Certifications de sécurité pour les passerelles LoRaWAN extérieures – Au-delà des indices IP

Plusieurs points sont à prendre en compte lors de la construction d'un réseau LoRaWAN . Le premier point essentiel est la fiabilité du serveur réseau, attestée par une certification spécifique pour les équipements extérieurs. Cette certification vous aidera à choisir une passerelle LoRaWAN sécurisée. Les passerelles LoRaWAN doivent pouvoir supporter de multiples déploiements, envoyer des alertes en temps réel et être compatibles avec différents types de capteurs, routeurs et appareils. De plus, un produit certifié conforme aux normes de sécurité doit être équipé d'une antenne robuste pour résister aux environnements difficiles. Il est également crucial de s'assurer que le serveur réseau peut se connecter à plusieurs passerelles, notamment pour le secteur public. Sans cette capacité, la connexion au cloud et le stockage des données pourraient échouer.

Le second point à considérer est le gain de traitement. Ce dernier correspond au rapport entre la fréquence d'échantillonnage du code et le débit binaire du signal de données. Des signaux de haute qualité permettent à un récepteur de récupérer le signal d'origine à faible débit, même dans un environnement à faible signal. De plus, la certification LoRa Alliance pour les passerelles extérieures offre un gain de traitement supérieur à celui du Wi-Fi et du Bluetooth. Le serveur réseau peut ainsi fonctionner avec une consommation d'énergie réduite tout en conservant le même débit et le même bilan de liaison. C'est pourquoi la conception des passerelles LoRaWAN extérieures doit être particulièrement soignée.

Comment assurer la sécurité de son équipement de plein air ?

Un réseau LoRaWAN fiable doit offrir une sécurité élevée. Il doit assurer un chiffrement de bout en bout et permettre la réception et la transmission de messages. Une passerelle LoRaWAN fiable peut également prendre en charge différents types d'applications. Un réseau conforme à la spécification LoRaWAN peut gérer des millions de messages par jour. Le nombre de messages pouvant être envoyés ou reçus dépend du nombre de passerelles installées sur le réseau, mais la couche physique LoRa garantit le bon fonctionnement du serveur d'application, quelle que soit la quantité de données. Avec deux cents appareils certifiés pour une utilisation en extérieur et une passerelle certifiée IP, chacun peut gérer plusieurs centaines de milliers de messages par jour, vous offrant ainsi un contrôle complet de ce trafic de données.

Bien que des termes comme « IP67 » ou d'autres indices de protection soient souvent utilisés à tort et à travers pour promouvoir des équipements, il existe une différence significative entre la simple appellation « IP67 » et un véritable équipement d'extérieur. Le terme « extérieur » revêt une signification particulière lorsqu'il est associé à un produit certifié conforme aux normes de sécurité ; il ne peut être utilisé pour décrire ou commercialiser un produit que s'il a subi une série d'évaluations et de tests rigoureux aboutissant à une certification spécifique. Certains fournisseurs, pour éviter les difficultés et les coûts liés à la conception d'un produit répondant aux exigences d'un usage extérieur, optent pour l'appellation générique « indice IP » et se contentent de déclarer que leurs équipements correspondent à des indices IP reconnus. Or, seul un équipement certifié pour un usage extérieur peut garantir une utilisation sûre et fiable en extérieur.

Certification des équipements de plein air

L'indice de protection (IP) est un test normalisé d'étanchéité des équipements contre la pénétration de corps étrangers, de poussière et d'eau. De nombreux fabricants attribuent un indice IP à leurs équipements, attestant ainsi de leur aptitude à une utilisation en extérieur. Or, bien qu'il soit nécessaire de limiter la pénétration de poussière et d'eau dans les équipements en extérieur, un indice de protection seul est loin d'être suffisant.

Les exigences complètes en matière d'installation extérieure d'équipements informatiques tels qu'une passerelle sont détaillées dans la norme de sécurité internationale CEI 60950-22 « Sécurité des équipements informatiques – Équipements à installer à l'extérieur ».

Cette norme de sécurité internationale a été adoptée aux États-Unis, au Canada et en Europe, respectivement sous les références UL 60950-22, CSA n° 60950-22 et EN 60950-22, ainsi que par d'autres normes nationales dans le monde entier. La norme IEC 60950-22 détaille la conception des produits (comme les passerelles LoRaWAN d'extérieur ), les évaluations importantes et les exigences de test nécessaires pour garantir la sécurité et la fiabilité des équipements déployés en extérieur (résistance aux températures extrêmes, sécurité de la passerelle, réseau sécurisé et accès à distance au panneau de commande). Cette norme de sécurité est obligatoire pour commercialiser des équipements destinés à des déploiements extérieurs dans le monde entier en tant que produits certifiés conformes aux normes de sécurité.

