 90% par des filtres très puissants. Un téléphone 4G a une puissance d'émission de 1000mW, un système 868Mhz a une puissance de quelques mW et il est illusoire pour ce dernier de "passer en force" sans ce puissant filtrage. Mais la coexistence par miniaturisation monoboard 4G/SRD868 restera difficile.

Le réseau 4G utilise plusieurs bandes radio, et la bande des 800Mhz est l'une d'entre elles (800, 1800, 2600 Mhz, etc...) . C'est la plus intéressante pour les opérateurs car  la plus basse en fréquence et donc celle qui porte le plus loin à puissance égale (donc moins de relais hertziens à installer). Nul doute qu'elle sera utilisée à son maximum. En France, la sous-bande 4G/800Mhz critique pour le 868Mhz (càd la plus proche),  a été allouée à Orange. A noter qu'un opérateur peut faire du Roaming et faire profiter de son réseau à d'autres opérateurs... A noter que vous ne maitrisez pas l'opérateur d'un intrus qui s'aventure chez vous ou simplement de vos amis et voisins...

Si vous habitez près d'un relais 4G, les perturbations seront moindres pour vous. En effet, celles-ci ne vont pas provenir de ce relais (relais et terminaux n'èmettent pas sur la même fréquence), mais des terminaux qui s'y connectent. Or dans la mesure où ce relais est proche, les terminaux èmettront avec une puissance moindre, et donc les perturbations seront moindres.

Aujourd'hui le réseau 4G est en phase de déploiement et il est désormais possible de mener des expérimentations réelles et pragmatiques sur le sujet.

La vidéo ci-dessous montre une telle expérimentation montée dans nos labos pour les besoins d'un "test de résistance 4G" sur nos produits ZiBASE PRO+ et Lite+. Avec un vrai réseau 4G/800Mhz et un vrai smartphone 4G (LUMIA925 et Nexus5 donnent les mêmes résultats)

A noter que si un test de son installation 868Mhz est accessible à tous, la vérification que les transferts s'effectuent bien ce jour là en 4G/800Mhz "tangent au 868Mhz" l'est moins pour le Quidam.

Le résultat de nos tests est très rassurant, autant sur le protocole ENOCEAN (lequel avait annoncé à juste titre l'immunité de son chipset), que le ZWAVE (comme pour ENOCEAN, nos produits utilisent également le  chipset le plus récent Serie 500).

En revanche, nous sommes beaucoup plus circonspects pour certains systèmes/chipsets 868Mhz dont la conception remonte à plusieurs années. Nous avons en effet constaté des perturbations avec le terminal "brouilleur" à plus de 10 mètres... Symptôme : Désensibilisation du récepteur victime.

Songez que des dizaines sinon centaines de milliers de systèmes 868Mhz de toutes natures sont en service,  lesquels étaient présentés comme plus "sécurisés" que leurs équivalents en 433Mhz.

Ce 433Mhz, tellement snobé par le 868Mhz, doit aujourd'hui bien ricaner.


Personnellement, pas convaincu par la vidéo, je me pose la question du rayonnement du smartphone qui est très proche de la mesure.

Le cerveau c'est pas aussi une centrale domotique ?

Je suis pas étonné.

Je bosse pas mal avec ce genre de chip à très bas coûts, qui arrivent sur plusieurs fréquences (En France: 433, 868 et 2.4Ghz , les bandes ISM).

Les normes qui ont déjà eu à gérer le conflit avec , par exemple , le 2.4GHz, utilisent le frequency hoping (Bluetooth, Zigbee/802.15.4,NRF24L01).
Certaines normes étant définies pour plusieurs fréquences (802.15.4 par exemple) marchent aussi en 868 et 915Mhz utilisent aussi le FHSS.
Dans certains cas (Hoperf RFM12/RFM22/..., Ciesco SFR) disposent de plusieurs modes, dont le FHSS , mais qui en général a un impact négatif sur la consommation et la bande passante, donc ce mode est pas forcèment utilisé. Les chips récents style zwave/enocean, plus récent (et nettement plus chers.... avec tout un système de consortium comme le zigbee) utilisent aussi le FHSS.

Reste surtout les chip "de base" , type télécommande de porte de garage (ou alarmes, même récentes), ... où il y a juste un signal modulé en amplitude (ou au mieux en phase) sur une porteuse.
Là, par contre, effectivement, les problèmes vont èmerger....