Principes de base de d’un réseau Z-Wave

En début d’installation on est souvent confronté au même problème pour la mise en place d’un réseau Z-Wave stable. Je vais donner ici quelques principes de base afin de vous aider à mieux débuter.

Qu’est-ce que Z-Wave?

Le Z-Wave est un protocole sans fil pour la communication dans le domaine de la domotique. Ces fréquences d’utilisation sont régies par des normes internationales. En Europe la gamme de fréquences utilisées est le 868MHz.

Le Z-Wave garantit une communication fiable en confirmant chaque message, c’est une communication bidirectionnelle. Chaque nœud alimenté sur le réseau peut agir comme répéteur pour les autres nœuds (réseau maillé) dans le cas où le récepteur ne se trouve pas en lien direct de l’émetteur.

Il existe plus de 100 fabricants utilisant la technologie Z-Wave. Les fabricants sont regroupés au sein de la Z-Wave Alliance. Les produits doivent être certifiés pour garantir leur interopérabilité.

De sorte que tous les appareils certifiés Z-Wave peuvent être utilisés avec n’importe quel autre appareil certifié Z-Wave, quel que soit leur marque et leur origine, dans la mesure où ils sont tous deux de la même gamme de fréquences.

Si un périphérique prend en charge la communication sécurisée, il communiquera avec d’autres périphériques en toute sécurité tant que ce périphérique fournira le même niveau ou un niveau de sécurité plus élevé.

Explication des termes spécifiques de Z-Wave

• Contrôleur est un périphérique Z-Wave capable de gérer le réseau. Les contrôleurs sont généralement des passerelles, des télécommandes ou des commandes murale sans fil.
• Esclave/Slave est un module Z-Wave sans capacités de gestion du réseau. Les esclaves peuvent être des capteurs, des actionneurs et même des télécommandes.
• Contrôleur principal est l’organisateur central du réseau. Il ne peut y avoir qu’un seul contrôleur principal dans un réseau Z-Wave.
• Inclusion est le processus d’ajout de nouveaux modules Z-Wave dans un réseau.
• Exclusion est le processus d’enlèvement des modules Z-Wave du réseau.
• Association est une relation de commande entre un dispositif de commande et un dispositif à contrôler.
• Avis de réveil / Wakeup est un message spécial émis par un module Z-Wave pour annoncer qu’il est capable de communiquer et recevoir des demandes du contrôleur.
• Node Information Frame / NIF est un message spécial émis par un module Z-Wave pour annoncer ses capacités et ses fonctions.

La portée du signal Z-Wave

Sans obstacles tels que les murs, les planchers et les meubles, la portée entre deux produits Z-Wave est d’environ 100 mètres (portée théorique en extérieur). Les obstacles de votre maison réduisent donc considérablement cette plage, dans la littérature officielle ainsi que dans les spécifications des différents modules on parle d’une porté intérieur de 30m. Dans la réalité on est plus souvent bien en dessous des 10m. Toutefois, le réseau maillé Z-Wave permet à un signal Z-Wave de «sauter» par d’autres modules Z-Wave pour atteindre le module de destination à contrôler. S’il y a un obstacle interférant avec le signal, vous avez besoin est d’un répéteur Z-Wave pour travailler autour de l’obstacle, afin que le signal puisse continuer jusqu’à sa destination finale.

Le Z-Wave permet jusqu’à 4 sauts, de cette façon, la couverture totale de la maison va croître en fonction de la quantité de modules secteurs dans le réseau. La portée maximale avec 4 sauts est d’environ 200 mètres (je n’ai jamais eu l’occasion de vérifier).

Seul les modules secteurs permettrent d’agir en tant que répéteur de signal. Pour cette raison en début d’installation il est recommandé d’installer un maximum de modules secteurs afin d’obtenir un maillage réseau solide. J’avance souvent un ratio de 2 modules sur 3 devant être des modules secteur. C’est bien entendu une recommandation qui reste relative à la taille de votre logement et aux différentes zones à couvrir.

Il faut savoir qu’un module qui est déclaré comme étant présumé mort (Dead) par le contrôleur est un module qui a un problème de portée réseau dans la majorité des cas.

Les liaisons sans fil peuvent être affectées par des niveaux variables d’atténuation, de réflexion, de brouillage, d’humidité et d’autres phénomènes physiques.

Ces phénomènes peuvent varier en raison d’un changement de la météo, d’une personne marchant dans le bâtiment ou même si la porte du réfrigérateur est ouverte.

En raison du métal dans les matériaux de construction, les propriétés de la liaison sans fil peuvent également être affectées si un nœud est déplacé d’une petite distance. Les modules fil pilote, par exemple, sont très souvent présumés morts parce qu’ils ont été installés trop près du radiateur.

Traverser un mur en direct versus le traverser en diagonal augment grandement l’atténuation. Donc même dans le cas d’un mur fin si le signal doit le traverser dans la diagonale la perte de signal sera élevée. 

C’est un sujet très théorique, les valeurs de distances, sont celles rapportées lorsqu’on dispose d’une puce Z-Wave+ ou aussi appelé Gen5 ou encore série 500.

Conclusion

Pour conclure ce petit résumé d’un réseau Z-Wave, il faut garder à l’esprit que plus un réseau sera conséquent en termes de modules, plus son maillage augmentera et par conséquent, plus solide il sera. Une erreur qui arrive souvent en début d’installation est de partir sur un ensemble de capteurs sur piles et se rendre compte que notre réseau ne fonctionne pas et du coup n’est pas du tout fiable.

Equipez vos zones communes de micro modules, afin de piloter vos lumières, qui seront aussi utile pour faire de la simulation de présence. Pensez aussi à domotiser vos stores, par leur emplacement la couverture de votre réseau augmentera considérablement. C’est un élément de confort, qui est très vite apprécié dans votre domicile.