Wireless networks are now a part of the everyday life of many people and are used for many applications. Recently, new technologies that enable low-power and long-range communications have emerged. These technologies, in opposition to more traditional communication technologies rather defined as "short range", allow kilometer-wide wireless communications. Long-range technologies are used to form Low-Power Wide-Area Networks (LPWAN). Many LPWAN technologies are available, and they offer different performances, business models etc., answering different applications’ needs. This makes it hard to find the right tool for a specific use case. In this article, we present a survey about the long-range technologies available presently as well as the technical characteristics they offer. Then we propose a discussion about the energy consumption of each alternative and which one may be most adapted depending on the use case requirements and expectations, as well as guidelines to choose the best suited technology.

The IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks (RPL) builds a Destination-Oriented Directed Acyclic Graph (DODAG) rooted at one node. This node may act as a border router to provide Internet connectivity to the members of the DODAG but such a situation creates a single point of failure. Upon border router failure, all nodes connected to the DODAG are affected as all ongoing communications are instantly broken and no new communications can be initiated. Moreover, nodes close to the border router should forward traffic from farther nodes in addition to their own, which may cause congestion and energy depletion inequality. In this article we specify a full solution to enable border router redundancy in RPL networks. To achieve this, we propose a mechanism leveraging cooperation between colocated RPL networks. It enables failover to maintain Internet connectivity and load balancing to improve the overall energy consumption and bandwidth. Our contribution has been implemented in Contiki OS and was evaluated through experiments performed on the FIT IoT-LAB testbed.

Les réseaux informatiques sans fil font aujourd'hui partie intégrante de notre quotidien. En particulier, les réseaux de capteurs sans fil sont couramment utilisés pour surveiller divers phénomènes. Les capteurs, ou nœuds, collectent et partagent diverses données de façon autonome. Nous nous intéressons particulièrement à l'agriculture connectée, qui offre une assistance aux agriculteurs. Surveiller la météo permet par exemple de se prémunir contre le gel et de prévoir l'apparition de nuisibles. Les nœuds doivent cependant limiter leur consommation électrique afin de prolonger l'autonomie de leur batterie. Plusieurs contraintes sont également liées à la technologie utilisée pour communiquer : portée, couverture, débit, etc. Ainsi, le choix de la technologie de communication complexifie la conception et le déploiement des réseaux de capteurs sans fil.Ne serait-il donc pas envisageable de concevoir des réseaux multitechnologies ? Les nœuds disposeraient de plusieurs technologies et seraient ainsi capables de choisir laquelle utiliser. Le réseau gagnerait en flexibilité, couverture et résilience face aux pannes et autres imprévus. Les nœuds devraient cependant considérer l'utilisation de différentes technologies pour chacun des nœuds de leur voisinage. Aussi, différents nœuds pourraient être dédiés à différentes utilisations, variant ainsi les besoins de communication. Par exemple, des flux de données de surveillance et d'alarme n'ont pas les mêmes caractéristiques : les données de surveillance sont émises fréquemment et à intervalles réguliers, tandis que les données d'alarme sont exceptionnelles et urgentes, ne tolérant ni délai ni pertes. Il est donc nécessaire que les nœuds sachent sélectionner de façon autonome la technologie et le chemin les plus adaptés.À cette fin, nous proposons un protocole de routage dynamique et adaptatif pour les réseaux multitechnologies. Il permet aux nœuds de sélectionner les meilleures routes et technologies, en fonction de leur situation et de leurs besoins. Il prend en compte plusieurs critères lors de la sélection grâce à une méthode de décision multiattributs. Mais cette méthode présente une importante complexité calculatoire ainsi que des inversions de rang. Nous avons donc conçu une nouvelle méthode de sélection, optimisée pour les réseaux de capteurs sans fil. Aussi, la convergence des communications peut distribuer la charge de travail et la consommation énergétique de façon inégale. Nous présentons donc une méthode de prédiction des données permettant aux nœuds de ne transmettre qu'une fraction des mesures. Afin d'évaluer la performance et la pertinence de nos propositions, nous les avons implémentées sur des modules FiPy de Pycom. Ces nœuds possèdent plusieurs technologies, nous permettant ainsi de prouver la faisabilité de notre approche par la conception d'un prototype de réseau multitechnologie. Les résultats expérimentaux montrent un accroissement de la flexibilité du réseau et une adaptabilité technologique automatique, améliorant ainsi l'autonomie énergétique des nœuds.