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Bien que Thread soit très largement associé à Matter, la couche applicative qui se concentre pour l’instant sur le monde de la domotique, les spécifications de ce protocole de communication et les organisations qui ont décidé de l’utiliser – DALI Alliance, KNX Association et Open Connectivity Foundation – montrent clairement que le marché visé est aussi celui du tertiaire et de l’industrie. ©PP
Thread, rappelons-nous, est une couche de transport de données, sans couche d’application. Thread est compatible avec TCP/IP et peut donc accueillir toutes les couches d’application compatibles IP. Ce qui exclut Zigbee 3, par exemple. Mais dès à présent DALI, KNX et OCF ont annoncé le portage de leur couche applicative vers Thread.
Thread, protocole de communication sans fil maillé, repose sur IPv6, c’est-à-dire sur la version 6 du protocole internet (Internet Protocol, IP). IPv6 a été développé pour fournir de nouvelles adresses IP uniques. La version précédente IPv4 – il n’y a pas eu de v5 – utilisée depuis 1983 permettait environ 4,3 milliards d’adresses IP différentes. Avec le développement des objets connectés, nous commencions à épuiser les adresses IPv4 possibles. IPv6 autorise 2128 adresses différentes, soit 3,4 x 1068 adresses, autrement dit 34 suivi de 67 zéros. A titre de comparaison, le nombre total d’atomes dans l’univers est estimé à 1078. Avec IPv6, nous ne tomberons jamais à court d’adresses IP différentes. Ce qui est rassurant pour des développements en tertiaire et en industrie.
En industrie, Thread ne sera pas utilisé pour le pilotage des machines et des équipements participant à la production, mais plutôt pour le pilotage et le monitoring de tout l’équipement classique des bâtiments industriels : l’éclairage, le contrôle d’accès, la ventilation et le contrôle de la température ambiante, le monitoring de la qualité de l’air intérieur, …
Comme Thread est une technologie IP, un réseau maillé Thread se gère et se répare lui-même. Les périphériques Thread sont capables de se mettre à niveau vers des routeurs et de se rétrograder dynamiquement vers des nœuds finaux en fonction des changements des besoins du réseau. Cela permet aux réseaux Thread de réduire les tâches de gestion du réseau maillé.
DALI, KNX et OCF ont annoncé le portage de leur couche application sur Thread
DALI (Digital Adressable Lighting Interface) est le plus connu et le plus utilisé des bus de terrain depuis plus de trente ans pour la commande de l’éclairage en tertiaire et en industrie à travers le monde.
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En ce qui concerne DALI, développé par DALI Alliance (https://www.dali-alliance.org/), le portage sur Thread a d’abord requis le découpage du protocole DALI et la séparation de sa couche de transport (le courant porteur) et de sa couche applicative. Ce qui s’est concrétisé par la publication des spécifications DALI+ en 2021. ©DALI ALLIANCE
DALI+ part des versions DALI-2 et D4i développé pour le pilotage par courant porteur et offre l’accès aux mêmes larges possibilités à travers des réseaux sans fil (Thread) et les réseaux basés sur IP (re-Thread, mais aussi WiFi et Ethernet). Pour les mordus, les spécifications DALI+ sont décrites par le menu dans la publication « Part 104 Changes and Additions » (https://www.dali-alliance.org/specifications/download.html). Ces nouvelles spécifications ont également modifié la norme internationale IEC 62386. Ce développement supprime le besoin d’une traduction : la même langue (DALI) est utilisée sur un support câblé (couche de transport) et en radio SF (couche de transport). Du coup, DALI+ n’est pas à proprement parler un nouveau protocole, mais simplement le portage de la couche applicative DALI vers des protocoles sans fil et basés sur IP. Dans un réseau DALI câblé, le nombre maximum d’appareils connectés était 64 + 64 = 128. Le portage sur IP multiplie le nombre de points DALI sur un même réseau par 255 : 128 x 255 = 32 640. Tandis que l’adoption de DALI+ sur Thread, grâce à l’adressage IPv6, rend le nombre d’appareils sur un réseau virtuellement infini. De quoi satisfaire les besoins de pilotage et de contrôle de l’éclairage dans les plus immenses entrepôts logistiques.
Le premier programme de certification des produits pour DALI+, mis au point par la DALI Alliance, se concentre sur les produits fonctionnant avec DALI+ sur Thread. Les nouvelles spécifications Part 104 Changes and Additions contient les passerelles entre DALI+ sans fil et DALI filaire, y compris D4i, les plus récentes spécifications DALI filaires, ainsi que DALI-2, des spécifications un peu plus anciennes.
De manière intéressante, il existe une spécification pour des connecteurs Zhaga-Di4 qui a également été portée dans DALI+. Zhaga est une de mes marottes personnelles : l’arrivée des Leds a poussé de nombreux fabricants de luminaires à développer des raccordements propriétaires des Leds dans leurs luminaires. Le résultat, désastreux, est que lorsque les Leds sont en fin de vie, il faut rendre le luminaire au fabricant pour les changer ou bien mettre le luminaire en déchetterie. Les industriels de la Leds ont réagi il y a déjà plus de 10 ans et développé Zhaga : un ensemble de raccordements standardisés pour les Leds, comme il en existe pour les ampoules. Mais c’est une autre histoire.
