Thread, nouveau protocole approuvé par Matter (CHIP)

Fin 2021 devrait voir débarquer les premiers objets connectés certifiés par Matter. Le protocole Thread est un pilier de cette nouvelle norme censée être universelle. Ce protocole est intéressant à bien des égards.

Thread est issu du projet Matter (ex-CHIP)

Thread est un protocole, élaboré au sein du projet CHIP (Connected Home over IP). Le 11 mai 2021 le projet CHIP changeait de nom pour adopter celui de Matter.
L'objectif de Matter est d'offrir une norme unifiée pour les produits de maison intelligente afin que les clients n'aient pas à se demander si un appareil qu'ils achètent fonctionnera avec les autres appareils qu'ils possèdent déjà. Ses technologies remplacent les anciens protocoles de maison intelligente tels que Zigbee et Z-Wave et sont conçues pour fonctionner avec l'assistant vocal de votre choix.
Ce qui est particulièrement prometteur avec ce projet est qu'il est soutenu par les plus grands acteurs de l'IOT mondial.

L'objectif fondamental du projet matter, est de pouvoir assurer une parfaite compatibilité des appareils exploitant un protocole certifié. Thread en fait partie.

Comment fonctionne le protocole Thread

Thread est basé sur des ondes radios de fréquence 2,4 Ghz. Si cela vous semble familier, c'est parce que c'est la même que celle utilisée par Zigbee. Comme Zigbee, Thread est un protocole de réseau maillé, ce qui signifie que tous les appareils d'un même réseau maillé peuvent se parler entre eux et, par rebond, étendre le réseau.
Mais c'est là que s'arrêtent les similitudes. À la différence de Zigbee, les appareils Thread sont adressables par IPv6, peuvent communiquer avec internet (et entre eux).
Tous les dispositifs Thread seront en mesure de communiquer avec d'autres dispositifs Thread, quel que soit leur fabricant. Grâce à leurs faibles besoins en énergie, les appareils Thread peuvent fonctionner longtemps sur batterie.

Thread est un protocole complet. Il combine les avantages des protocoles suivants :

• Bluetooth Low Energy (BLE) : qui va servir lors de la configuration initiale de l’appareil.
• WIFI : qui sera utilisé pour faire transiter de gros volumes de données (appareils branchés sur le courant).
• Thread : protocole qui sera utilisé pour tous les modules sur piles, et qui consomme extrêmement peu.

De quoi est constitué un réseau Thread ?

Un réseau Thread est constitué de noeuds. Chaque noeud est un appareil qui peut avoir un de ces 3 rôles :

1/ Le routeur

• transmet les paquets pour les périphériques du réseau
• Sécurise l’association pour les appareils qui tentent de rejoindre le réseau
• garde son émetteur-récepteur activé à tout moment

2/ Le terminal

• communique avec un seul routeur
• ne transmet pas les paquets pour les autres périphériques du réseau - ne participent pas à l’expansion du réseau.
• peut désactiver son émetteur-récepteur pour réduire sa consommation

Si un routeur peut communiquer avec l’ensemble des noeuds du réseau il n’en est pas de même dans le sens inverse. Un terminal - noeud enfant n’est connecté qu’à un seul routeur.

3/ Le routeur de bordure
Le routeur de bordure est nécessaire afin de faire le lien entre votre réseau thread et votre réseau wifi. Et par extension le cloud, qui permettra l’interaction avec votre logement partout dans le monde.

Les premiers routeurs de bordure compatibles Thread sont le HomePod Mini et l’Apple TV 4K 2021. Côté Google Home Nest Hub Max est le premier disponible.

Full Thread Device (FTD)
Lorsqu’un nouveau noeud rejoint un réseau thread il peut acquérir le rôle de routeur dans 2 cas :

• S’il est compatible avec la fonction routeur
• Et si moins de 16 routeurs sont présents sur le réseau Thread.

Il s’agit d’un Full Thread Device.

Et si vous possédez plus de 16 routeurs ? Dans ce cas le routeur de bordure va réorganiser automatiquement votre réseau afin d’assurer une couverture optimale. Ceci se fait jusqu’à ce que votre réseau contienne 32 routeurs.

