什麼是 Thread？
如同 Z-Wave & ZigBee 通訊協定，Thread 是針對智慧家庭和智慧建築新型態場域，所設計新一代的網狀網路 （mesh network） 通訊協定。Thread 為了實現真正「點對點」的設備通訊功能、跨越各種廠牌智慧中控主機（Hub）整合困難問題，針對 IEEE 802.15.4 協定標準（ZigBee 採用的協定標準）做了很大的改進，成為一個基於 IPv6 、低功耗網狀網路技術的設備通信系統，支援 AES 加密傳輸，為智慧家庭與智慧建築提供更安全的環境。（註一）
Thread 與 Matter 的關係是什麼？
Thread 是下一代智慧家庭應用標準 Matter （過往我們稱之為 Connected Home over IP – CHIP） 所建議的設備連線選擇方案，Thread 在智慧家庭系統中是一個怎樣的存在？關於這個疑問，我們可以透過 Matter 系統架構圖中 Thread 的位置來說明：
由上圖我們可以看到，Matter 將整個智慧家庭系統切割成上下兩層 （Layer）：應用層 （Application Layer） 與網路層 （Networking Layer） 。
Matter 屬於「應用層」，負責定義設備的功能與屬性，也就是說用戶可以怎麼使用這個設備（如：開關電器、溫度設定、查詢濕度）；而 Thread 屬於「網路層」，負責連結設備與智慧家庭系統，主要差異是：過往設備是用 Z-Wave、ZigBee、藍牙連線、Wi-Fi 等不同傳輸方式連線，而未來智慧家庭系統的連線方式會以 Thread 為主流。
為何還需要 Thread 這樣一個新的標準？
你會有這樣的一個疑問，同樣作為低功耗的藍牙通訊標準 （Bluetooth Low Energe, BLE） 早已存在（且也有被納入 Matter 系統架構中），為什麼還需要再開發支援 Thread 的設備？這是因為 Thread 相對於 BLE、Z-Wave 或 ZigBee 有幾點優勢：
一、相較過往傳輸技術，Thread 反應更快
相對於 BLE、Z-Wave 或 ZigBee 的裝置（dev, device） 都需要中控主機（hub），才能建構出智慧家庭設備的整合應用，如人體感測器啟動客廳電燈應用，需要經過中控主機的資訊傳遞 （例如：感測器偵測到人體動態，會先將資訊傳遞到主機，主機再將燈光開啟；motion-hub-light），Thread 實現設備（dev）之間的點對點溝通能力 （感測器可以直接對燈光溝通，不需透過主機；motion-to-light），更能實現低延遲的設備反應能力。
並且 Thread 是基於 IPv6 的系統設計，相對於 ZigBee 等早期規格，與原本廣大的 Ethernet 網路 有著天然的相容性，相對於 BLE、Z-Wave 或 ZigBee 等就有智慧家庭通訊系統，具備更高的數據轉換傳輸速率。
二、Thread 有助於建構更穩定與彈性擴展的網狀網路
Thread 裝置之間彼此可互相溝通、自動建構通訊網路系統，其中具有中繼能力的 Thread 裝置（例如一顆智慧插座），會主動協助距離家庭中心較遠的邊緣 Thread 設備傳遞訊息，完成邊緣設備通訊支援，讓 Thread 網路中所有設備都能與邊緣設備通訊；
由於有多個中繼設備建構出多條通訊路徑，所以當某個中繼設備故障時，Thread 系統會自動選擇其他可用的中繼設備維持通訊，提升整體系統的容錯率；
用戶新增的裝置越多，Thread網路就越強大，覆蓋範圍也就越廣，擺脫大場域（透天別墅）需要多台中控主機（hub）串聯的昂貴系統建置費用。
智慧家庭設備廠商 Belkin 在 Thread 的介紹頁面中，展現各個設備透過 Thread 網路中設備可以相互通訊的網狀網路特性。
三、無需購買專用中控主機，不被系統廠商App綁架
選擇 Matter/Thread 讓你從專用智慧家庭中控主機綁定限制中解放出來，除了設備廠商提供的專用App，你還可以透過家中既有的 Apple HomePod mini （Apple TV 4K）、Google Nest Hub （2nd Generation） 或是 Amazon Echo （4th Generation） ，使用各家提供的智慧家庭 App，並享受智慧家庭的功能。
若是你現在家裡就已經有多個 Apple HomePod mini 在不同的房間，恭喜你，你家已經是適合使用 Thread 智慧家庭網路的環境了。
未來建置智慧家庭就選 Matter over Thread
由於 Matter 1.0 正式規格預計在 2022 年底公布，而各家設備廠商早以準備好支援 Matter 的產品，所以目前市面上提供 Thread 設備的廠商，全都宣告自己的 Thread 產品都是未來能升級成支援 Matter 的規格。
因此，若你目前正在考慮購買智慧家庭設備，你需要考量兩個層面，一個是「應用層」，你要選擇支援 Matter 規格的設備，另一個是「網路層」，你要選擇支援 Thread 規格的設備。
隨著 Matter/ Thread 智慧裝置增加，你的智慧家庭網路會越來越穩定，整合功能會越來越豐富，未來的智慧家庭將會跳脫被品牌設備商綁架的限制，不需為了擴增網路範圍而增加額外費用購買中控主機，也無需為了多個品牌設備安裝各自的專用 App，這也將讓您更能享受智慧家庭真正的便利與生活體驗。
註一：文字翻譯自Thread in Homes
註二：本篇文章部分內容筆者受啟發及引用自下方書籍。
程卫军；范彧；雷岳俊（2020）。基于 IPv6 的家居物联网开发与应用技术。中國：人民郵電出版社。
其他費米編輯室文章：
「FLH 費米編輯室」由一群熱衷於分享智慧家庭新知及產業資訊的人組成，這群人分布於多個部門，每個人的背景知識領域也各不相同，期待透過文章與更多對智慧家庭有興趣的讀者交流。有任何想討論的內容，也歡迎聯繫我們：[email protected]