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Naturellement, toutes les possibilités des réseaux DALI filaires ont migré vers DALI+ sur Thread : identification des luminaires, suivi de leur consommation énergétique, diagnostique à distance de leur fonctionnement, allumage, extinction, variation, asservissement à toutes sortes de sondes (occupation, éclairement ambiant, …), etc. ©DALI ALLIANCE
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En ce qui concerne DALI+ sur Thread, on trouve déjà une bonne douzaine d’appareils certifiés sur le site du Thread Group. Mais Tridonic, une entreprise autrichienne membre du groupe Zumtobel et un pionnier depuis 1956 dans le développement de solutions d’éclairage professionnelles, a été le premier à proposer dès 2022 des passerelles entre DALI filaire et DALI+ sur Thread, voire des balasts DALI+ directement adressables par Thread. Un balast est un petit équipement électronique qui convertit le courant alternatif du réseau électrique en courant continu utilisable par les Leds. Tridonic pousse également Matter sur Thread pour le pilotage de l’éclairage en bureaux et commerces, notamment, et propose des passerelles entre DALI filaire et Matter sur Thread, dont son Wireless Module Passive MTR. ©PP
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Tandis que le boîtier Tridonic Wireless Module SR MTR est une passerelle DALI filaire vers Matter sur Thread qui peut être montée directement dans le luminaire ou bien être utilisé comme module indépendant. ©PP
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Il semble que les premières implémentations de DALI+ sur Thread se trouvent déjà dans de nouveaux bâtiments logistiques : leurs énormes dimensions et le très grand nombre de luminaires qu’ils contiennent rendent parfaitement compétitif le déploiement d’un réseau sans fil Thread ou les luminaires sont eux-mêmes les nœuds d’une réseau DALI+ sur Thread. ©PP
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Le pilotage des installations agricoles urbaines – quels que soient les végétaux cultivés – bénéficie également d’un pilotage fin DALI+ sur Thread pour optimiser la croissance des végétaux, tout en modérant les consommations d’électricité. ©PP
KNX IoT Point API fonctionne sur Thread
KNX, l’un des protocoles de communication les plus installés en Europe, en tertiaire comme en logement, a lui aussi découpé son protocole. La récente spécification KNX IoT Point API est ainsi une couche applicative compatible IP qui fonctionne sur Thread, sur WiFi et sur Ethernet. Le couple KNX IoT Point API + Thread garantit la rétrocompatibilité avec les équipements KNX filaires déjà installés. Ce qui permet à la fois de créer des installations nouvelles KNX IoT Point API et d’agrandir ou d’enrichir des systèmes KNX filaires déjà en place. Le logiciel de configuration ETS (Engineering Tool Software) est utilisable pour configurer toutes les installations KNX, quel que soit le support physique de communication utilisé.
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Cette implémentation de KNX sur IP ouvre la possibilité de piloter non-seulement l’éclairage, mais aussi toutes les installations HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning, chauffage, ventilation et conditionnement d’air) qui constituent l’un des principaux domaines de KNX. ©KNX Association
Un réseau IP est partageable entre plusieurs applications. Le même réseau Thread, par exemple, peut servir avec DALI+ au pilotage de l’éclairage et avec KNX IoT Point API pour le contrôle d’accès et le pilotage du confort. Ce qui n’est pas possible quand les protocoles de communication utilisent des supports de transport de données propriétaires. On trouve à travers le monde plus de 8 000 produits certifiés KNX, dont une partie sont en cours de portage vers KNX IoT Point API, ainsi que plus de 100 000 professionnels certifiés pour la conception et la mise en œuvre d’installations KNX. L’association KNX a mis en ligne une base de données de produits KNX certifiés (https://www.knx.org/knx-fr/pour-les-professionnels/demarrage/produits-KNX-certifies/index.php?searchWord=&productfamily=&producttype=).
OCF-Over-Thread est disponible depuis fin 2019
Peu présente en Europe, OCF (Open Connectivity Foundation, https://openconnectivity.org/foundation/) a été l’une des premières organisations a développer une couche applicative, pour le tertiaire et pour le logement, compatible IP, sans couche de transport. Elle fonctionnait pendant longtemps avant tout sur Ethernet en tertiaire, mais depuis 2019, les spécifications OCF sont testées et disponibles pour des réseaux Thread. OCF-Over-Thread a été développé pour OCF par Cascoda, la même entreprise qui a créé KNX IoT Point API pour la KNX Alliance.
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Parmi les « Gold Members » d’OCF, on trouve surtout des entreprises asiatiques, dont GREE le premier constructeur mondial en climatisation. Parmi les utilisateurs de cette couche d’application, figurent notamment Bouygues Telecom, Enphase Energy (les micro-onduleurs pour les panneaux photovoltaïques), Haier (deuxième groupe mondial en climatisation), LG, Midea, Microsoft, Netgear, Samsung, Somfy, … ©Cascoda
Voilà, c’était ce que nous avons compris du développement de Thread en tertiaire et en industrie. Notre prochain article portera sur les ambitions du couple Matter sur Thread, aussi bien en domotique qu’en tertiaire.