(Notez que la norme IEC 60950-22 est intégrée à la norme de sécurité de base IEC 62368-1 « Équipements de technologies audio/vidéo, de l’information et des communications – Partie 1 : Exigences de sécurité » avec l’adoption de sa 3e édition.)

Exigences de certification pour les activités de plein air

De nombreux équipements extérieurs, tels qu'une passerelle LoRaWAN, doivent répondre à diverses spécifications afin de garantir leur fonctionnement sans panne ni dégradation pendant au moins 10 ans. Les exigences de construction des boîtiers, définies par la section 8 de la norme IEC 60950-22 (« Exigences de construction pour les boîtiers extérieurs »), détaillent les exigences de conception et de test nécessaires pour éviter tout effet néfaste.

Par exemple, la norme LoRaWAN doit être compatible avec vos capteurs et autres appareils. Sa fréquence ne doit pas être inférieure à 30 GHz afin d'assurer une connexion fluide avec le capteur requis et d'éliminer tout risque d'interruption du réseau. Un appareil certifié IEC 60950-22 et conforme à d'autres normes de protection contre les intrusions (indice IP) devrait pouvoir se connecter à un réseau Wi-Fi et maintenir une connexion stable. Grâce à une conception appropriée et à des évaluations rigoureuses, même en cas de défaillance du réseau LoRa Alliance, les données resteront accessibles à l'administration via la connexion LoRaWAN. Si un appareil possède une protection contre les intrusions (indice IP) supérieure à la norme IP, le signal restera stable et adaptable même en cas de coupure de courant.

Protection UV

Nous avons tous constaté les dégâts que subissent certains plastiques après une exposition au soleil. Le soleil peut dégrader les polymères exposés au fil du temps s'ils ne sont pas correctement formulés avec des additifs protecteurs. Cette dégradation peut non seulement rendre un produit inutilisable dans les cas extrêmes, mais aussi compromettre insidieusement ses mécanismes de sécurité.

Conformément à la norme IEC 60950-22, section 8.2 « Résistance aux rayonnements ultraviolets », et aux essais associés de l’annexe C « Essai de conditionnement aux ultraviolets », les matières plastiques constituant les parties exposées du boîtier des équipements certifiés pour usage extérieur doivent réussir des essais spécifiques d’endurance aux UV. Ces essais garantissent que les matières plastiques conservent leur résistance à la traction, à la flexion et aux chocs, ainsi que leur classement au feu, après une durée d’exposition au soleil équivalente à une durée de vie typique. Ce classement revêt une importance particulière quant à la fiabilité des dispositifs IoT en conditions de haute température.

Les exigences et les procédures d'essai de résistance aux UV détaillées dans la norme UL 746C sont généralement acceptables. Une résine de base portant la mention UL 746C (f1) dans son dossier de sécurité garantit généralement son aptitude à une utilisation en extérieur.

Enfin, il est important de noter que toutes les pièces en plastique exposées du boîtier doivent être résistantes aux UV. Cela concerne non seulement le boîtier lui-même, mais aussi les petits éléments tels que les connecteurs, les passe-câbles, les interrupteurs, les aérations, etc. En effet, même si les plus petites pièces ne sont pas résistantes à la température, cela a un impact significatif. Nous avons tous constaté qu'une simple fissure ou un interstice peut permettre à l'eau et aux contaminants de s'infiltrer, affectant ainsi la consommation d'énergie et la qualité des signaux de contact. C'est pourquoi il est préférable pour les clients de choisir un appareil résistant aux UV et possédant d'autres certifications reconnues internationalement.

Endurance du joint

Les joints jouent un rôle essentiel dans l'étanchéité des boîtiers. Par conséquent, leur durée de vie en extérieur est un facteur important à prendre en compte, non seulement pour la promotion des équipements, mais aussi pour garantir leur sécurité et leur réussite aux tests menant à la certification des équipements d'extérieur.

La norme IEC 60950-22, section 8.5 « Joints », et son annexe D « Essais de joints » décrivent en détail les essais spécifiques de vieillissement et de résistance des joints. Ces essais garantissent que les joints d’enceinte conservent leurs propriétés de résistance à la traction et de résilience à la compression après une durée de vie équivalente à celle d’une utilisation normale.

