Routeurs, terminaux, nœuds, partitions... Dans cet article, nous décrivons de façon plus technique Thread, une technologie pérenne de réseau pour la maison intelligente. Celle-ci vous permet d’intégrer une nouvelle génération d’appareils HomeKit à votre maison intelligente.

Notre approche

Avant de se pencher plus en détail sur la technologie Thread, faisons un petit point historique. À l’origine, il existait deux options de connectivité natives pour les accessoires HomeKit : le Wi-Fi et le Bluetooth à basse consommation.

Avec ces deux technologies, certains compromis sont indispensables : le Wi-Fi a généralement une meilleure portée et un temps de réponse plus court, mais sa consommation d’énergie est beaucoup trop élevée pour des accessoires à piles. Et même pour des accessoires branchés au secteur, le gaspillage énergétique est conséquent. Si de nombreux appareils Wi-Fi sont installés dans une même maison, certains routeurs Internet finissent par avoir du mal à les gérer et peuvent même être à court d’adresses IP. Par opposition, le Bluetooth à basse consommation n’est pas affecté par le trafic du réseau et est en plus très économe en énergie. Cependant, à cause des contraintes liées à ce protocole, la connectivité Bluetooth est moins réactive dans les configurations comprenant beaucoup d’accessoires, et sa portée est également réduite, en raison de sa faible consommation d’énergie.

En se concentrant exclusivement sur le développement d’accessoires HomeKit utilisant les connectivités natives, Eve a tout naturellement adopté les deux possibilités, en choisissant avec soin la technologie adaptée aux usages de chaque accessoire. Pour diminuer certains inconvénients de la connectivité Bluetooth, nous avons créé Eve Extend, qui permet de profiter des avantages des deux technologies dans les environnements les plus exigeants.

Les acteurs des nouvelles technologies sont parfaitement conscients de ces défis technologiques, qui les ont incités à développer et soutenir largement le protocole Thread, appelé à devenir la plateforme de réseau nouvelle génération adaptée aux maisons intelligentes. Apple a d’ailleurs pris de forts engagements en faisant de Thread l’un des grands piliers des accessoires HomeKit.

Rejoignez-nous dans l’aventure et faites partie des pionniers

Vous vous demandez peut-être pourquoi Eve a décidé d’être précurseur en matière de technologie Thread ? Nous sommes convaincus des avantages de ce type de réseau. Tout d’abord, il s’agit d’un réseau maillé pair à pair (P2P), ce qui signifie que les appareils n’ont pas besoin d’une connexion directe à un concentrateur central pour communiquer entre eux. Deuxièmement, le réseau Thread est conçu pour se réparer et s’entretenir tout seul : même si certains appareils se connectent et se déconnectent, la connexion est maintenue et le réseau se reconfigure automatiquement en fonction des besoins. Troisièmement, il a dès le départ été imaginé pour la maison intelligente, en portant une attention particulière sur la durée de vie des piles et la consommation d’énergie des appareils qui ne disposent pas d’une alimentation électrique continue. 

Avec Eve Door & Window, nous sommes le premier fabricant à proposer au grand public un accessoire HomeKit via Thread alimenté par des piles. Et ce n’est qu’un début : nous sommes en train de mettre à jour notre gamme d’accessoires Bluetooth de façon à intégrer la connectivité Thread dans chaque produit nouvelle génération. Nous avons donc naturellement acquis beaucoup de connaissances sur Thread, et nous sommes impatients de les partager avec vous. Maintenant que les présentations sont faites, passons aux choses sérieuses !

Les réseaux Thread en détail

Comme nous l’avons déjà expliqué, un réseau Thread est un réseau maillé. Cela signifie que les appareils connectés au réseau peuvent communiquer sans passerelle ni boîtier central. Ils peuvent relayer des messages d’un appareil à l’autre, pour atteindre un appareil normalement inaccessible en raison de la distance trop importante, de la présence de murs ou d’autres facteurs. Le réseau peut se réorganiser automatiquement si certains appareils se déconnectent.

Rôles Thread

Dans un réseau Thread, il existe deux types de rôles : les routeurs et les terminaux. Ce rôle n’est pas fixe : si un appareil est capable d’acheminer des données, il peut aussi bien jouer le rôle de routeur que de terminal, selon la situation et les besoins du réseau actuel. Au sein d’un réseau Thread, chaque appareil est un nœud.

Examinons cela plus en détail. Les nœuds routeurs servent à acheminer des paquets d’informations sur le réseau. Un nœud routeur peut aussi être connecté à des terminaux : le routeur est alors considéré comme un parent. Les accessoires Thread branchés sur secteur et toujours allumés, comme Eve Energy, peuvent jouer le rôle de routeurs au sein du réseau Thread, et relayer des paquets de données.

Les nœuds terminaux (également appelés appareils terminaux ou enfants) sont reliés à un nœud routeur spécifique et ne participent pas à l’acheminement des paquets. Ils peuvent en revanche en envoyer et en recevoir. Un appareil disposant de fonctions de routeur peut jouer le rôle de terminal, mais les appareils conçus pour fonctionner exclusivement comme terminaux (également appelés MTD ou Minimal Thread Devices), tels que ceux alimentés par des piles, ne peuvent pas être des routeurs.

