Transmission des données GPS
Nous présentons dans cet article les différents réseaux sans-fil via lesquels un traceur GPS peut transmettre sa position.
GSM
Le GSM a marqué une rupture technologique. Avant lui, les réseaux mobiles étaient souvent analogiques et incompatibles d'un pays à l'autre. Le GSM a introduit une norme numérique unifiée, permettant non seulement la mobilité internationale : le fameux roaming (itinérance en français), mais aussi une meilleure qualité des communications et une sécurité accrue grâce au chiffrement.
Le roaming désigne la possibilité de conserver une connexion GSM en dehors du réseau de son opérateur d'origine, c’est-à-dire lorsqu’on est dans une autre zone géographique (généralement à l’étranger).
Depuis sa création cette technologie n'a cessé de progresser en terme de débit de données transmises.
GPRS (2G)
Avec la popularisation d'Internet, le besoin de transmettre des données via le réseau mobile est devenu évident. C'est là qu'interviennent le GPRS (General Packet Radio Service), puis l'EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution).
Le GPRS est une norme qui utilise le transfert de paquets de données, ce qui facilite non seulement les communications multimédias et la connectivité sur les réseaux cellulaires, mais également le transfert bidirectionnel de données avec des réseaux externes comme Internet. Son débit de données est de 40 kbit/sec. Le GPRS a permis aux opérateurs de réseaux cellulaires de fournir un accès Internet. Pour ce faire, GPRS s'appuie sur plusieurs protocoles, notamment les protocoles IP (Internet Protocol), WAP (Wireless Application Protocol), Point à Point et Point à Multipoint qui prennent en charge les appels de groupe.
Le réseau 2G avec la connexion à internet a naturellement ouvert la voie à de nouvelles applications telles que le suivi à distance de véhicule et d’objet C’est la naissance du traceur GPS capable de transmettre une position via le réseau GSM à des applications web. Constitué d’un boîtier électronique, il détermine sa position grâce à son GPS et ensuite la transmet à internet via le réseau 2G grâce à son modem intégré. Un serveur informatique lui-même connecté à internet récupère et traite l’information afin de la présenter à l’utilisateur final, typiquement sous la forme d’un point affiché sur une carte.
Alors que la technologie GPRS (2G) reste encore utilisée pour certaines applications à faible bande passante telle que la géolocalisation de véhicules, son arrêt est programmé dans de nombreux pays. En France, les opérateurs télécom prévoient de fermer leur réseau 2G fin 2026.
Voir notre article sur l’extinction des réseaux GSM 2G et 3G
UMTS (3G)
Le véritable saut vers l'Internet mobile est arrivé avec l'UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), ou 3G, au début des années 2000. L'UMTS a apporté des débits beaucoup plus élevés. Le traceur a également profité de cette évolution permettant entre autres de mettre à jour à distance le firmware (programme interne de fonctionnement). Appelé FOTA pour Firmware Over-the-air est une technologie qui fournit et installe, sans fil, les mises à jour du firmware sur les appareils tels que les traceurs GPS. Le firmware est le logiciel qui fonctionne au niveau le plus bas d’un traceur GPS : il contrôle les fonctions les plus élémentaires et sert de base aux autres micro-logiciels en interagissant directement avec le matériel comme le récepteur GPS, le modem GSM qui s’exécutent sur l’appareil. Les firmwares étant essentiels au fonctionnement des traceurs GPS, ils doivent être stables et comporter le moins d’erreurs possible. Il est donc essentiel de déployer et d’installer régulièrement et de manière fiable les mises à jour des firmwares. L’arrêt de la 3G est programmé dans de nombreux pays. En France, les opérateurs télécom prévoient de fermer leur réseau 3G fin 2028.
Voir notre article sur l’extinction des réseaux GSM 2G et 3G
LTE (4G)
Le LTE (Long Term Evolution), communément appelé 4G, a marqué une nouvelle ère pour la connectivité mobile. Lancé dans les années 2010, le LTE a abandonné la structure du réseau GSM traditionnel pour une architecture entièrement basée sur IP (Internet Protocol). Cela a permis des débits rapides, une latence faible et une capacité réseau supérieure.
Les traceurs GPS transmettent très peu de données. L’augmentation du débit n’apporte pas vraiment de plus value dans le cadre qui nous occupe. Toutefois l’antenne GSM de dimension plus faible est désormais directement intégrée à l’intérieur du boîtier ce qui facilite l’installation du traceur et le rend plus discret. Plus besoin d’antenne externe déportée.
Nous conseillons un traceur GPS qui dispose d’une connectivité 4G. Pour un usage en Europe il utilise les bandes de fréquence : B3, B7, B8, B20 et B28.
