Le Wi-Fi® est la technologie dominante des réseaux sans fil depuis plus de vingt ans. Elle a considérablement évolué au fil des ans, avec des débits plus rapides et une plus grande portée. Le Wi-Fi est un excellent choix pour les applications à large bande passante telles que le streaming vidéo, car il peut traiter rapidement de grandes quantités de données.
Avec l'essor de l'Internet des objets (IoT) et de la domotique, l'importance du Wi-Fi n'a fait que croître. Toutefois, toutes les technologies sans fil ont leurs limites, et la principale spécificité du Wi-Fi, à savoir un débit élevé, le rend gourmand en énergie, ce qui limite ses applications pour les appareils à faible consommation ou alimentés par batterie, tels que ceux que l'on trouve dans les écosystèmes IoT et de domotique. Ces limitations sont cependant atténuées par la publication de la norme Wi-Fi 6 ainsi que par l'interopérabilité avec la norme Matter et le protocole Thread.
Heureusement, la norme Wi-Fi 6 a amélioré les conditions de fonctionnement grâce à une technologie d'économie d'énergie qui permet aux concepteurs de réduire un peu le débit au profit d'une plus longue durée de vie de la batterie. Grâce à une technique de modulation multi-accès appelée accès multiple par répartition orthogonale de la fréquence (OFDMA - orthogonal frequency-division multiple access), chacun des canaux de 20 MHz du Wi-Fi 6 peut être divisé en centaines de sous-canaux, ce qui lui permet de prendre en charge beaucoup plus d'appareils simultanément. Ces améliorations font du Wi-Fi 6 un bon choix pour les appareils domotiques tels que les caméras de sécurité, les thermostats intelligents et les haut-parleurs intelligents.
Par ailleurs, le Wi-Fi joue un rôle fondamental dans la nouvelle norme Matter, qui promet d'apporter l'interopérabilité aux écosystèmes de domotique. Matter intègre Thread pour la connectivité sans fil à basse consommation d'énergie, en utilisant le Wi-Fi lorsqu'un débit plus important est nécessaire, ce qui permet de disposer d'une plus grande quantité d'énergie. Matter intègre également la norme Ethernet filaire et Bluetooth® Low Energy pour la mise en service. Avec les autres protocoles utilisés pour Matter, le Wi-Fi peut prendre en charge le protocole IP (Internet Protocol), qui est essentiellement une norme de communication de la couche réseau permettant de transférer rapidement des données sur Internet. Cette interopérabilité avec l'IP permet de connecter très facilement chaque produit domotique au cloud, ce qui rend les applications de domotique très puissantes et très flexibles.
Le soutien apporté par Apple, Amazon, Google, Nordic, Samsung et des centaines d'autres entreprises à Matter permet de structurer un secteur de la domotique jusqu'alors fragmenté. Les clients pourront acheter un appareil connecté fabriqué par n'importe quel fournisseur classique, puis l'intégrer facilement dans l'écosystème domotique de leur choix. Cela convient aux grands fournisseurs désireux d'offrir aux consommateurs des services domotiques à valeur ajoutée, et ainsi d'augmenter leur chiffre d'affaires tiré de la vente d'appareils. Selon Vantage Market Research1, le secteur de la domotique, qui représentait 75 milliards de dollars en 2020, sera multiplié par cinq et demi d'ici 2028, ce qui se traduira par un chiffre d'affaires de plus de 420 milliards de dollars par an. Dans ce contexte, les livraisons d'appareils domotiques basés sur le Wi-Fi augmenteront à un taux de croissance annuel composé de 21 % entre 2021 et 2025.
Thread est un protocole relativement récent, spécialement conçu pour l'IoT. Thread est un protocole IP optimisé pour les appareils basse consommation, ce qui en fait un excellent choix pour les appareils domestiques connectés fonctionnant sur batterie. Il est également conçu pour être très fiable et très sécurisé, ce qui en fait une option intéressante pour les applications où la sécurité est importante.
