Thread Group在2022年7月发布了Thread 1.3 版本。Thread 1.3 在 Thread 1.1 / 1.2 的基础上,通过优化 Border Router 角色功能、简化固件更新和提高网络稳健性,与 Matter 完成融合,并降低了设备制造商的开发和部署成本。

  1. Thread 1.3 是什么

  Thread 是一种低功耗无线网状网络协议,基于很多开放且经过验证的现有标准构建。Thread 的设计初衷是为了支持互联网协议(IP),更容易与现有的基于 IP 的网络集成。Thread 1.3 通过优化 Thread Border Router 以及规范 Thread 网络与其他基于 IP 网络的连接方式,实现了这一目标。

  2. Thread 1.3 新内容

  2.1 与 Matter 结合

  Thread 1.3 和 Matter 是围绕相同的 IPv6 基础构建的,Thread 1.3 使Matter 设备能够加入用户的基于 IP 的网络,同时实现低功耗,远距离控制,并将 IP 路由和服务发现的全部功能引入 Thread 网络,使 Matter 在Thread 网络上无缝运行。

  2.2 优化 Border Router

  Thread Border Router 具有 IP 和 IEEE802.15.4 两种网络的通信能力,可以将 Thread 网络连接到基础设施网络,例如 Wi-Fi 或以太网。一旦Thread Border Router 连接到网络,用户 Thread 网络内的所有设备都可以从手机、平板和云服务安全访问。Thread 1.3 标准化了 Border Router 实现,BR 具备路由和云连接能力,使 Thread 设备与网络外部设备的通信变得简单。

Thread 网络协议 1.3 特性介绍

  Thread家庭网络拓扑示意图

  2.3 简化固件更新方式

  Thread 1.3 添加了新的批量传输功能,可以在不影响控制响应或事件传递及时性的情况下,快速更新 Thread 设备上的固件。TCP 非常适合高效的批量数据传输,与基于 UDP 的协议相比具有安全可靠的优势,包括支持网络地址转换器(NAT)和防火墙的能力。Thread 1.3 标准化了 Thread 网络中 TCP 的使用,提供了新的固件更新机制。

  3. Thread 1.3 新特性

  为了实现上述新内容,Thread 1.3 引入以下新特性,主要有三点:跨 Thread Border Router 的 IPv6 连接、基于 DNS 的服务发现、支持TCP。

  3.1 IPv6 连接

  Thread Border Router 负责在 Thread 网络和基础设施网络之间提供 IPv6 可达性。基础设施网络是指家庭或商业建筑中存在的主要网络基础设施。Thread 网络与基础设施网络之间使用可路由的 IPv6 地址进行通信,这一地址称为 Off-Mesh Routable 地址 (OMR)。OMR 地址可以是 IPv6 全球单播地址 (GUA)、IPv6唯一本地地址 (ULA) 或未来 IETF 规范中定义的其他可路由 IPv6 单播地址。Thread Border Router 会在基础设施网络通过 IPv6 ND Router Advertisement 广播 OMR 地址前缀,同时在 Thread Network Data 中包含基础设施网络的路由信息并广播给其它 Thread 设备。Thread 终端设备、Thread Border Router 和基础设施网络设备三者之间形成完整的通信链路。

  3.2 基于 DNS 的服务发现

  基于 DNS 的服务发现(DNS-SD) 允许 Thread 网络广播它们提供的服务,并提供访问该服务所需的信息,服务发现过程由服务器和客户端两方共同实现。为了在 Thread 网络快速、可靠的进行服务发现,Thread 1.3 规定所有 Thread Border Router 需要实现三个相关功能来支持双向单播服务发现:1)Thread 服务注册表,2)服务发布代理,3)服务发现代理。Matter 设备之间也通过服务发现方式来发现设备节点、传递网络信息,建立通信路径,以创建安全会话、配对应用层 end points,然后读取 cluster 属性并发送cluster 命令。

  3.3 支持 TCP

  TCP 对于一个 Thread 设备来说是可选的,Thread 1.3 版本的设备可以实现 TCP 启动器或者侦听器角色。TCP 适合高效的批量数据传输,批量传输的示例包括向 Thread 设备发送固件更新,以及从 Thread 设备检索调试日志文件。发起批量传输的节点可以是 Thread 网络上的另一个节点,或者是 Thread 网络外部通过 Thread 边界路由器进行通信的节点。然而现有的 TCP 实现还无法在无线 Mesh 网络和较小的 IEEE802.15.4 数据帧内工作,因此,Thread 1.3 定义了在 Thread 网络上实现 TCP 所需的元素和参数值。

  泰凌微电子关于Thread 1.3版本的进展

  泰凌微电子作为 Thread Group 的成员公司和芯片厂商,第一时间将Thread 1.3 移植到 TLSR9 系列芯片平台上,并在2022年12月获得 Thread 1.3 认证证书,近期也完成了Thread 1.3 Border Router的认证测试。泰凌微电子的 Matter over Thread 方案正是基于 Thread 1.3 实现,目前已帮助多个 Matter 终端产品获得认证。