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Les protocoles de communication

En tant qu’Alexien, vous avez sûrement entendu parler de protocoles, de ZigBee, de Z-Wave et autres… Mais qu’est-ce que c’est ? Les personnes utilisant ces termes semblent tellement compétentes et au fait de tout ! Et ça, ça énerve et ça peut même rendre méchant. Donc calmez-vous, on va vous expliquer ce que c’est de façon très simple. Pas de détail dans tous les sens, pas d’explication qui n’en finissent pas.  On est comme ça nous, on aime la vulgarisation mais pas la vulgarité.

Un protocole ? Vous avez dit protocole ?

Mais c’est quoi un protocole ? Commençons par le début. Car tout le monde utilise ce mot, mais concrètement, qu’est-ce c’est ? Un protocole est, dans la définition large du terme sur le Larousse, un « Ensemble des règles, questions, etc., définissant une opération complexe ». Si on l’applique à l’informatique, c’est un ensemble de règles définissant le mode de communication entre deux ordinateurs, ou entre des appareils connectés. En gros, c’est la grammaire d’une langue spécifique. Et comme toutes les langues, les grammaires sont différentes. Si vous savez parler anglais, vous pourrez, au mieux, un peu comprendre (ou deviner) le néerlandais ou le Danois, mais pas le Finois ni le Japonais.  C’est pareil pour les protocoles de communication entre appareils connectés : une ampoule fonctionnant sous ZigBee ne sera pas compatible Wi-Fi, ni Z-wave, ou du moins sans bidouille. Internet est un ensemble de protocoles en lui-même et les TCP/IP, HTTP, HTTPS, …, sont autant de règles de grammaire.

Mais pourquoi utiliser des protocoles différents ? Car chacun va avoir ses avantages et ses inconvénients et sera ainsi plus adapté à un usage spécifique.

Le  Wi-Fi : 

Eh oui, le Wi-Fi est un protocole. C’est même le premier en termes d’utilisation, car la plupart des foyers, hôtels, lieux publics, …, en sont pourvus via une Box. La grande majorité  des appareils fonctionnent via le Wi-Fi : TV, PC, portables, smartphones, ampoules, prises, imprimantes…  Régi par les normes IEEE 802.11 (ce sigle vous dit sûrement quelque chose), il va permettre la communication par ondes radios entre différents appareils.

La vitesse de communication va dépendre du type de réseau Wi-Fi : 11 Mbit/s théoriques pour le  802.11b, 54 Mbit/s pour le  802.11a ou 802.11g, 600 Mbit/s théoriques pour le 802.11n3,4 et 1,3 Gbit/s5 théoriques pour le 802.11ac. Quand vous regardez les caractéristiques de votre box ou d’un objet à y connecter, cela vous donnera une bonne idée de sa puissance et donc de la vitesse de communication possible.

La portée du Wi-Fi est de quelques dizaines de mètres sans obstacle, d’où parfois la nécessité de mettre des répéteurs ou des routeurs mesh. Il a l’avantage de pouvoir permettre des échanges de données conséquents comme du streaming, du travail en ligne, de la navigation internet… grâce à sa large bande passante. Le problème de cette technologie est qu’elle est facile à pirater si pas sécurisée et assez énergivore. De plus, si vous avez quelques appareils connectés, il va rapidement saturer, surtout s’ils sont tous connectés sur la même fréquence, ce qui est souvent le cas car les appareils connectés fonctionnent souvent sur les mêmes bandes. Dans ce cas, vous partirez sur des mesh ou des CPL routeur pour mailler votre réseau et donc dispatcher vos connections sur plusieurs points d’accès.

ZigBee :

 

La plupart d’entre vous a dû entendre parler du protocole ZigBee via les Philips Hue, les marques Osram ou Trådfri mais aussi grâce à l’Amazon Echo Plus et au Echo Show 2.

Le ZigBee va permettre la communication entre différents appareils via des ondes radio de faibles puissances de fréquence 868,42 MHz (donc faible distance) mais aussi et surtout en 2,4 GHz, comme le Wi-Fi. Il est régi par les normes 802.15.4.

Ce protocole open-source a plusieurs avantages si on le compare au Wi-Fi :

  • Il consomme très peu d’énergie : il est donc tout à fait possible d’avoir des appareils sans fil autonomes avec piles fonctionnant plusieurs années. C’est aussi pour cela que certains fabricants se tournent vers cette technologie (d’autant plus qu’elle est gratuite).
  • C’est un protocole mettant en place un réseau maillé, c’est-à-dire que chaque appareil connecté à ce réseau va permettre d’étendre ce dernier en servant de relais, comme un Mesh pour le Wi-Fi. Avec ce fonctionnement et le hub dédié, votre réseau Wi-Fi va moins être mis à contribution.
  • Le coût de production d’un nœud ZigBee est moindre que des produits Wi-Fi ou Bluetooth.
  • Installation simple des appareils fonctionnant avec ce protocole.