Chaque nœud routeur est connecté à chaque autre nœud routeur, mais chaque nœud terminal n’est connecté qu’à son nœud routeur parent.

Le réseau Thread comprend également un nœud principal, chargé de désigner des nœuds terminaux comme nœuds routeurs, et inversement. Cette capacité n’est pas statique ni intégrée, et n’a pas grande importance : n’importe quel nœud routeur peut devenir nœud principal, et cette désignation est plus ou moins aléatoire, en fonction de la situation actuelle du réseau.

Un réseau Thread comporte aussi une autre entité essentielle : ce qu’on appelle un routeur de bordure. Il s’agit d’un nœud routeur Thread qui est également connecté à votre réseau domestique et sait comment acheminer des paquets d’informations entre le réseau Thread et le reste de votre réseau local. Sans le routeur de bordure, les accessoires de votre maison ne peuvent pas former un réseau Thread, car ils ne peuvent pas communiquer avec les appareils extérieurs à votre réseau Thread, par exemple votre iPhone. Ils basculent alors sur leur connexion Bluetooth par défaut (tous les accessoires Thread disposent d’une double connectivité Thread et Bluetooth). Actuellement, le seul et unique routeur de bordure pour HomeKit via Thread est le HomePod mini.

Connexion au réseau

Lorsqu’un accessoire compatible Thread est allumé après avoir été configuré, il vérifie rapidement si un réseau Thread est disponible. Si c’est bien le cas, il se connecte au réseau en utilisant l’identificateur de réseau et les identifiants fournis par le routeur de bordure. Lors de la connexion, un appareil Thread devient le terminal de l’un des routeurs existants. S’il est lui-même capable de jouer le rôle de routeur (dans la terminologie Thread, il s’agit alors d’un appareil FTD ou Full Thread Device), le nœud principal peut lui demander de passer en routeur, selon le nombre de nœuds routeurs déjà présents sur le réseau. S’il y a moins de 16 routeurs sur le réseau, l’appareil est désigné comme routeur. Si le réseau comporte déjà 16 routeurs, Thread organise automatiquement tous les rôles afin d’optimiser la couverture. Au final, le réseau maillé Thread comportera au maximum 32 routeurs.

Si l’accessoire n’est pas en mesure d’acheminer des informations, il reste un simple terminal. Néanmoins, il peut se connecter à un autre nœud routeur (son parent) par la suite, selon la qualité de la connexion, qui est évaluée de façon automatique sur l’ensemble du réseau Thread.

Caractéristiques des terminaux

Les nœuds terminaux se divisent en deux sous-catégories, selon leur intervalle de veille. Selon ses caractéristiques physiques, un terminal peut être un terminal de veille ou un terminal standard. L’idée est assez simple : si un accessoire doit, de par sa conception, être économe en énergie, il peut décider de rester en veille pendant un certain temps, puis demander à son routeur s’il a des informations intéressantes (un peu comme lorsque vous deviez appuyer sur un bouton dans votre client de messagerie, à l’époque où les boîtes aux lettres n’étaient pas relevées automatiquement). Par exemple, l’intervalle de veille d’Eve Door & Window est de 5 000 millisecondes, ce qui signifie qu’il se réveille toutes les cinq secondes pour demander s’il y a de nouvelles informations à traiter. Bien évidemment, il peut se réveiller plus souvent pour transmettre des informations importantes survenant de son côté, par exemple lorsque la porte est ouverte. Ce mécanisme de veille permet d’améliorer significativement la durée de vie des piles.

Partitions

Dans une maison très vaste, que se passe-t-il lorsque certains accessoires ne parviennent pas à maintenir une connexion stable ? Si vous possédez plusieurs appareils pouvant jouer le rôle de routeur de bordure (c’est-à-dire plusieurs HomePod mini), ils peuvent former deux réseaux Thread indépendants qui couvrent techniquement toute la surface de votre maison. Ces réseaux indépendants sont appelés partitions. Si la connectivité s’améliore, les partitions séparées sont réunies pour ne former qu’une seule partition de réseau, auquel cas tous les routeurs de bordure, sauf un, redeviennent des nœuds standards.

Extension du réseau

Quel est le nombre d’appareils pouvant être gérés par une seule partition de réseau Thread ? Un réseau comprend forcément un nœud principal et jusqu’à 32 nœuds routeurs. Chaque routeur peut desservir jusqu’à 511 terminaux. Comme vous pouvez le constater, la capacité totale du réseau est plutôt élevée et devrait en principe répondre à la plupart des usages.

Restez à l’écoute

Avec toutes ces informations, nous sommes convaincus que vous allez vous amuser à créer votre réseau Thread et à le développer. Dans l’app Eve, rendez-vous dans la section « Réseau Thread » des réglages pour afficher les détails techniques de votre réseau Thread ainsi que les différents rôles et connexions de vos accessoires compatibles Thread.

Nous ajouterons d’autres articles explicatifs, d’autres guides et d’autres informations sur les mises à jour apportées à l’app Eve susceptibles d’offrir des fonctionnalités Thread supplémentaires ou des améliorations. Pour tout savoir sur HomeKit via Thread, consultez régulièrement le blog Eve. À très bientôt !

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