Modules M2M cellulaires : un marché à la croisée des

ANALYSE
M2M
La capacité des modules
M2M 4G à supporter
des débits descendants
d’environ 100 Mbit/s
est un gage
de performances pour
les applications d’infodivertissement,
la navigation avec
téléchargement
de données en continu,
la consultation
de manuels interactifs
en ligne, les services
géo-localisés, etc.
Modules M2M cellulaires : un marché
à la croisée des chemins
Baisse des coûts, consolidation du secteur, multiplication de l’offre en
produits 4G LTE, montée des vendeurs historiques dans la chaîne de valeur,
tentatives de standardisation sous la pression de l’open source, le marché
des modules M2M cellulaires évolue aujourd’hui face à la montée
de multiples tendances technologiques et économiques. Revue de détail.
C
ompteurs électriques communicants, automobiles
connectées, livres électroniques, terminaux de paiement,
appareils de suivi médical à domicile, distributeurs de denrées, systèmes industriels divers et variés…
La liste des équipements aptes à
transférer des données sans fil s’allonge de jour en jour. Et la tendance
n’est pas près de s’inverser avec la
généralisation des services de communication de machine à machine
(M2M) et l’émergence de concepts
comme le « smart grid », la « ville
intelligente » ou « l’Internet des
objets ». De fait, dix milliards d’équipements seraient déjà connectés par
voie radio au Web d’une manière ou
d’une autre (Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee, cellulaire, RFID…) et ce
18 / L’EMBARQUÉ / N°2
nombre, selon le cabinet d’analystes
ABI Research, pourrait être multiplié
par trois d’ici à 2020 ! Rien d’étonnant donc à voir se multiplier l’offre
en modules radio communicants,
intégrables tels quels par les fabricants… D’autant que, pour un équipementier, une telle option se justifie
pleinement s’il ne dispose en interne
d’aucune compétence RF et/ou s’il
ne compte pas produire plus de
100 000 pièces par an.
1,5 milliard de dollars en 2012
Dans la jungle de la connectivité
M2M sans fil, où les technologies
peuvent être historiques ou émergentes, propriétaires ou standardisées, d’usage généraliste ou spécifique, c’est bien évidemment le
marché des modules cellulaires,
compatibles avec les réseaux de
radiocommunication mobile
déployés un peu partout dans le
monde, qui apparaît aujourd’hui
comme le plus structuré. Selon Infonetics, le marché des modules M2M
2G, 3G et 4G s’est ainsi hissé à un
nouveau palier en 2012 en atteignant la valeur de 1,5 milliard de
dollars, en augmentation de 25 %
par rapport à 2011. Si les technologies 2G (GSM/GPRS compris) constituent encore la majorité des unités
M2M mobiles commercialisées, les
choses devraient, toutefois, rapidement évoluer. Selon le cabinet d’analystes, les modèles 3G représenteront, à eux seuls, 56 % du nombre
total de modules M2M cellulaires
vendus en 2017. Une année où le
M2M
marché pourrait atteindre la valeur
de près de 3 milliards de dollars, soit
deux fois plus qu’en 2012.
Cette forte progression est à rapprocher de la croissance soutenue du
nombre de connexions M2M cellulaires. Estimées à 107 millions en
2011 par IMS Research, celles-ci
devraient tripler en cinq ans pour
avoisiner les 326 millions en 2016,
boostées par certaines initiatives
gouvernementales (à l’instar du projet européen de sécurité routière
eCall), la multiplication de platesformes et d’outils destinés à accélérer
le développement des applications
embarquées M2M à interface de
communication cellulaire, et la diminution des coûts des composants et
services (connectivité comprise).
En termes de croissance, c’est toutefois la technologie LTE qui progresse
le plus rapidement, note Infonetics,
en raison notamment des initiatives
liées à la voiture connectée, du
déploiement massif des infrastructures LTE-TDD de China Mobile et
des efforts du gouvernement chinois
pour développer la « ville intelligente ». « Il faut tenir compte également du fait que certains opérateurs
nord-américains, comme AT&T, ont
décidé d’éteindre leurs réseaux 2G
d’ici à 2017 et qu’en conséquence,
ils déploient massivement des
infrastructures 4G », tient également
à rappeler Olivier Pauzet, directeur
en charge de la stratégie marketing
et marchés pour l’activité M2M
Embedded Solutions de Sierra Wireless. La société franco-canadienne,
qui estime détenir aujourd’hui un
tiers du marché M2M
cellulaire en valeur, a d’ailleurs adapté son offre en
conséquence.