Il a cependant aussi des inconvénients :

  • Il demande beaucoup moins de quantité de données transférées pour fonctionner que le Wi-FI mais les vitesses de transfert sont bien moindres. C’est pour cela qu’il ne sert que pour des actions simples sur des appareils simples comme les ampoules, les interrupteurs… et non pas pour du streaming ou autre.
  • La fréquence radio 868 Mhz est possible à brouiller. Donc laissez tomber ce protocole pour les alarmes si elles fonctionnent sur cette bande uniquement… Attention également à ce que votre pont supporte bien les bandes radio des appareils ZigBee que vous achetez. La plupart sont en 2,4 Ghz mais prenez garde si vous en achetez à l’étranger, certains dispositifs peuvent être non pas sur du 2,4 Ghz ni sur du 686 Mhz, mais du 915 Mhz par exemple…
  • Il ne peut pas être compris en natif par les PC, box ou les réseaux domestiques (rappelez-vous la grammaire). Il faut donc avoir ce que l’on appelle un Hub ou un pont qui va faire office d’interprète entre le réseau Wi-Fi et ZigBee. C’est pour cela que certaines marques vous vendent aussi des ponts plus ou moins chers ou qu’il faut utiliser un Echo avec un pont intégré.
  • Du fait de la clef de sécurité propre à chaque appareil connecté, il est nécessaire de suivre une procédure dédiée pour changer de réseau un appareil de ce type voire même simplement le changer de pièce…

Z-Wave :

 

C’est lui aussi un « protocole Z », comme le ZigBee, mais non compatible entre eux, spécialement développé pour la domotique.

Il permet, tout comme le ZigBee, la communication entre différents appareils via des ondes radio de faibles puissances de fréquence 868,42 MHz (donc faible distance) exclusivement. Z-Wave est un protocole basé sur une technologie propriétaire, il a été conçu par le Danois Zensys mais il est utilisé par un grand nombre de fabricants.

 

Il a sur le principe les mêmes avantages et inconvénients que le ZigBee mais d’autres sont à mettre en avant :

  • Comme c’est un protocole propriétaire, les fabricants ne peuvent pas le modifier comme cela peut se faire avec le ZigBee. Ainsi, tous les appareils sous ce protocole sont compatibles entre eux et fonctionnent sur la même fréquence.
  • Z-Wave fonctionne exclusivement sur du 868,42 Mhz, très peu saturé, et permet donc une meilleure communication et beaucoup plus stable. Votre réseau Wi-Fi sera encore moins saturé qu’avec du ZigBee.

Mais attention, la seule bande de fréquence en 868 MHz le rend plus sensible au brouillage. Cela peut poser des problèmes pour des systèmes d’alarme mono bande par exemple. Mais même si sur le papier cela parait simple, les clefs de chiffrage en 128 bits permettent de sécuriser le tout de façon efficace (comme le ZigBee).  Autre point négatif, le prix des périphériques compatibles est assez élevé

Cela dit, son inter-compatibilité entre différentes marques du fait de son protocole propriétaire, son réseau en maillage et le fait de ne pas saturer votre Wi-Fi du tout fait qu’il est le protocole privilégié en domotique via des box comme Jeedom, Eedomus, Rapsberry… Mais pour certaines, à monter à la carte, libre à vous de choisir le protocole qui vous plait.

Voilà la fin de ce tour de propriétaire rapide des protocoles les plus connus, en particulier le Wi-Fi et le ZigBee pour les Alexiens (le Bluetooth n’a pas été abordé car un peu moins utilisé par Alexa). Il en existe d’autres bien entendu comme Enocean, Edisio… Les puristes trouveront ces explications trop succinctes, y rajouteront des « mais » ou « Non ! »…

Cela dit, si ce sont des puristes, ils en connaissent forcément bien plus et n’ont pas besoin de cet article. En revanche, nous espérons que grâce à ces quelques lignes votre frustration a disparue et que ces noms de protocoles ne sont plus des gros mots pour vous.

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Jean-Christophe

Ai-je choisi Alexa ou m'a-t-elle choisi ? Disons qu’en tant que bêta testeur, c’est un peu le deux ! Et je ne regrette pas d’avoir rencontré notre assistante préférée ni cette aventure entreprise avec Alexien Modo. Technophile, autodidacte et aimant la vulgarisation, je cherche à rendre facile d’accès notre passion commune !

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