Les exigences et les procédures d'essai de vieillissement des joints décrites dans la norme UL 50E sont généralement acceptables. Un joint portant la certification UL 50E dans son dossier de sécurité garantit généralement son aptitude à une utilisation en extérieur, ce qui est idéal pour l'agriculture intelligente, l'élevage et la gestion intelligente des villes.

Protection contre la corrosion

La corrosion est beaucoup plus rapide en extérieur, ce qui compromet l'intégrité du boîtier ainsi que celle des connexions électriques essentielles, comme la protection contre la foudre et la mise à la terre. Par conséquent, lors de l'achat d'un capteur, les clients doivent veiller à sa résistance à la corrosion. Ceci est particulièrement vrai dans les régions côtières, en raison des effets du sel, mais aussi dans de nombreux environnements urbains où la pollution, combinée à l'humidité, peut considérablement accélérer la corrosion.

Le choix de matériaux et de revêtements spécifiques est indispensable pour garantir une longue durée de vie du produit sur le terrain, sans problème. Les essais détaillés relatifs à la résistance à la corrosion, conformément à la norme IEC 60950-22, section 8.3, et aux essais associés de l'annexe A, « Atmosphère saturée en dioxyde de soufre et en eau », peuvent s'avérer nécessaires.

Ces tests rigoureux, comprenant 168 heures d'exposition à des projections d'eau salée et un cycle de 120 heures en atmosphère saturée en dioxyde de soufre, doivent être appliqués, sauf si des spécifications et une sélection précises des matériaux sont définies. Des instructions d'installation spécifiques à l'utilisateur final peuvent également être nécessaires.

Indice de protection

Bien entendu, toute infiltration d'eau, de poussière ou de corps solides doit être maîtrisée afin de garantir la fiabilité et la sécurité des équipements. Un dispositif sécurisé doit subir des tests rigoureux, notamment la vérification des capacités opérationnelles des capteurs extérieurs et de leurs facteurs de diffusion, conformément aux normes internationales.

Alors que la protection des objets solides est couverte par les normes de sécurité de base, les sections 9.1 « Protection contre l’humidité » et 9.3 « Protection contre la poussière » de la norme IEC 60950-22 couvrent respectivement les exigences minimales de protection contre la pénétration d’eau et de poussière.

Bien que l'indice de protection IP minimal requis pour une conception extérieure soit celui d'un boîtier protégé contre la poussière et les éclaboussures d'eau (IP54), il est courant que les boîtiers extérieurs abritant des composants électriques sensibles soient conçus comme étanches à la poussière et protégés contre les jets d'eau à pression normale, les jets d'eau à haute pression ou l'immersion temporaire, ce qui signifie un code IP de IP65, IP66 ou IP67 respectivement.

Les tests d'étanchéité des boîtiers sont généralement effectués conformément à la norme IEC 60529, mais la certification UL 50E pour les types NEMA 3, 4 ou 6 (correspondant approximativement aux codes IP IP54, IP56 et IP67 respectivement) est également acceptée.

Résistance aux chocs du boîtier

La résistance aux chocs du boîtier influe considérablement sur la fiabilité et le support des capteurs et autres dispositifs disponibles sur le marché mondial. Les matériaux polymères peuvent être sensibles à la température, ce qui affecte leurs performances mécaniques. En particulier, leur résistance aux chocs peut diminuer aux basses températures ambiantes rencontrées par les équipements extérieurs.

La norme IEC 60950-22, section « Résistance mécanique des enveloppes », exige que les essais de résistance aux chocs des enveloppes soient effectués à la température de fonctionnement minimale spécifiée de l'équipement. De plus, des critères d'évaluation supplémentaires sont appliqués afin de garantir que l'indice de protection (IP) de l'enveloppe n'est pas altéré.

Considérations supplémentaires

Outre les exigences de base mentionnées ci-dessus pour les équipements d'extérieur, d'autres aspects de conception doivent être pris en compte. Pour sécuriser un réseau LoRaWAN , un serveur réseau LoRa Alliance fiable est indispensable. Afin de garantir la fiabilité du serveur et la transmission du trafic nécessaire, un support de votre fournisseur de passerelle, joignable à tout moment, est nécessaire. C'est pourquoi il est primordial de choisir un fabricant de confiance, de préférence membre de la LoRa Alliance. Une passerelle fiable est essentielle, car elle gère l'ensemble du réseau et assure la communication entre tous les capteurs du réseau LoRaWAN.

