無線技術 Thread 是什麼?它會是智慧家庭的未來嗎?

2022/10/27 更新

時間回到 2020 十月中,在蘋果舉行的線上新品發表會上,發佈了全新 HomePod mini,在發佈會上隻字未提 HomePod mini 的技術規格,後來查閱官網的技術規格頁面,讀到了一個沒見過的無線技術「Thread」。 Thread 是什麼技術?它和智慧家庭有關嗎?與現行智慧家庭主流的無線技術 (BLE、Wi-Fi 和 Zigbee) 有什麼差異?它真的會是智慧家庭的未來嗎?一起跟著我們的介紹來瞭解什麼是 Thread 吧。

圖片來源:蘋果官網

Thread 歷史沿革

Thread Group 在 2014 年由 Nest Labs (Google 旗下專精於智慧家庭產品部門)、Samsung、Qualcomm、Silicon Labs 和 NXP 等多間公司組成。Thread 組識成立的目標是希望透過制定無線電規格及產品規範,讓不同品牌的物聯網裝置能互相溝通。Apple 在 2018 年宣佈加入 Thread Group,希望藉由蘋果裝置的用戶數,將 Thread 技術更普及的應用在未來的裝置上。也因為 Apple 的加入,我們才在今日的 HomePod mini 上見到這項技術。

Thread 技術

Thread 採用與 Zigbee 同樣的 IEEE 802.15.4 規範標準,並且建立在 6LoWPAN 的基礎上,在網路層 (Network Layer) 中不僅支援 IP 協定,且採用 IPv6,大幅提升資料傳輸的安全性。

Thread 低功耗和支援固定 IP 的特性實現了「萬物」和網際網路之間無縫連結。不僅能在低成本和電池供電的裝置之間傳輸資料,也能將資料提供給需端和行動裝置。Thread 展現具有吸引力的無線網狀網路解決方案,完美滿足聯網家庭應用需求並且具備以下幾項特色:

採用標準規範

Thread 以 IEEE 802.15.4 標準為基礎,並且開放讓同行檢閱,以實現跨廠商的互通性。

簡易的架構設定

由產品終端層 (End Device)、中間層 (Router) 及網路核心 (Border Router) 所組成。
如下圖所示,網路末端圓型為終端層 (End Device),負責傳輸相關感測資料;橘色五邊型為中間層 (Router),除了自己感測和傳送資料外,也協助終端層傳輸資料,若多個 Router 同時工作時會有一個被指派成 Leader (圖中灰色五邊型),同時做為資料收集點;網路核心 (Border Router) 為黑色正方型,將接收到的資料透過 WiFi 與雲端或手機聯繫。

不需橋接器

家中現有的 HomePod mini 即為 Thread 的中樞,不需另外添購像 Zigbee 一樣的網關/橋接器。

配件亦是中繼站

當終端配件接受不到 HomePod mini 訊號時,只需在兩者之間加入一個 Thread 配件,即可讓三者相互連線。

強而有力的節點連線

當Thread 網路節點中有配件故障,不會影響到同個網點上的其他配件,也就是當你的 Thread 產品數量越多,整體穩定度更高。

更長的電池續航

低消耗的 Thread 讓使用電池供電的配件能擁有更長的續航力。

未來的支柱

Eve 預測,Thread 會像 WiFi 和 BLE 一樣,成為未來家用物聯網的新標準。

看 eve 用動畫解說 Thread

從上面eve精心製做的動畫可看出當配件距離中樞太遠時,可藉由節點配件做為中繼點,延伸訊號,連接訊號至末端配件;讓整間房間的Thread 訊號無阻,增加配件之間的溝通效率。

Thread VS BLE, WiFi and Zigbee

從下方這張表格我們可以看出 Thread 集結了原先無線傳輸的各項優點於一身,原本 Wi-Fi 沒有的低功耗它有了,原本 BLE 沒有的即時控制它有了,Zigbee 需要的 Gateway 在 Thread 僅需要平台中樞就可以達成,不再需要另外購入第三方 Gateway。

ThreadWi-FiBLEZigbee
低功耗YNYY
節點網路YNYY
無單點故障YNNY
支援 IPv6YYNY
固定 IPYYNY
不需要 HubYYYN
即時控制YYNN

總結

Thread 通訊協議成立了 8 年,一直到 Apple 加入後動作開始變多,意味著智慧家庭通訊協議除了各大廠之間要達成共識,還必需有用戶數的基礎之下才建立的起來,你不會懷疑老大哥的用戶數量沒辦法自己成立自家的智慧家庭協議,但他們要的不是閉門造車,要的是一種可以在各平台之間穿梭自如的通訊協議,這樣買了支援 Apple Home 的配件,家裡有人使用 Google 手機也能一樣控制。

今年 Thread 配件有明顯的變多,未來一定會越來越多 Thread 配件推出,原因很簡單,以前廠商推出一種產品想要支援 Apple/Google/Amazon 要想盡各種方法跑認證流程,現在只要有 Thread 一切好辦。有了 Thread ,除了直觀地體擁有上述無線協議的優點,並且直接進入 Matter 的世界,支援各大智慧家庭平台,包含 Apple Home、Google Home、Amazon Alexa 和 Samsung SmartThings。另外,近期 Matter 的第一個版本已經釋出,未來透過 Thread 、Wi-Fi、BLE 和乙太網路的傳輸介面,在 Matter 平台上可以達到各家配件都相通的境界。

講了這麼多優點,Thread 有沒有缺點呢?依照我們使用的體驗來分享,現階段配件尚未普及化,並非所有配件都有推出 Thread 版本,但慢慢的一定會往這方向走,另外軟體的穩定性和可靠性也還有待時間的驗證,至少目前有使用過的 Thread 產品滿意度和體驗都還蠻好的。還有,若家中已經建置完整的 Apple Home 智慧家庭,若要改走 Thread 化,要再花一波啊。

看完這篇文章,你覺得 Thread 是不是智慧家庭的未來呢?歡迎在下方留言告訴我們你的想法哦。

延伸閱讀:支援 Thread 的 Apple Home 配件列表

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