L’offre en modules 4G LTE
s’étoffe inexorablement
Pour un
équipementier,
le choix
d’intégrer
un module radio
communicant
se justifie
pleinement
s’il ne dispose
en interne
d’aucune
compétence RF
et/ou s’il ne
compte pas
produire plus de
100 000 pièces
par an.
●
Deux ans après la mise sur le marché
de ses premiers modules 4G embarqués, Sierra Wireless a lancé début
2013 sa deuxième génération de
produits LTE AirPrime. Egalement
compatibles 2G et 3G, les modules
multi-opérateurs EM73xx sont
conformes au nouveau facteur de
forme PCI Express M.2
(42 x 30 x 2,3 mm). Les modèles
MC73xx sont, quant à eux, compatibles avec le format PCI Express
Mini Card (51 x 30 x 2,75 mm). Sierra
Wireless a par ailleurs commencé
l’échantillonnage de ses premiers
modules LTE AirPrime AR7, qualifiés
pour le marché automobile. Cette
famille se distingue par le choix
d’une architecture multicœur basée
ANALYSE
sur le circuit SoC Gobi 9x15 de
Qualcomm qui dispose notamment
d’un cœur ARM Cortex-A5 apte à
exécuter Linux et des applications
M2M. A ce titre, les modules LTE
AR7 embarquent également en standard un framework applicatif open
source, ainsi que la connectivité
vers des services informatiques en nuage sécurisés, censés faciliter
leur gestion à distance et leur maintenance opérationnelle
(grâce au middleware AirVantage de la société). Au sein
de la famille AR7, le module AirPrime AR7550 a été spécifiquement
développé pour le réseau 4G LTE de
Verizon Wireless qui couvre déjà
90 % de la population américaine.
Selon Sierra Wireless, la compatibilité LTE est de plus en plus demandée
par le secteur automobile pour deux
raisons principales. La première est
liée à la capacité des modules 4G à
supporter des débits descendants
d’environ 100 Mbit/s, un gage de
performances pour les applications
d’info-divertissement, la navigation
avec téléchargement de données en
continu, la consultation de manuels
interactifs en ligne, les services
géo-localisés, etc. Deuxième raison
invoquée : les cycles de développement longs qui caractérisent le marché automobile pousseraient les
équipementiers et les constructeurs
à opter pour des technologies
mobiles d’avenir… Un avis que ne
démentira pas Gemalto dont la filiale
Modules M2M cellulaires : une industrie en cours de consolidation
2008
Sierra Wireless
u-blox
Gemalto
Telit
2009
2010
2011
Acquisition
de Wavecom
(modules
et plate-forme M2M)
2012
2013
Acquisition
de l’activité M2M
de Sagemcom
(modules M2M)
Cession à NetGear
de l’activité modems
PC
Lancement
de m2mAIR
(services M2M
à valeur ajoutée)
Acquisition
de Crossbridge
Solutions
(services M2M)
Acquistion
de NeonSeven
et Geotate
(modules M2M)
Acquisition
de Cinterion
(modules M2M)
Acquisition
de SensorLogic
(plate-forme M2M)
Acquisitions
de l’actvité M2M
de Motorola (modules),
de Navman Wireless
(géolocalisation)
et de GlobalConect
(services de connectivité)
Selon Infonetics, le phénomène de consolidation que connaît le marché des modules M2M cellulaires, dominé par des sociétés comme Sierra Wireless
ou Cinterion/Gemalto, devrait se poursuivre au cours des 18 à 36 prochains mois.
L’EMBARQUÉ / N°2 /
19
ANALYSE
M2M
Cinterion, l’un des principaux
concurrents de Sierra Wireless sur le
marché des modules M2M cellulaires, s’est vantée en février 2013
d’équiper l’un des tout premiers systèmes d’info-divertissement LTE pour
véhicules « de série », en l’occurrence celui monté sur le tableau de
bord des modèles Audi A3 ! L’affaire,
quoi qu’il en soit, est alléchante.
Selon IMS Research, le nombre d’automobiles connectées commercialisées en 2017 pourrait dépasser les
40,5 millions d’unités… contre
5,4 millions seulement en 2010.