Les technologies Wi-Fi et Thread sont différentes et ne sont pas en concurrence. En fait, elles peuvent être utilisées ensemble pour créer un réseau IP plus robuste. Le Wi-Fi pourrait, par exemple, être utilisé pour connecter des appareils à large bande passante comme les téléviseurs connectés et les appareils de streaming, tandis que Thread pourrait être utilisé pour des appareils basse consommation comme les thermostats et les capteurs intelligents, comme c'est le cas avec la norme Matter.
L'un des avantages de l'utilisation conjointe du Wi-Fi et de Thread est qu'elle permet une plus grande flexibilité dans la conception des systèmes IoT. Par exemple, alors que certains appareils sont peut-être mieux adaptés au Wi-Fi parce qu'ils nécessitent une connexion haut débit, d'autres sont plus appropriés pour Thread parce qu'ils nécessitent un fonctionnement basse consommation. En utilisant les deux technologies, les concepteurs peuvent adapter leurs systèmes aux exigences spécifiques de chaque appareil.
L'utilisation conjointe des technologies Wi-Fi et Thread présente également l'avantage d'améliorer la fiabilité du réseau. Le Wi-Fi est sujet aux interférences, mais en utilisant Thread pour les appareils basse consommation, les concepteurs peuvent réduire le risque d'interférence et développer des réseaux plus fiables.
Les technologies Wi-Fi et Thread sont toutes deux d'excellentes options pour la création de réseaux IP pour l'IoT. Avec le développement de l'IoT, il est probable que nous verrons apparaître d'autres protocoles et technologies conçus pour relever les défis uniques posés par la création de réseaux IP pour les dispositifs intelligents.
Nordic Semiconductor permet aux développeurs d'innover plus facilement dans les applications IoT à faible consommation et de tirer parti du rôle de plus en plus important du Wi-Fi dans la domotique en lançant le CI compagnon Wi-Fi 6 nRF7002 et le kit de développement qui lui est associé. Le circuit intégré est un dispositif Wi-Fi 6 basse consommation qui offre une connectivité double bande transparente (2,4 GHz et 5 GHz). Le nRF7002 offre également une excellente coexistence avec les radios Bluetooth Low Energy, Thread et Zigbee, et prend en charge le temps de réveil cible (TWT - Target Wake Time) du Wi-Fi 6, une fonction clé d'économie d'énergie. Le kit de développement permet aux développeurs de se lancer facilement dans le développement basé sur le nRF7002 grâce au processeur hôte SoC nRF5340. Le SoC multiprotocole nRF5340 prend en charge Thread et Bluetooth Low Energy, ce qui en fait une solution adaptée au développement avec toutes les technologies sans fil de la norme Matter.
La domotique étant appelée à se populariser, il est essentiel de veiller à ce que les appareils fonctionnent ensemble de manière transparente. L'interopérabilité du Wi-Fi avec le protocole IP et la prise en charge de Matter joueront un rôle fondamental dans son succès. En utilisant les fonctions d'économie d'énergie de Wi-Fi 6 et de Thread et en tirant parti de l'interopérabilité de Matter, les appareils domestiques intelligents peuvent être puissants, flexibles et économes en énergie.
À propos de l’auteur
Finn Boetius, ingénieur marketing produits
Finn a obtenu son diplôme d'ingénieur industriel à l'Université des sciences appliquées d'Aschaffenburg (en 2014). Il a obtenu son titre de Maître Artisan Électricien à la chambre des métiers de Flensburg. Finn a débuté sa carrière en tant que chef de produit marketing pour les microcontrôleurs, puis a travaillé comme ingénieur d'application sur le terrain et a dirigé une entreprise d'électriciens spécialisés pendant trois ans. Il travaille aujourd'hui en tant qu'ingénieur marketing produits pour Nordic. Ses domaines d'intérêt sont le Wi-Fi, Thread, Zigbee et Matter.