Thread 如何在 Matter 網絡中為 WI-FI 和以太網提供補充

HooRii Technology 和衆科技

作者：Vividh Siddha, Jorg Kennis

随着 Matter 成為物聯網裝置的新标準，并得到所有主要智能家居平台和數百家裝置和配件制造商的支援，其獨特的新品質越來越受到終端使用者和制造商的青睐。

這些品質之一是 Matter 在其支援的網絡技術方面非常靈活。與其他一些标準不同，它不依賴于特定的（無線）網絡技術。相反，由于其基于 IP 的基礎，它可以與多種網絡标準及實體層配合使用，每個标準都有自己的優點。

目前，對于 Matter，它支援以下網絡技術：

以太網 – 高帶寬、市電供電裝置的理想選擇；

Wi-Fi – 非常适合高帶寬、市電供電的裝置；

Thread – 非常适合低功耗和市電供電裝置中的響應式應用

Wi-Fi 和以太網的優點

以太網和 Wi-Fi 是當今廣泛使用的無處不在的網絡技術。對于可以将網絡電纜連接配接到每個物聯網裝置的應用來說，以太網是一種可靠的連接配接技術。其高帶寬也使其非常适合需要發送和接收大量資料的應用和用途，例如安全攝像頭。同樣，Wi-Fi 可以被視為以太網的無線等效物，可實作高帶寬資料使用。這使得它非常适合需要傳輸大量資料的情況，特别是在音頻和視訊應用中。

Wi-Fi 和以太網的複雜性

除了這些明顯的好處之外，這兩種技術都有其複雜性和局限性。

以太網需要大量的規劃和複雜的安裝，相對而言，部署困難而且成本高昂。安裝後，當裝置需要移動到不同位置時，它提供的靈活性很小。以太網還需要配置和維護路由器和交換機，以進行設定和錯誤解決。

Wi-Fi 網絡的可靠性取決于多個因素，尤其是 Wi-Fi 接入點和與其連接配接的無線 Wi-Fi 裝置之間的距離。在手機和電腦上，使用者需要通過檢視信号強度訓示器來确定連接配接可能出現的速度減慢或中斷的情況。然而，對于物聯網裝置來說，這樣的訓示通常不可用。

此外，Wi-Fi 信号可能會受到其他裝置幹擾的影響，當網絡上有大量活動且 Wi-Fi 網絡上的裝置數量不斷增加時，這種影響尤其明顯。這在使用者期望即時反應（比如開燈）的物聯網應用中會更為明顯。

此外，還存在在 Wi-Fi 網絡上配置裝置的問題。将新的基于 Wi-Fi 的 IoT 裝置添加到網絡中需要該裝置擷取網絡的安全憑證。

這意味着該裝置要麼需要有藍牙連接配接以便智能手機發送此資訊，要麼需要将裝置設定為熱點模式，建立其自身的臨時 Wi-Fi 網絡。在任何一種情況下，這都意味着如果使用者更改其網絡密碼（例如，當使用者關閉數據機/路由器時），需要使用新的安全憑證再次配置所有裝置。

Thread 的用武之地

Thread 是一種網絡技術，旨在專門解決連接配接和使用 IoT 裝置時的所有上述問題，同時提供使用者所期望的基于 IP 的無縫連接配接和靈活性。

Thread 是一種低功耗、無線、網狀技術。它非常适合電池供電的裝置（例如可以使用單塊電池運作多年的傳感器或按鈕）和電源供電的裝置，以實作低能耗。它是一種網狀網絡技術，這意味着添加的每個新的主電源供電的 Thread 裝置不會減慢網絡速度，而是會擴充網絡的覆寫範圍和可靠性，因為它們會自動成為具有路由功能的裝置。

由于 Thread 網絡可以獨立于家庭的其餘部分（Wi-Fi 和以太網），樓宇網絡甚至是網際網路工作，其網狀功能為其提供了強大的性能和響應速度，可與有線網絡相媲美。

與許多其他無線物聯網技術不同，Thread 不需要特定的集線器或網關來運作。由于 Thread 完全基于 IP，是以它可以被視為現有網絡的低功耗且高效的擴充。所需要的隻是連接配接到網絡中的裝置之一擁有 Thread 邊界路由器功能，該功能可以存在于多種裝置中。

在 Wifi 裝置上增加 Thread 提供額外的可靠性

對于基于 Wi-Fi（或以太網）的 IoT 裝置，添加 Thread 可以帶來多種好處，使裝置更加可靠，連接配接更加穩健。當 Wi-Fi 信号不可靠或不可用時，Thread 網絡可用作備援資料連接配接。由于 Thread 和 Wi-Fi 都是透明的 IP 網絡技術，是以物聯網裝置可以簡單地把響應發送到最早發送應用請求的網絡。當 Wi-Fi 網絡正在進行大量通信時（例如多個使用者同時執行下載下傳、進行視訊會議或玩線上遊戲），這将特别有用。

如上所述，基于 Wi-Fi 的物聯網裝置需要了解使用者目前的網絡安全參數和密碼。一旦這些發生變化，比如出于最佳安全實踐的考慮定期更換，或者由于更換了接入點或路由器裝置，所有這些 Wi-Fi IoT 裝置都需要重新調試。通常，使用者需要與每個裝置建立藍牙連接配接或将它們置于熱點模式以重新上傳新憑據。

如果 Wi-Fi 裝置也配備了 Thread，則可以使用 Thread 網絡連接配接為裝置提供新的安全資訊。所有這一切都無需單獨實體通路每個裝置。或者甚至不需要 Wi-Fi 網絡即可運作。

在移動裝置上搭載 Thread 進一步提高了易用性

Thread 技術目前出現在蘋果 iPhone 15 Pro 等手機中，而 OpenThread 軟體堆棧是 Android 開源項目的官方部分。繼 Wi-Fi 和藍牙之後，Thread 将成為移動裝置中的标準網絡技術。

這使得在家庭或建築物中可以更容易的安裝基于 Thread 的物聯網裝置。所有這些配置操作都可以在使用者或安裝人員友善時通過使用支援 Thread 的移動裝置來執行。它消除了基于藍牙的配置過程的複雜性。這甚至可能讓物聯網裝置制造商最終不需要在其産品中放置藍牙硬體，進而節省無線電硬體、閃存和 RAM 成本。

Thread 在 IP 世界中如魚得水

正如上面提供的示例所示，基于原生 IP 網絡技術的 Thread 具有穩健、可靠、低功耗和網狀功能，是對現有 IP 網絡技術的理想補充。Thread 沒有添加新的網絡或應用技術，而是簡單地擴充了 IP 網絡。Thread 可以單獨用作響應式物聯網裝置的基礎，也可以作為 Wi-Fi 或以太網裝置中的補充技術，以大大降低設定和配置的複雜性，并顯著提高裝置的穩健性和性能。

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