LTE Cat M
Le LTE Cat M est une extension technologie de réseau cellulaire 4G spécialement conçue pour les objets connectés (IoT). Elle offre une transmission efficace des données, même à bas débit, tout en consommant moins d’énergie. Cette spécificité en fait une solution intéressante pour les traceurs GPS, qui nécessitent une communication régulière mais légère avec les serveurs de gestion.
Contrairement à la 2G ou à certaines fréquences 4G traditionnelles, le LTE-M a une excellente capacité de pénétration à travers les bâtiments, les parkings souterrains ou les zones rurales. Cela signifie que le suivi d’un véhicule reste actif et précis, même dans des zones de couverture plus difficiles.
Les réseaux 2G et 3G sont progressivement arrêtés dans de nombreux pays. Investir dans un traceur GPS compatible LTE Cat M, c’est anticiper cette évolution et s’assurer d’une solution durable, compatible avec les infrastructures télécom actuelles et futures (notamment la 5G, qui cohabitera avec le LTE-M dans les années à venir).
Carte SIM
Pour se connecter au réseau, le modem GSM nécessite une carte SIM (Subscriber Identity Module). Il s’agit d’une carte à puce insérée dans le traceur GPS, sur laquelle sont stockées les informations concernant la connexion GSM de l'abonné.
Afin de garantir une bonne continuité de service, il est recommandé de disposer d’une SIM qui fonctionne dans le monde entier. Un véhicule, typiquement un camion est amené à voyager dans plusieurs pays il est donc nécessaire de disposer d’une interopérabilité entre les différents réseaux GSM.
De plus, pour un même pays la SIM doit être capable d’utiliser plusieurs opérateurs, elle est dans ce cas qualifiée de multi-opérateurs.
Par exemple, en France elle devra se connecter au réseau des opérateurs Orange, SFR et Bouygues Telecom. Une SIM multi-opérateurs est conçue pour basculer automatiquement et se connecter au réseau le plus puissant (en terme de signal) et le plus disponible parmi tous les opérateurs partenaires.
Là où un opérateur unique pourrait avoir une zone sans couverture dite zone blanche, la SIM multi-opérateurs est capable de trouver un réseau alternatif, assurant ainsi une connectivité quasi continue du traceur.
Un traceur GPS est par définition mobile, en se déplaçant, il traverse différentes zones de couverture. La SIM multi-opérateurs garantit que le dispositif reste connecté même s'il passe d'une zone bien couverte par un opérateur A à une zone mieux couverte par un opérateur B.
Si un réseau spécifique rencontre une panne (maintenance, problème technique), la SIM bascule sur un autre réseau fonctionnel, évitant ainsi des interruptions de suivi.
Pour des applications critiques telles que la logistique et le suivi de flotte, une interruption de service peut avoir des conséquences importantes. La SIM multi-opérateurs minimise ce risque.
LPWAN
Afin d'être exaustif nous allons évoquer les réseaux dit LPWAN pour Low Power Wide Area Network. Ce type de réseau est adapté à l'internet des objets ou Internet Of Things en anglais (IOT) car il est peu gourmant en énergie, il est possible de transmettre de petites quantités de données sur de longues distances. Un LPWAN ne vise pas à remplacer les réseaux cellulaires classiques comme la 4G (ou la 5G), mais à répondre à des besoins très différents : ceux des objets qui envoient occasionnellement des données simples comme la géolocalisation ponctuelle. Le but n'étant pas ici d'avoir un rendu détaillé des déplacements comme le fait un traceur GPS autome qui transmet sa position via le réseau GSM. Les réseau LPWAN les plus connus sont Sigfox et Lora. Nota : ce type de réseau ne nécessite pas de carte SIM. Cependant pour utiliser le réseau il est nécessaire de souscrire un abonnement auprés de l'opérateur.
Bluetooth
Le réseau Bluetooth consomme très peu d'énergie mais dispose d'une faible portée (maximum 100 mètres). Il est parfois utilisé dans la géolocalisation d'objets, il prend la forme d'un petit boîtier appelé parfois "tag". Cet accessoire qui ne comporte pas de GPS ni de SIM, fonctionne en utilisant en relais les téléphones portables existants. Le tag émet en continu un signal Bluetooth chiffré. Quand un smartphone équipé de l'application ad hoc passe à proximité, il capte le signal et envoie la position du tag via internet jusqu'à l'utilisateur final.
Cette technologie ne permet pas un suivi en continu, la position peut être décalée de plusieurs minutes notamment dans les zones peu peuplées. Si aucun smartphone ne passe à proximité le tag reste invisible.
Conclusion
Pour un suivi fiable et en temps réel, le traceur GPS avec carte SIM capable de se connecter au réseau GSM 4G reste le plus efficace et le plus pérenne.
par RDELECTRONIQUE – Spécialiste de la géolocalisation de véhicules.