【无线知识库】Thread网络拓扑用于支持Matter的智能家居和商业建筑

本文将引领开发人员深入了解部署Thread设备的经典网络拓扑结构。首先解释网络上不同类型的Thread设备，然后分别详细介绍智能家庭和商业建筑网络。 因为Thread是基于IP的，所以它的网络拓扑相对简单易懂。与其他网络技术不同，不需要转换器或网关将IP数据包转换为专有协议。这不仅允许Thread设备可以单独和直接寻址，无论是来自云还是来自家庭或企业网络中的某个位置，而且还提供了更好的安全性，因为在应用程序消息完全解密的通信路径上没有引入更多的“弱点”。 Thread路由设备和终端设备Thread是一种网状网络技术，因此Thread设备可以是路由设备或（休眠）终端设备。通常，Thread网络中的主电源供电的Thread设备（如灯泡）具有路由功能。这些具有路由功能的Thread设备不仅可以接收用于特定设备的数据，还可以传递用于其他设备的数据。这就产生了一个覆盖范围大的非常稳定的网络，而不需要额外的中继器将无线号转播到更远的设备。Thread终端设备在网络上通常只能“按需”操作，如电灯开关。它们不会重新路由数据，可以是“休眠”设备以节省能源，只会在被激活并在使用后立即成为Thread网络的一部分。
Thread边界路由器Thread边界路由器是在用户的家庭网络或企业网络与Thread使用的IEEE 802.15.4无线标准之间形成链路的设备。它不需要转换数据包，因为Thread使用与互联网、家庭和楼宇网络相同的IPv6协议，使Thread边界路由器成为简单操作的设备。特别是在商业应用下，Thread支持在同一网络上有多个边界路由器动态接管功能，因此不会出现单点故障。Thread边界路由器功能可以内置到其他设备（如Wi-Fi接入点）中，或最常见的消费类应用中，内置到智能扬声器、智能显示器或电视机顶盒中。

Matter物联网通用标准Matter 是最新的智能家居和智能建筑应用标准，该标准由CSA连接标准联盟（Connectivity Standards Alliance，前身为Zigbee联盟）监管，并得到约200家公司的支持，包括亚马逊、苹果、谷歌、Signify/Philips和宜家，以及施耐德和西门子等工业公司。其利用了Zigbee群集库、Weave和HomeKit等现有技术，旨在帮助制造商简化支持多种生态系统的物联网设备开发，以及寻求不同厂家的设备兼容性。Matter在IP层上运行，目前支持Wi-Fi和以太网，其低功耗无线网状技术仅支持Thread。 支持Matter的智能扬声器/显示器/机顶盒Matter设备可以添加到大量智能家居生态系统中，比如内置在流行的智能扬声器、智能显示器或其他设备（如电视机顶盒）中。这意味着用户可以像往常一样控制Matter智能家居设备，例如使用语音或他们喜爱的应用程序。其中一些设备可能包含Thread边界路由器功能，因此也可以立即使用基于Thread的Matter设备。
Matter的Multi Admin功能Matter引入的许多优秀功能，其中之一是能够混合和匹配生态系统和服务，同时保持对家庭中所有物联网设备的互操作控制，这意味着，您将不局限于选择和坚持一种品牌或类型的控制器（即智能扬声器、手机等）。一旦Matter设备添加到网络中，用户可以选择将其连接到其他Matter支持的生态系统，以使用自己的智能扬声器、显示器或应用程序控制这些设备。 连接到其他物联网网状网络标准的桥梁Matter的IP基础意味着它可以用于以太网、Wi-Fi和Thread网络层，在许多生态系统和设备中提供极大的灵活度和易于控制的优势。在某些情况下，用户可能拥有基于其他协议的现存物联网设备网络，为了能够在Matter平台内控制这些设备，而无需将它们全部替换为Matter兼容设备，制造商可能会选择向集线器添加功能，以将Matter协议与其本机协议连接起来。尽管这些设备不会共享和扩展Thread网格网络，或保留完整的端到端加密，但它们可被当作是Matter设备并相应地进行控制和操作。

企业主干网/楼宇自动化系统基于IP的楼宇自动化标准的优点之一是它们可以利用现有IP基础设施，并在需要时接入，无需安装、保护和维护单独的网状网络来控制物联网设备（如照明或暖通空调系统）。Thread是建筑IP网络的理想解决方案，允许使用低功耗或电池供电的设备，并在其网状网络上的所有设备之间实现组网，以提高可靠性，并通过添加的每个设备扩展其覆盖范围。所有基于IP的设备，包括Thread设备，都可以通过单个楼宇自动化系统（BMS）进行控制和监控。 多样的楼宇自动化标准在商业建筑领域，部署了各种建筑自动化标准，每种标准都有其独特的优势。传统上，所有这些标准都需要自己的网状网络和布线，这可能大大增加安装和维护的复杂性及成本。随着许多楼宇自动化标准现在过渡到IP，可以在同一IP基础设施上同时使用多个标准。它们可以使用企业IP骨干网部署在整个建筑或校园内，然后使用Thread进行无线扩展。基于多种楼宇自动化标准的Thread设备甚至可以工作并扩展同一个Thread网格网络。 Matter应用于商业建筑Matter为智能家居用户带来了灵活性，让他们可以从各种生态系统和相关的智能扬声器/显示器中进行选择（甚至可以与相同的设备同时使用）。对于智能建筑领域，Matter的开源性质带来了新的机遇，将各种商用（甚至以消费者为中心）控制解决方案与专门开发的产品相结合，以定制特定需求，本博客进一步强调了Matter的开放式商业生态系统。 总结基于IP的网络拓扑相对简单，因为其网状网络对所有设备采用单一接口，跨越Thread、以太网和Wi-Fi等各种物理网络层。它简化了安装，维护，强化安全性，并向多个可同时使用的应用程序和生态系统进行开放。Thread是现代基于IP的智能家居和楼宇自动化标准的理想选择，提供稳健、可靠、范围广泛且低功耗的无线网状网络。 本文作者为：Neovate Innovation Partners的Jorg Kennis先生，原文链接请访问Thread联盟官网：https://www.threadgroup.org/news-events/blog/ID/291/Typical-Thread-Network-Topologies--Smart-Homes-with-Matter-Commercial-Buildings#.YQojUo4zY2x   扫描以下二维码，关注Silicon Labs社交媒体平台