RF de Fujitsu optimisé pour la 4G, le
VZ20Q a été conçu spécifiquement
pour le réseau LTE de l’américain
Verizon Wireless. Ce n’est toutefois
que le premier d’une nouvelle
gamme de modules LTE baptisée
EZLinkLTE que Sequans dédie, entre
autres, aux applications M2M.
Pression sur les prix
Sierra
Wireless
a lancé début
2013 sa
deuxième
génération
de produits LTE
AirPrime.
Celle-ci se
décline selon
deux facteurs
de forme : le
nouveau format
PCI Express
M.2 (EM73xx)
et le format
traditionnel PCI
Express Mini
Card (MC73xx).
Le modèle
MC7355 est
le premier
certifié pour
le réseau 4G
de l’américain
Sprint.
●
Telit, u-blox et Sequans
aussi dans la course
Le LTE est aussi dans la ligne de mire
de Telit, le troisième larron au sein du
trio de tête des fabricants de modules
M2M. En février dernier, à l’occasion
du Mobile World Congress 2013,
la firme italienne a annoncé l’extension de son accord de longue date
avec Qualcomm Technologies,
extension qui s’est concrétisée illico
par le lancement d’un module LTE,
référencé LE910, basé sur le jeu
de circuits Gobi MDM9215 et présenté au format xE910. Un format
commun à une bonne partie de la
gamme de la firme transalpine
(28,2 x 28,2 x 2,2 mm). A noter que
Telit disposait depuis 2012 d’un premier modèle LTE (le LE920) qualifié
pour… l’automobile.
Le suisse u-blox, bien présent depuis
2009 sur le domaine des modules
M2M grâce aux rachats de l’italien
NeonSeven et du britannique Geotate, est aussi emporté par cette vague
4G. La société helvète a lancé en mai
deux modèles « LTE only ». Présentés
en boîtiers LGA et dédiés respectivement aux marchés nord-américain et européen, les produits référencés Toby-L100 et Toby-L110
affichent des dimensions de
24,8 x 35,6 x 2,8 mm. Ils intéresseront
plus particulièrement les fabricants
de tablettes, de routeurs mobiles et
de décodeurs TV, ainsi que les
concepteurs d’applications M2M sur
les marchés de la signalisation numérique, de la télésanté et de la sécurité.
Selon u-blox, le fait que les modules
de la gamme Toby-L1 supportent uniquement la technologie LTE (ils
intègrent à cet effet un jeu de circuits
ad hoc de l’israélien Altair Semiconductor et une pile de protocoles
développée en interne par le Suisse)
vise à réduire les coûts face aux
modules multimodes.
Dans le même ordre d’idée, signalons que le français Sequans s’apprête à lancer en juin la production
en volume d’un module LTE Cat. 4
(150 Mbit/s) de seulement
17 x 24 x 2 mm. Présenté en boîtier
QFN à montage en surface et intégrant le circuit SN3120 Mont-Blanc
du Français et un émetteur/récepteur
L’effort des fabricants européens de
modules M2M cellulaires à étoffer
rapidement leur offre respective avec
des modèles 4G haut de gamme peut
aussi s’expliquer par la pression
actuelle qui règne sur les prix. « Sur
ce critère, la concurrence a été particulièrement intense en 2012, assure
Dan Shey d’ABI Research. Certains
vendeurs chinois sont particulièrement agressifs sur le marché de la 2G
et les opérateurs incitent fortement à
la chute des prix afin d’augmenter le
nombre de connexions à leurs
réseaux cellulaires. » Parmi les fournisseurs chinois de modules M2M
cellulaires, on citera SIMCom, présent depuis longtemps sur le marché,
les équipementiers télécoms ZTE et
Huawei (Huawei a lancé en 2013
des modules LTE pour l’automobile),
ainsi que Quectel, un nouveau venu
particulièrement agressif. Toutefois,
note ABI Research, les fabricants
peuvent se prémunir de cette concurrence sur les prix, non seulement en
ciblant des secteurs verticaux particuliers en quête de produits 3G voire
4G (la télématique automobile par
exemple), mais aussi en offrant des
services additionnels autrement plus
rémunérateurs : expertise en intégration, services de connectivité, services de supervision et de mainte-
LE MARCHÉ DES PLATES-FORMES M2M EN NUAGE COMMENCE À SE STRUCTURER
Dans le domaine du M2M,
il existe un consensus général
sur la définition du service à offrir.
