Pourquoi SOLT utilise-t-il la technologie FSK plutôt que LoRa, ZigBee, Wi-Fi ou BLE ?

Des questions comme « Pourquoi pas LoRa ? », « Pourquoi pas Wi-Fi ? » ou « ZigBee n'est-il pas meilleur ? » reviennent régulièrement. C'est compréhensible : ces technologies sont largement utilisées, souvent discutées et fréquemment perçues comme des solutions universelles.

Nos appareils utilisent des modules radio compatibles avec plusieurs normes. Cependant, le choix de la modulation FSK a été délibéré : non pas que les autres technologies soient mauvaises, mais parce que la FSK est la plus adaptée à notre application .

FSK n’est pas « meilleur que les autres ». Il est meilleur dans des conditions spécifiques et pour une application spécifique .

Chaque technologie a son propre rôle

L'adoption généralisée des technologies LoRa, ZigBee, BLE et Wi-Fi peut donner l'impression que toutes les autres solutions sont obsolètes ou inefficaces. D'un point de vue technique, ce n'est pas le cas. Ces technologies ne sont pas en concurrence directe. Chacune est optimisée pour son propre cas d'utilisation.

• LoRa — pour les longues distances et les messages très rares

• Wi-Fi — pour des débits de données élevés et une connectivité constante

• BLE et ZigBee — pour les réseaux avec coordination et échange de données entre les nœuds

Dans les systèmes d'appel du personnel, les priorités sont différentes : transmission rapide d'un signal court, comportement prévisible et maintenance minimale.

Consommation d'énergie et durée de vie

Toutes les technologies sans fil modernes prétendent être économes en énergie et capables de fonctionner « pendant un an avec une seule batterie ». Pour les capteurs domestiques, cela est souvent suffisant.

Dans les systèmes commerciaux, l'échelle est différente. Un seul site peut utiliser des dizaines, voire des centaines d'appareils. Le remplacement régulier des batteries devient rapidement une charge de service importante. Nous avons besoin d'intervalles de maintenance longs : 4, 5 ans ou plus .

À titre de comparaison, voici l'énergie nécessaire pour envoyer le même court message (10 octets) à 9600 bits/s :

• FSK — 23,1 µAh

• LoRa — 92,6 µAh

• BLE — 34,7 µAh

• Wi-Fi — 347,2 µAh

La technologie FSK est ici l'option la plus efficace : environ quatre fois plus efficace que LoRa et plus de quinze fois plus efficace que le Wi-Fi.

Autonomie réelle de la batterie : calculs et exercices pratiques

Il est également important d'aborder la question de l'autonomie réelle de la batterie. Nous nous basons non seulement sur des calculs, mais aussi sur des tests pratiques. Lors d'une expérience en conditions réelles avec un simple bouton SB5 alimenté par une pile CR2032, l'appareil a émis un signal de manière répétée jusqu'à épuisement complet de la pile. Nous avons ainsi enregistré 25 100 pressions sur le bouton avant que l'appareil ne cesse de fonctionner.

En veille, l'appareil consomme seulement quelques fractions de microampère. Sur une année, cela représente moins de 1 mAh, soit moins que l'autodécharge naturelle de la batterie. Ainsi, en conditions réelles d'utilisation, l'appareil vieillit non pas à cause de ses composants électroniques, mais simplement avec le temps. En pratique, la télécommande peut être utilisée pendant de nombreuses années sans remplacement de pile, même en cas d'utilisation régulière.

Ce résultat est obtenu non pas par des compromis, mais grâce à des transmissions courtes, un profil de courant prévisible et l'absence de surcharge réseau — propriétés clés de la modulation FSK.

Architecture de portée et de réseau

LoRa offre une très longue portée, mais dans les bandes sans licence, son cycle d'utilisation est strictement limité. Cela impose de longues pauses entre les transmissions. De plus, la bande de fréquences disponible est étroite et soumise à des contraintes réglementaires.

Le Wi-Fi et le BLE ont une portée relativement courte et nécessitent généralement des réseaux maillés, ce qui accroît la complexité du déploiement et de la maintenance.

ZigBee est une technologie éprouvée et fiable, mais son architecture réseau nécessite des coordinateurs et des routeurs qui doivent être constamment alimentés et gérés.

Dans notre implémentation, la modulation FSK fonctionne en mode point à point . L'émetteur envoie le signal directement aux récepteurs, sans intermédiaires ni logique réseau. La portée typique atteint 200 mètres en visibilité directe et environ 100 mètres à l'intérieur des bâtiments. Cela est largement suffisant pour les restaurants, les hôpitaux et les sites industriels.

Lorsque la couverture doit être étendue, on utilise des répéteurs. Ce sont des dispositifs passifs qui ne nécessitent ni configuration ni maintenance régulière.

Bande passante étroite et résistance aux interférences

La modulation FSK utilise une bande de fréquences étroite, ce qui réduit le risque d'interférences et améliore la stabilité de la liaison :

• FSK — 12,5 kHz

• LoRa — 125–500 kHz

• ZigBee — environ 2 MHz

• BLE — environ 2 MHz

• Wi-Fi — 20–80 MHz

Un signal à bande étroite traverse plus efficacement les murs et les structures métalliques, car l'énergie est moins dispersée sur le spectre. Dans les bâtiments denses et les environnements radio saturés, c'est un point crucial.

En clair, c'est la différence entre essayer de crier dans une pièce bruyante et délivrer un message clair et précis directement au destinataire prévu.

La bande de fréquence 433 MHz

Aujourd'hui, la bande 433 MHz est moins encombrée que beaucoup d'autres. Autrefois, elle était largement utilisée par les alarmes de voiture et les appareils grand public, mais la plupart des fabricants se sont progressivement tournés vers d'autres fréquences et technologies.

Moins d'appareils dans la bande signifie moins d'interférences et un fonctionnement plus prévisible.

Cette bande de fréquences est libre de droits et la puissance de l'émetteur est conforme à la réglementation en vigueur.

Honnêteté concernant les compromis

Dans de nombreuses applications, la modulation FSK est inférieure aux protocoles modernes en termes de débit de données, de portée, de fonctionnalités réseau et de volume de données.

Dans les systèmes d'appel du personnel, ces avantages ne sont pas nécessaires. Ce qui compte ici, c'est la fiabilité, la prévisibilité, la faible latence et des années de fonctionnement sans maintenance.

C’est pourquoi FSK n’est pas un choix universel, mais un outil précisément sélectionné pour notre tâche.