Chargement solaire

Les équipements d'extérieur sont sujets à un échauffement supplémentaire de leur boîtier sous l'effet du rayonnement solaire direct et des variations de température. Cette charge thermique additionnelle doit être prise en compte dès la conception du produit afin de garantir sa fiabilité. Bien que cela ne soit pas explicitement exigé par la certification de sécurité, il est prudent de s'attendre à ce qu'un produit fonctionne de manière sûre et fiable jusqu'à 10 °C au-dessus de la température ambiante maximale spécifiée.

Protection contre les surtensions

Les équipements déployés en extérieur peuvent être exposés à des surtensions beaucoup plus importantes en raison d'événements atmosphériques tels que la foudre. Les interfaces électriques de ces équipements nécessitent des niveaux de protection supplémentaires, intégrés ou ajoutés de l'extérieur.

Bien qu'aucune exigence particulière ne soit identifiée dans la norme IEC 60950-22, il est recommandé de consulter des normes de protection spécifiques telles que la norme IEC 62305-1 « Protection contre la foudre » ou la norme NFPA 780 de la National Fire Protection Agency « Norme relative à l'installation des systèmes de protection contre la foudre » pour obtenir des conseils.

Plantes et animaux

Le cas échéant, la norme IEC 60950-22 exige que la conception des équipements extérieurs soit évaluée en fonction des effets de la croissance végétale et des nuisibles. Elle revêt une importance particulière pour les entreprises agricoles, qui déploient généralement des capteurs LoRaWAN et autres dispositifs directement au cœur de leurs champs. Un capteur non protégé contre les insectes risque de tomber en panne et d'entraîner des pertes financières. Par conséquent, afin de protéger vos données et la technologie déployée, il est recommandé de choisir dès le départ des capteurs et des passerelles dotés d'une protection contre les plantes et les animaux, notamment si vous prévoyez de déployer un dispositif LoRaWAN dans un tel environnement.

Marquage de la robustesse

En règle générale, pour vous assurer que l'appareil que vous avez choisi est certifié et conforme aux exigences du marché, il vous suffit de lire les informations figurant au dos de l'appareil. Tous les membres de la LoRa Alliance apposent sur leurs appareils les certifications nécessaires, et ces marquages ​​résistent aux températures extrêmes et aux intempéries ; vous pouvez donc accéder à ces informations à tout moment. Les équipements sont souvent étiquetés ou marqués d'informations de sécurité importantes qui doivent rester lisibles même après des années d'exposition à des environnements extérieurs difficiles. Si vos capteurs et solutions ne comportent pas ces marquages, vous devez vérifier à nouveau leur certification pour vous en assurer.

Quelles sont les certifications de sécurité dont dispose TEKTELIC ?

TEKTELIC Communications, membre de la LoRa Alliance et reconnue mondialement, accorde une grande importance aux normes technologiques, à la couverture du réseau et à la fiabilité. Nous fabriquons des capteurs, des solutions et des passerelles capables de traiter d'importants volumes de données, à faible consommation d'énergie et fonctionnant sur un serveur réseau LoRaWAN sécurisé.

Toutes les passerelles TEKTELIC conçues et commercialisées pour une utilisation en extérieur sont non seulement certifiées IP67, mais ont également subi un processus de certification rigoureux supplémentaire conformément à la norme IEC 60950-22, incluant les dérogations spécifiques requises par les normes UL 60950-22, CSA n° 60950-22 et EN 60950-22. Par exemple, la passerelle TEKTELIC KONA Mega Ex est certifiée ATEX/Zone II et possède un indice de protection IP67. Cette passerelle offre une puissance d'émission allant jusqu'à 14 dBm par antenne et un boîtier renforcé de qualité opérateur, ce qui en fait une solution idéale pour les déploiements en extérieur.

La passerelle LoRaWAN TEKTELIC KONA Mega IoT Gateway possède également de nombreuses certifications reconnues. Cet appareil répond aux spécifications nord-américaines, européennes et Asie-Pacifique, et bénéficie d'un indice de protection IP67. Grâce à ses deux canaux d'émission simultanés, cette passerelle LoRaWAN permet des transferts de données beaucoup plus rapides que les technologies similaires à canal unique.

La technologie LoRaWAN et les passerelles IoT s'imposent comme des solutions fiables et simples pour de nombreux secteurs. En choisissant un fournisseur reconnu de la LoRa Alliance, tel que TEKTELIC, vous avez la garantie d'acquérir un produit certifié. N'hésitez pas à contacter l'équipe d'assistance TEKTELIC ; nous vous accompagnerons dans le choix de la passerelle la mieux adaptée à vos besoins.