Réduire la consommation des applications IP grâce à l’écosystème LonMark IoT

Nous pensons souvent à tort qu’IP est synonyme d’Ethernet alors qu’il se place au même niveau que le Wifi : ce n’est qu’un support sur lequel circule des trames IP.
Avec l’écosystème LonMark IoT, il est désormais possible d’avoir de l’IP sur une paire torsadée. Mais pour quels intérêts et quels avantages ?
Nous vous expliquons, chiffres à l’appui, les bénéfices substantiels pour vos clients et donc pour vous.

Une installation simplifiée sur le terrain

Tout d’abord, d’un point de vue pratique, la paire torsadée se glisse plus facilement dans les armoires électriques et se raccorde plus simplement. Ensuite, la paire-torsadée TP/FT10 accepte la topologie libre réduisant la contrainte d’ajouter des produits d’infrastructures onéreux comme les switch et routeurs IP/Ethernet.

Consommation des protocoles

Mais le gain le plus spectaculaire concerne les économies d’énergie engendrées grâce à une faible consommation des protocoles. En comparant la simple lecture de valeurs d’un équipement sur le terrain incluant une question et une réponse, on constate que le LON est bien plus performant et que l’utilisation du support TP/FT10 réduit de 18% la taille des échanges. Les trames plus longues consomment plus d’énergie.

	Modbus	Lon sur TP/FT10	BACnet/IP sur Ethernet	BACnet/IP sur TP/FT10
Taille max trames	255o	255o	1.5ko*	240o
Taille Rq/Resp	6+8= 14	14+15=29	69+74=143	56+61=117

* La taille maximum de la trame BACnet dépend du média et varie de 248 octets à 64 Ko.

Comparaison multicritère des transmetteurs

En comparant maintenant plusieurs transmetteurs isolés et non isolés pour les principaux supports de communication des protocoles, la paire torsadée TP/FT10 montre un net avantage

	RJ45 double	RJ45 Simple	EIA-485 isolé	EIA-485 non isolé	L2 TP/FT10 compatible	FTT10
Protocole de base	Ethernet	Ethernet	Modbus	Modbus	LonMark IoT	LonMark IoT
Vitesse	10-100Mb/s	10-100Mb/s	56kb/s	56kb/s	78kb/s	78kb/s
Composants multi-source	Oui	Oui	Oui	Oui	Oui	Non
Support IP	Oui avec RSTP	Oui	Non	Non	Oui	Oui
Isolation galvanique	Oui	Oui	Oui	Non	Oui	Oui
Consommation	0.8W	0.4W	0.4W	0.2W	0.15W	0.04W
Besoin CPU	Puissant	Moyen	Faible	Faible	Faible	Faible

La topologie libre moins bavarde

Autre avantage avec la topologie libre : un module expédie une trame sur la topologie TP/FT10 en bus ou en libre ne génère qu’un seul message. En face, la topologie en boucle avec Ethernet, double automatiquement la consommation des transmetteurs : lorsqu’un module expédie une trame, elle est répétée sur tous les segments entre les modules, ce qui multiplie par N le nombre de trames.

Vitesse du media énergivore

Plus la vitesse du média augmente, plus la consommation énergétique augmente et les besoins en CPU plus puissants sont évidents. L’écart peut atteindre plus de 30%.

Exercice pratique très révélateur

Nous avons fait l’exercice de calculer sur la base d’une installation moyenne, la consommation réelle sur une journée et nous avons-nous-même été surpris des résultats. Ils sont sans appel : le LON et sa paire torsadée consomment peu comparés au BACnet, permettent aussi de réduire le trafic par le nombre de trames échangées et utilise un support de communication mieux dimensionné aux besoins. Démonstration.

Prenons comme hypothèse un étage avec 40 ventilo-convecteurs et un backbone en Ethernet. Nous collectons sept valeurs : occupation, température, mode de fonctionnement, vanne chaude, vanne froide, vitesse de ventilation, consigne effective. Ces sept informations sont enregistrées par la supervision toutes les 10 minutes sur une journée.

Le Lon plus de 18 fois plus économe que le BACnet

La consommation totale de l’installation en LON est de loin la plus économe : Modbus consomme 2 fois plus et 12 fois plus pour BACnet™

Consommation des équipements et système
	LonWorks	BACnet IP	Modbus RTU
Consommation / équipement terminal	0,165 W	2,600 W	0,500 W
Consommation par les équipements IP	6 W	11 W	3 W
Consommation installation	13 W	159 W	26 W

En faisant varier le nombre d’équipements de 20 à 120 appareils, l’écart se creuse avec le nombre d’équipements jusqu’à être multiplié par 18 (voir figure 7), chiffre à multiplier par 365 pour arriver à la consommation annuelle qui apparaîtra sur la facture d’électricité du client.

Un trafic moitié moins consommateur en LON

Le trafic est également affecté par l’économie des échanges de trames : la paire torsadée échange deux fois moins qu’en BACnet/IP puisque le protocole est moins verbeux.

Trafic suivant modèle de récupération	LON	BACnet	Modbus
Trafic sur le réseau MIN	346 ko	1 653 ko	109 ko
Trafic sur le réseau MAX	691 ko	7 096 ko	564 ko

Ethernet, un media largement surdimensionné pour la GTB

Enfin, en comparant le pourcentage d’utilisation du media on ne peut que confirmer le constat qu’Ethernet est un media surdimensionné par rapport au besoin réel de trafic : seul 0,000168% du media est utilisé au maximum, soit 1 millionième de la capacité. Cela revient à utiliser un pipeline pour transporter un filet d’eau.

Trafic suivant modèle de récupération	LON	BACnet
Utilisation de Ethernet 100Mb/s MIN	0,000024%	0,000024%
Utilisation de Ethernet 100Mb/s MAX	0,000096%	0,000168%

En comparant les échanges en mode évènementiel ou en mode polling, avec ou sans acquittement, le volume échangé est bien moindre en LON qu’en BACnet/IP (tableau disponible en scannant le QR code)

Le Lon, le protocole le plus écologique

Une solution LON en TP/FT10 parvient donc à allier les contraintes de : conserver les installations existantes en rénovation, maintenir l’indépendance vis-à-vis des constructeurs, rendre pérenne les investissements et d’être la plus écologique avec une consommation réduite d’un facteur supérieur à 20 par rapport à une solution full BACnet/IP sur Ethernet.

L’IzoT est non seulement la solution d’avenir pour garantir l’indépendance sur le terrain et simplifier la supervision mais c’est aussi la solution BACnet™ la plus écologique.