Plusieurs routeurs de bordure. Si votre logement possède 2 zones qui ont du mal à communiquer alors il est tout à fait possible d’utiliser 2 routeurs de bordure. Chacun va créer 1 partition et les 2 routeurs de bordure communiqueront ensemble, pour ne former qu’un seul réseau Thread.

Minimal Thread Device (MTD)
Les équipements qui fonctionnent sur pile sont d’office considérés comme des MTD.
Ils sont la plupart du temps endormis, et ne se réveillent que lorsqu’ils ont besoin d’envoyer une information à leur noeud parent, routeur. C’est ce qui leur permet de fonctionner sur piles aussi longtemps (+1 an).

Cela concerne par exemple les capteurs d'ouverture, de présence, de température...

Au total un réseau Thread peut accueillir 511 terminaux par routeur et 32 routeurs au maximum. Donc 16 352 terminaux en totalité.

Avantages du protocole Thread ❤️

• Une belle promesse de convergence de tous les acteurs de l’IoT
• Un fonctionnement qui mêle le meilleur de ce qui existe en domotique actuellement
• De premiers benchmarks qui indiquent une belle performance vs Zigbee et Bluetooth Mesh.
• Securisé
• Basse consommation
• Configuration simple

Inconvénients du protocole Thread 💔😢

• Finalement nécessite une passerelle (le routeur de bordure) alors qu’il est souvent indiqué que Thread n’en a pas besoin.
• Forcément peu d’équipements disponibles pour le moment comparativement à Zigbee ou Z-Wave.
• ⚠️ Vigilance sur l’inter-operabilité supposée entre chaque marque. Avec Zigbee certains fabricants intègrent une «sur-couche» proprietaire qui limite la chose par exemple. Il faut espérer qu'il n'en sera pas de même avec Thread... Un premier indice sur la fiche produit du HomePod Mini semble indiquer qu’il ne serait pas compatible avec des produits non-HomeKit Thread.
• Bien sûr, une nouvelle norme n'est pas une garantie pour résoudre toute confusion, et il est très possible que le programme Matter ne fasse qu'ajouter une option supplémentaire à la liste des normes déjà existantes.

Quel avenir pour Home Assistant, Jeedom et autres solutions domotique ?

Bien sûr ce nouveau protocole pose de nombreuses questions sur l’avenir du paysage domotique actuel. Fragmenté, il a vu éclore au fil des années de nombreuses solutions domotique, dont le succès repose essentiellement sur la possibilité de centraliser l’ensemble des protocoles disponibles. Du moins en apparence... On peut citer les plus connus : Home Assistant, Jeedom, Homey ou Eedomus par exemple.

Qu’en sera-t-il alors lorsque les produits Thread seront nombreux ? Quand d´autres marques auront rejoint Matter et rendu compatibles leurs produits ?

Car sur le papier il ne sera alors plus nécessaire de passer par ce genre de solution centrale.

Tout d’abord il faudra de nombreuses années pour que le parc actuel soit converti à Thread et/ou Matter-compatible, en supposant qu’il convainque dans les prochaines années. Sur le papier il a tout pour. Home Assistant et Jeedom ont encore de belles années devant eux. En attendant Jeedom et Home Assistant n’auront pas de mal à intégrer le protocole Thread. Il suffira pour cela d’établir la liaison avec le routeur de bordure.

Ensuite, on ne peut résumer ces solutions à de simples solutions qui font communiquer tous les protocoles existants. Au-delà on y retrouve un moteur d’automatisation très avancé. Sur ce point, Apple, ou Google ont peut-être encore du retard, mais leurs moyens étant colossaux, ils sauront le combler.

L’avantage que garderont ces solutions, et qui les distinguera toujours des géants de la tech est la confidentialité des données. Car ces solutions sont hébergées localement, car elles sont open source (donc contrôlable et de confiance) et qu’elles sont totalement utilisables sans connexion internet.

Avec Home Assistant ou Jeedom, vous contrôlez ce qu’il se passe chez vous, sans crainte. Peut-on dire de même avec Thread et les géants du web ?

Malgré tout Jeedom et Home Assistant ne seront jamais des produits de masse, mais plutôt réservés à un public averti, à contrario Thread et l'alliance Matter ont tout le potentiel pour peser énormément sur le marché à moyen terme.

À suivre…