消費者選擇智能設備，旨在改善家庭的安保水平，提升安全性、便利性、節能效果，以及健康保障。雖然單個設備的特性和功能能夠滿足用戶需求，但在整個智能家居網絡中，互操作性問題卻困擾著許多用戶。隨著設備數量的增加，通過Thread、Wi-Fi和藍牙等多種技術標準來管理多個接口常常讓用戶感到力不從心。

Matter借助其行業標準框架，有效解決了智能家居領域的碎片化難題，促進了設備間的無縫互聯、穩定性與安全性。它獨立支持Wi-Fi、Thread和以太網，使開發者、設備制造商及消費者能夠專注于應用與用例本身，而無需過多關注技術或標準細節，為構建更加兼容、高效的智能家居生態打下基礎。

圖1，物聯網生態系統的早期階段（左）和支持Matter的新生態系統（右）

Matter通過單一接口為物聯網制造商、平臺供應商（如亞馬遜、谷歌、蘋果）以及智能家居設備市場提供了必要的互操作性和控制能力。圖2展示了Matter帶來的主要推動因素。

圖2，圍繞Matter的主要驅動因素

Matter通過標準化開發和產品認證支持來簡化智能設備生態系統。這使得零售商能夠解決消費者對無線生態系統和互操作性的擔憂。

那么，在Matter的整體架構中，無線通信協議Thread又扮演著怎樣的角色？Thread是基于 IEEE 802.15.4 標準構建的一種低功耗無線網絡協議，并采用互聯網協議第6版 （IPv6）作為其網絡層協議。Thread具備多項優勢，包括強大的加密功能、低延遲通信以及低功耗設計，同時支持單個網絡內容納數百個設備。

這種無線技術專為支持Matter的智能家居設備而設計，有助于增強Matter設備的整體性能、容量和覆蓋范圍。在本文后續部分我們將更深入地探討Thread，但在此之前，讓我們先快速了解一下Matter。

Matter 及其軟件架構棧

如圖3所示，Matter采用分層架構，底層是物理層，頂層為應用層，并整合了多種IP技術，包括傳輸控制協議（TCP）和用戶數據報協議（UDP）——均為用于網頁瀏覽的常見協議。在核心層面，Matter使用IPv6。IPv6作為一種互聯網層協議，能夠在各種網絡中實現端到端的數據傳輸，常見于筆記本電腦和智能手機等日常設備中。

圖3，Matter分層架構

這一框架使Matter能夠在基于IPv6的傳輸協議上建立安全的應用層，從而促進消息路由。與當前的藍牙或Zigbee等系統不同，使用IP技術使所有網絡設備都能直接通信——例如，您的筆記本電腦可以使用Wi-Fi與支持IP的燈泡實現交互，而無需基于云的翻譯或網關解析。

此外，Matter支持多種物理層連接方式，包括以太網和Wi-Fi。它還引入了通過Thread協議使用Matter的選項；這種支持Thread的標準提高了電池供電設備的響應速度與能效表現。接下來，我們將探討Thread如何為更高效、更可靠的家庭網絡提供所需的推動力。

Thread的技術優勢

Thread是一種專為電池供電設備等低功耗物聯網設備設計的無線網狀網絡標準。其低功耗特性顯著延長了電池壽命，非常適合應用睡眠模式運行的終端設備，如恒溫器、門鎖和家庭傳感器。

Thread的設計旨在使物聯網設備運行更快、故障點更少、功耗更低，并實現更加無縫的互聯互通。它特別針對那些需要長時間休眠、僅短暫喚醒發送數據后再次進入休眠狀態的設備進行優化。

總體而言，Thread是一種低功耗、高速率通信標準，能夠創建網狀網絡。這使得它能夠在網絡中具備冗余能力，通信速度也優于藍牙和低功耗藍牙（BLE）。

Thread網絡中只需要一個邊界路由器，它可以內置于任何Wi-Fi網絡設備中，如燈泡、恒溫器等。然而，網絡中的邊界路由器越多，網絡就越高效、越可靠。如圖4所示，配備更多支持Thread的設備和邊界路由器，可以增強網絡的效率及可靠性。

圖4，Matter的物聯網智能家居生態系統

Thread創建了一個網狀網絡，使得燈泡、恒溫器、照明開關、智能窗簾、傳感器等設備能夠相互通信，而無需每次都回傳至Wi-Fi或網絡中繼器或網橋。Thread網絡不需要中繼器，因為如果網絡中的某個設備出現故障，數據會自動通過其他設備進行轉發（例如另一個燈泡或傳感器）。

Thread的互操作性與未來適應性

理想的智能家居將擁有一個普遍兼容的設備生態系統，無論制造商是誰，設備之間都能相互通信；這正是Matter的目標。為了實現這一目標，Matter必須采用一種能夠確保未來適應性的技術標準。投資Thread這樣的技術就能保證這一點，因為它被設計為能夠隨著時間的推移而不斷進化；例如通過Thread 1.4.0等更新，為家庭物聯網的未來發展做好準備。作為一種基于IP的開放技術，Thread不依賴于特定制造商或市場策略。