« Les différents intervenants
dans la chaîne de valeur se
doivent de mettre des données
métier à la disposition du système
d’information de l’utilisateur final,
que celui-ci soit un exploitant
de réseau de distribution d’énergie,
un gestionnaire de parcs
de machines ou un gestionnaire
de flottes de véhicules, explique
Yannick Delibie, directeur technique et stratégique de Kerlink,
fournisseur de solutions M2M
sur les marchés du comptage
d’énergie intelligent et du transport
n
20 / L’EMBARQUÉ / N°2
de personnes et de marchandises.
Pour mener à bien cette mission,
il est nécessaire de déployer
plusieurs plates-formes, plus ou
moins génériques, que l’on peut
classer en trois grandes catégories. »
n Dans la première catégorie,
on trouve les services applicatifs
qui récupèrent les données métier
non structurées et qui les placent
là où le système d’information
du client peut les exploiter (base
de données, systèmes de stockage, etc.). La deuxième catégorie
est constituée des plates-formes
d’interconnexion, de routage et
de transfert qui véhiculent les don-
nées entre, d’un côté, les capteurs,
dispositifs embarqués et autres
équipements M2M, et, de l’autre,
les plates-formes de la première
famille. Ces fonctions de data
forwarding sont en général fournies par les opérateurs mobiles
traditionnels ou des opérateurs
M2M spécifiques, comme Sigfox
par exemple. Enfin, dans la troisième catégorie, on retrouve les
plates-formes de device management qui se chargent de la supervision et du maintien opérationnel
des équipements M2M.
n L’Etsi s’intéresse de près aux
plates-formes M2M. « Un gros
effort de standardisation a été
entrepris par l’Etsi, et plus particulièrement par le groupe de travail
M2M, pour définir une architecture
commune de transfert des données entre les équipements
et les systèmes d’information,
avec prise en compte des platesformes de device management,
détaille Yannick Delibie. Dans
ce cadre, l’organisme de normalisation semble vouloir tendre
plutôt vers une solution à base
du protocole TR-069 plutôt que
vers une approche OMA DM,
un temps évoquée. L’Etsi compte
même à terme standardiser le
format de représentation des
données métier. »
M2M
ANALYSE
LA FONDATION ECLIPSE S’INTÉRESSE À TOUTE LA CHAÎNE DE DÉVELOPPEMENT
D’APPLICATIONS M2M EMBARQUÉES
En novembre 2011, la Fondation
Eclipse, sous l’impulsion de plusieurs sociétés dont Eurotech, IBM
et Sierra Wireless, a pris l’initiative
de créer un groupe de travail focalisé plus particulièrement sur les
applications M2M. L’idée était de
mettre en place un cadre ouvert de
collaboration qui puisse contribuer
à l’enrichissement d’un écosystème de briques de base open
source, permettant d’accélérer
l’élaboration de solutions M2M.
n Trois projets open source touchent
directement les développeurs d’apn
plications M2M embarquées.
Le projet Koneki, le plus ancien
et le plus avancé, se focalise sur
les outils qui permettent de développer, de simuler et de tester des
applications potentiellement écrites
en Lua. Langage open source
interprété comparable à Python ou
Ruby, Lua est facilement assimilable, simple à utiliser, et adapté
aux contraintes de l’embarqué, tout
en étant capable de manipuler de
grandes quantités de données.
n Le projet Paho prend en charge
depuis 2012 les aspects liés aux
nance opérationnelle des
équipements M2M, etc. C’est d’ailleurs l’option qu’a retenue Sierra
Wireless depuis un certain nombre
d’années et qui a permis à la société
franco-italienne de conserver son
leadership sur le marché M2M.
« La baisse des coûts n’a pas fait s’envoler le marché, note Olivier Pauzet.
Pour que le marché M2M décolle
vraiment, il faut donner aux clients
tous les outils pour que, d’une part,
les services soient faciles à déployer
et que, d’autre part, ces mêmes services génèrent rapidement des revenus qui justifient l’investissement. Or,
in fine, dans un service M2M, ce que
veulent les clients, c’est récupérer le
plus simplement possible les données
transmises par les équipements distants pour pouvoir les exploiter. Sierra
Wireless dispose justement de ce type
de solution de bout-en-bout. » De
fait, outre ses modules, la société propose, avec AirVantage, une plateforme cloud qui fournit deux éléments essentiels de la chaîne de
valeur du M2M : une application de
gestion à distance (AirVantage Management Service) qui se charge de la
configuration, de la supervision et du
maintien opérationnel des équipe-
protocoles de communication.
