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Cos’è e come funziona lo standard Thread
Componenti, Formazione, Matter, Standard

Cos’è e come funziona lo standard Thread

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Produttore: Thread Group
Disponibilità: n.a.
Categoria: standard
Tipologia: protocollo di trasmissione

Thread Logo

Thread è uno standard di comunicazione wireless per smart device (per quindi per domotica personale, ma non solo) datato 2011, mai di vero successo malgrado il suo valore e le sue evoluzioni, che vive però una nuova primavera grazie all’adozione in seno al sovra-standard Project CHIP, meglio conosciuto come Matter (ne parliamo più avanti).

Sin dagli esordi Thread si basa su protocollo 802.15.4, analogamente allo standard di grande successo ZigBee. Come quest’ultimo, Thread è un protocollo di rete mesh, il che significa (semplificando) che alcuni elementi possono fungere da repeater, consentendo così ampliare la rete in termini di copertura radio. Sempre come ZigBee (e altri standard), i componenti Thread possono essere alimentati a lungo via batteria, in quanto minimamente energivori, a differenza per esempio delle componenti Wi-Fi.

Le similitudini con ZigBee finiscono qui. I dispositivi compatibili Thread sono infatti indirizzabili IPv6, possono tutti parlare tra loro e con Internet tramite IPv6. Inoltre, si tratta una tecnologia 6LoWPAN il che significa che tutti i dispositivi Thread saranno in grado di comunicare con altri dispositivi Thread, indipendentemente da chi li produce. Una rete Thread può supportare molti dispositivi, fino a 250.

Una rete Thread prevede almeno un BRIDGE (chiamato “router di frontiera” o “di confine“) che funga da ponte tra i dati IP dai dispositivi Thread e la rete Intranet e la Internet stessa, oltre a definire la rete stessa. Questo grazie al supporto IP di cui sopra: i dispositivi Thread parlano la stessa lingua che i dispositivi tradizionali usano per parlare su Internet.

Topografia reti Thread

 

Come si nota dallo schema sopra, sono presenti in questo esempio due BRIDGE, così da non avere single-point-of-failure nella comunicazione Thread (se non quello rappresentato dal router Wi-Fi in sé).

Su Matter

Per quanto Thread sia, de facto, uno standard a sé, la sua implementazione quale “braccio armato” di Matter lo sta rendendo molto appetibile sia dal punto di vista dei produttori di hardware, sia dal punto di vista dell’utenza finale.

Matter è un sovra-standard per la domotica personale che si basa, per l’appunto su Thread nonché su Wi-Fi e Bluetooth. A cosa serve? Principalmente, a semplificare e standardizzare le operazioni di commissionamento (associazione e prima configurazione) dei componenti smart, nonché a garantire il dialogo tra diverse reti Thread e diversi componenti Matter over-Wi-Fi.

Un componente Thread, pertanto, non è automaticamente compatibile Matter over-Thread, ma deve essere esplicitamente attivato allo scopo (dal produttore).

Esistono componenti Thread e matter over-thread?

Si, per quanto siano per ora ancora pochi. L’avvento di Matter, con i suoi oltre 150 produttori coinvolti, lascia immaginare un futuro prossimo nel quale tantissimi componenti (un po’ come successo con ZigBee negli ultimi anni) adotteranno questo standard.

I badge che seguono indicano rispettivamente la compatibilità di un device con Thread e con Matter: se sono presenti entrambi, significa che il componente è compatibile Matter over-Thread; se è presente solo il primo, allora è “semplicemente” un componente basato su Thread.

Built on Thread - Border Router required - alpha
il badge di compatibilità Thread…

Matter Logo
… e il badge di compatibilità Matter.

Alcuni router di confine disponibili oggi sono:

e altri.

Il badge che segue indica che il router che se ne fregia è anche operativo come router di confine Matter over-Thread (come il sopracitato Eero 6 Pro).

Built on Thread - Border Router
il badge che identifica i componenti che agiscono da router di confine Thread.
QUALI BENEFICI IN DOMOTICA?

Ovviamente questo standard si pone in netta contrapposizione con standard ben noti come ZigBee, Z-Wave, Bluetooth e altri o, quantomeno, in affiancamento.

Thread è, in senso pratico, superiore a tutti questi standard. Ovviamente presenta delle caratteristiche analoghe: è wireless, è a basso consumo energetico, necessita di BRIDGE, offre tecnologia mesh e di self-healing: la caratteristica che forse però gli consente di affrancarsi dai rivali è il bassissimo tempo di risposta dei device, affiancata da altri plus come, banalmente, il fatto di essere utilizzato da Matter per il commissionamento dei device (almeno quelli Matter over-Thread).

Tale latenza (nel percorso device – bridge – device) è pressoché istantanea. Non lo affermiamo noi: lo affermano test comparativi di Silicon Labs come Bluetooth e Zigbee non tengano testa, neanche lontanamente, a questo standard. Non solo: dai test si apprende come sia maggiore anche la percentuale di comunicazioni andate a buon fine, sempre quando paragonate agli altri standard. Inoltre, la banda (la quantità di dati per secondo) garantita su Thread è ben più ampia, addirittura più del doppio rispetto a ZigBee nelle comunicazioni punto-punto.

Thread e Matter

Ma quindi, Thread e Matter sono la stessa cosa?
Assolutamente no.

Come già spiegato sopra, Matter (proprio come Apple HomeKit) è un sovra-standard di interconnessione, integrazione e interfacciamento costruito, per l’appunto, sopra gli standard Thread e Wi-Fi. In pratica, Matter è uno strato logico che serve a effettuare il “commissionamento” (l’associazione) dei componenti basati su Thread o Wi-Fi compatibili con esso.

Questo significa che un componente basato su Thread non è implicitamente compatibile con Matter: questa lampadina è basata su Matter over-Thread, il che significa che viene commissionata tramite Matter e opera via Thread, mentre quest’altra non è compatibile Matter, ma è “semplicemente” Thread, quindi per commissionarla bisogna agire in modo diverso (usando l’interfaccia del router di frontiera).

Oggi, quando si parla di Thread, solitamente ci si riferisce a Matter over-Thread.
Maggiori dettagli su Matter sono disponibili qui:

Cos’è e come funziona il sovra-standard “Matter” (over-Thread e over-Wi-Fi)

Gli ultimi 15 articoli che toccano il tema Thread/Matter sono:

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