物聯網將很快擁有幾乎無延遲或延遲難以察覺的設備。Thread協議面向這些低延遲、高吞吐量、實時場景而設計；無論是將數據傳輸到云端，還是在網絡設備間傳輸，它都能以最小的延遲確保有效性和效率。Thread還支持多路徑路由，因此隨著更多基于Matter的物聯網設備面向消費者推出，它們也能輕松接入現有網絡。

在網絡中，安全性始終至關重要，而在物聯網領域，安全漏洞是一個令人擔憂的問題。Thread構建了一個高度安全的網狀網絡，采用金融級安全加密技術。Thread對所有網絡數據流量都采用128位高級加密標準（AES），為用戶提供高階安全保障。

Thread所帶來的優勢：

增強的靈活性： Thread允許每個設備在自修復、自組織的網狀網絡中充當微型中繼器。無需中央控制節點，即使某個設備離線，也能確保網絡持續運行。

互操作性： Thread基于互聯網協議（IP），意味著它可與所有基于IP的設備直接通信，如智能手機、平板電腦、計算機和Wi-Fi路由器。

低延遲： 基準測試顯示，Thread是一種低延遲的通信標準。

安全性： Thread通過為所有網絡流量使用128位AES加密、采用金融級的安全措施來防護常見的安全漏洞，并為每個設備分配唯一的網絡密鑰，以防止未經授權的訪問，確保所有通信都經過加密且防篡改，從而為物聯網和智能家居打造高度安全的網狀網絡。

自修復： 如果某個路由器或邊界路由器離線，其它設備將自動接管其功能，確保網絡穩定可靠。

易于設置和集成： Thread使用IP協議，使開發者和制造商可以與產品和用戶保持直接通信；利用標準的互聯網工具，能夠更快地將產品推向市場，并隨著時間的推移對應用層和云服務進行更新。

實時通信： Thread專為低延遲和高吞吐量場景而設計，通過支持多徑路由，確保在設備離線或超出覆蓋范圍時仍能維持通信可靠性，無單一故障點。

可擴展網絡： 作為一種低功耗、低延遲的無線協議，Thread支持最多250臺設備接入。通過邊界路由器構建網狀網絡，無需中心中繼器或橋接設備，各設備之間可直接通信。作為一種低功耗、低延遲的無線協議，Thread支持最多250臺設備接入。通過邊界路由器構建網狀網絡，無需中心中繼器或橋接設備，各設備之間可直接通信。

高度兼容： Thread利用現有的技術和2.4GHz頻段上的IEEE 802.15.4無線電實現全球部署，具有能效高和易于安裝的特點，其開放標準以及主流品牌的支持增強了在Thread網狀網絡中的兼容性與集成性。

更低功耗： 以路由網狀方式運行，設備主動尋找最佳路由，從而降低功耗和延遲。

克服 Matter/Thread 發展中的阻礙

當然，Thread和Matter的發展并非一帆風順，至少目前還不是。但就像Wi-Fi和藍牙剛起步時一樣，它們也面臨過一些阻礙。最終，Matter的主導者選擇了Wi-Fi和Thread作為其無線通信技術。

連接標準聯盟（CSA）和Thread 工作組（Thread Group）意識到了這些阻礙，因而通過整合競爭對手的技術來推動Thread的采用。例如，Thread使用藍牙進行初始設備發現，并允許ZigBee的應用層在其網絡上運行，以確保與現有ZigBee軟件的兼容性。

與任何新標準一樣，Thread也面臨著挑戰，其普及需要時間。然而，Thread帶來的諸多優勢最終將使其成為安全物聯網Matter設備的首選標準之一。

最終，Thread的整體解決方案需要平臺和制造商就一種統一的方法達成一致，以便在設備間共享網絡憑證，并創建一個行業標準，用于在家中安全地建立統一的Thread網絡。如今，CSA和Thread工作組正通過鼓勵團結和制定清晰的戰略路線圖，果斷地應對這些阻礙。

結語

本文深入探討了Matter和Thread如何共同提升物聯網領域的發展，為智能家居設備提供了一個強健的技術框架。Matter通過其開源、基于IP的標準簡化了網絡復雜性，確保了設備間的互操作性；該標準支持多種物理層，包括以太網、Wi-Fi和Thread。Thread專為與Matter互補而設計，擅長創建高效、可靠的網狀網絡，支持多種設備，且無需中央控制節點。其特點，如低延遲、采用128位AES加密的高安全性，以及自修復能力，解決了當前物聯網面臨的許多挑戰。盡管面臨阻礙，但得益于行業中各廠商間的協作，市場正在涌現網絡憑證共享的標準化解決方案，旨在減少平臺碎片化，提升智能家居的用戶體驗。Matter和Thread的共同努力正在為構建一個普遍兼容、可擴展且安全的物聯網生態系統奠定基礎。