C’est IBM qui a apporté la première contribution significative à ce
projet avec MQTT. Simple, efficace
et économe en bande passante,
ce protocole de messagerie
permet aux objets et équipements
M2M de communiquer avec un
serveur centralisé.
n Le projet Mihini, le plus récent,
se focalise sur les frameworks
embarqués. Ces agents logiciels se positionnent en tant que
surcouches au-dessus de Linux
dans les passerelles M2M qui
ments M2M, tant au niveau matériel
que logiciel, et un service applicatif
(AirVantage Enterprise Platform) qui
récupère les données métier et les
fournit au système d’information du
client. Selon Sierra Wireless, cette
dernière plate-forme permet l’accès
aux données métier à travers des
standards récents d’API pour le cloud
comme les API RESTful ou les protocoles sécurisés OAuth 2.0.
Savoir récupérer les flux
massifs de données M2M
Cas typique
(et fortement
médiatisé) d’une
application
M2M, les
machines à café
professionnelles
Nespresso
sont gérées
et supervisées
à distance via
la plate-forme
en nuage
AirVantage de
Sierra Wireless.
●
Bien évidemment, d’autres fournisseurs de modules M2M cellulaires
poursuivent une stratégie similaire.
C’est tout particulièrement le cas de
Telit, qui propose depuis 2012 sa
plate-forme de services m2mAIR, et
de Gemalto qui, un an après l’acquisition de Cinterion, s’est offert fin
2011 SensorLogic… et sa plate-forme
de services applicatifs en nuage qui
a justement la capacité de récupérer
les flux massifs des données métier
émises par les modules M2M et de
les proposer aux systèmes d’information des clients finaux. Cette plateforme SaaS (Software-as-a-Service)
peut être couplée aux modules M2M
Cinterion et, tout particulièrement
aux modèles basés sur le jeu de circuits QSC 6270-Turbo de Qualcomm
Technologies et annoncés par
Gemalto en mai lors du dernier CTIA
Wireless. De fait, ce jeu de circuits
3G a l’originalité de supporter en
standard l’environnement Java, et,
plus particulièrement, la version Java
ME Embedded 3.2, suite à un accord
de collaboration signé entre Oracle
et Qualcomm. Grâce à cette caractéristique, les applications M2M
(écrites en Java) peuvent s’exécuter
directement sur le processeur embar-
concentrent les données émises
par les capteurs et objets communicants et les transmettent aux
systèmes d’information centralisés.
Ils ont vocation à offrir des fonctionnalités de base tels l’accès aux
entrées/sorties (GPIO, ports série,
connexion cellulaire, etc.), la manipulation de données en local…
et supportent des mécanismes de
pilotage à distance, le déploiement
de nouvelles applications ou de
nouveaux logiciels de bas niveau,
des fonctions de démarrage et
d’arrêt d’applications, etc.
qué dans le jeu de circuits (et donc
sans recours à un processeur externe)
et être déployées, provisionnées,
gérées et mises à jour relativement
facilement via la liaison cellulaire.
Les modules Cinterion basés sur le
jeu de circuits QSC 6270-Turbo
visent plus particulièrement les secteurs de la télématique automobile,
de la logistique, du comptage intelligent, de la sécurité et de la télésanté.
Pour le développement d’applications embarquées sur ses propres
modules, Sierra Wireless, pour sa
part, favorise une approche résolument open source. A ce titre, la
société participe activement, depuis
novembre 2011, aux travaux du
groupe de travail de la Fondation
Eclipse focalisé sur le M2M (voir
encadré ci-dessus). Dès le départ,
Sierra Wireless y a apporté une
contribution importante en proposant un environnement de développement intégré pour applications
M2M embarquées, basé sur le langage open source Lua et adapté aux
environnements matériels contraints.
C’est d’ailleurs cet environnement
qui est à l’origine du projet Eclipse
Koneki dont les résultats ont été intégrés en tant que version 1.0 au sein
de la mise à jour annuelle Kepler de
la Fondation Eclipse, disponible
depuis juin 2013. Selon Sierra Wireless, les outils issus du projet Koneki
peuvent s’intégrer en toute transparence à l’environnement de développement open source Eclipse et permettent aisément de développer,
simuler et tester des applications.
Koneki propose également un outil
de simulation des communications
OMA-DM pour la gestion à distance
des équipements M2M.
Pierrick Arlot
L’EMBARQUÉ / N°2 /
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