Zigbee est un protocole de communication sans fil basé sur la norme IEEE 802.15.4 et conçu principalement pour les réseaux de capteurs et de commande. Sa conception met l’accent sur une faible consommation d’énergie, une portée limitée et une bande passante réduite, en faisant un choix idéal pour les applications domotiques, industrielles et de gestion de l’énergie.
Concernant la gestion de l’itinérance (ou “roaming”) des appareils, il est important de comprendre que la norme Zigbee n’a pas été spécifiquement conçue pour gérer cette fonction de la même manière que d’autres technologies sans fil, telles que le Wi-Fi par exemple. Cependant, Zigbee gère l’itinérance d’une manière propre à sa structure de réseau maillé (mesh network).
Réseau maillé et itinérance:
Dans un réseau Zigbee, les appareils peuvent être configurés comme des coordinateurs, des routeurs ou des dispositifs finaux:
- Coordinateur: Il y a généralement un seul coordinateur par réseau Zigbee, qui initialise et gère la formation du réseau.
- Routeur: Les routeurs relaient les messages pour d’autres appareils et peuvent servir de points de passage pour les dispositifs finaux.
- Dispositifs finaux: Ces appareils n’ont pas de capacité de routage; ils envoient et reçoivent des messages mais s’appuient sur les routeurs et le coordinateur pour accéder au réseau.
Mécanisme d’itinérance:
Zigbee s’appuie sur son architecture en réseau maillé pour permettre aux dispositifs finaux de se connecter dynamiquement au meilleur routeur disponible lorsqu’ils se déplacent à l’intérieur du réseau. Lorsque la qualité de la connexion d’un dispositif final à son routeur actuel devient inférieure à un seuil prédéfini (du fait de la distance ou d’autres interférences), le dispositif initie une procédure de réassociation avec un autre routeur qui offre une meilleure connectivité. Voici un exemple concret :
1. Évaluation des routes: Lorsqu’un dispositif final perd la connexion avec son routeur actuel, il envoie une trame de “détection” (beacon request) pour découvrir d’autres routeurs à portée.
2. Sélection du routeur: Le dispositif final reçoit des réponses de potentiel nouveaux routeurs et évalue leur signal selon certains critères, tels que la puissance du signal (RSSI).
3. Réassociation: Le dispositif final sélectionne le routeur le mieux adapté et procéde à une réassociation avec ce routeur.
Ce mécanisme est transparent pour l’utilisateur final et assure qu’un dispositif puisse maintenir une connexion stable au réseau sans intervention manuelle, bien que cela soit moins optimal que les solutions trouvées dans des protocoles spécifiquement conçus pour des scénarios de haute mobilité comme le Wi-Fi.
Exemples d’utilisation:
Un exemple typique de l’itinérance Zigbee pourrait être dans une maison intelligente avec plusieurs pièces équipées de capteurs et d’actionneurs (comme des thermostats, interrupteurs intelligents et détecteurs de mouvement). Un thermostat dans une pièce peut se trouver hors de portée directe du coordinateur mais toujours capable de communiquer via des routeurs dans le réseau maillé. Si un élément change de position ou si un appareil de routage est ajouté ou retiré, les dispositifs finaux ajustent automatiquement leurs connexions pour maintenir une communication optimale.
Sources:
1. “ZigBee Wireless Networks and Transceivers” par Shahin Farahani (Elsevier Inc., 2008) – Pour un aperçu technique approfondi du fonctionnement de Zigbee, y compris des mécanismes comme la réassociation.
2. IEEE 802.15.4 Standard – La norme de base sur laquelle Zigbee est construit, fournissant des détails sur les aspects fondamentaux de l’architecture du réseau.
3. Zigbee Alliance (https://zigbeealliance.org) – Ressources et documents techniques sur les standards et les spécifications Zigbee.
4. “Understanding ZigBee Network Architecture” sur Digi International (https://www.digi.com/resources/documentation/digidocs/90001437/Default.htm) – Une source pratique pour comprendre la structure et le fonctionnement des réseaux Zigbee.
Ces sources offrent une compréhension détaillée des principes sous-jacents du fonctionnement Zigbee, y compris la manière dont il gère les changements de connectivité à travers son infrastructure de réseau maillé.
