Es gibt unendlich viele Smart Home Protokolle: Zigbee, BidCos, Z-Wave, WLAN und Bluetooth sind nur einige Beispiele. Da kommt Thread ins Spiel, der neue energiesparende, sichere und internet-Basierte Mesh-Netzwerk Standard für IoT Geräte. Er verspricht viele Verbesserungen und wird bereits per Firmware-Update an verschiedene Geräte nachgereicht.
Alles, was du über Thread wissen musst, wie es funktioniert und was es für deine Zukunft im Smart Home 2023 bedeutet, erfährst du hier in diesem Artikel.
Neues Video von November 2022
Was ist Thread?
Thread ist ein energiesparendes, drahtloses, dezentrales, Mesh-Netzwerkprotokoll, entwickelt für eine einfache Integration des vernetzen Zuhauses (Smart Home). Es ist IP-basiert und setzt auf offene, bestehende Standards der Netzwerktechnik. Dadurch erlaubt es Geräten eine sichere, zuverlässige und Hersteller-unabhängige Verbindung zu „Zentralen“ (Thread Geräten mit Border Router Funktion) und in die Cloud.
Kurzum ein neuer Netzwerkstandard für deine Smart Home Geräte, der als globaler Standard gedacht ist und andere Funkprotokolle ersetzten soll.
Hier gehts zur Thread Group Webseite, auf der es weiter Informationen auf Englisch gibt. Die gibts aber auch hier 😉
Project Connected Home Over IP
Bevor wir zu tief abtauchen, sollte man wissen, von wem, wie und warum das Thread-Protokoll entwickelt wurde:
- Ins Leben gerufen wurde die Thread Group vom Project Connected Home over IP.
- Dieses Projekt ist eine Gruppe innerhalb der Zigbee Allianz (Zigbee ist ein Smart Home Funk-Standard).
- Ist ein Zusammenschluss aus verschiedenen Hersteller von IoT Geräten. (Smart Home Geräten)
- Das Ziel ist es, die Entwicklung von Geräten für Hersteller zu vereinfachen und die Kompatibilität der Geräte von Endkunden zu erhöhen.
Einige Hersteller im Projekt Connected Home Over Ip haben also gemeinsam den Funk-Standard Thread entwickelt, der quelloffen (open Source), gratis und einheitlich ist. Ziemlich cool, wie ich finde. Der Zentralen-Wahnsinn neigt sich dem Ende zu. Vor allem durch den neuen Smart Home Standard Matter, der die Kommunikation unter den Geräten verschiedener Smart Home System und Sprachassistenten, unabhängig vom benutzen Funk-Standard, vereinheitlichen soll. 😉
Wer macht bei Thread mit?
Jeder kann mitmachen, da der Standard ja aufgrund des Open-Source Quellcode keine Kosten mit sich bringt. Hersteller können diesen Funk-Standard „einfach“ in ihre Geräte integrieren und schon sind sie kompatibel. Weiter Informationen gibt’s unter openthread.io.
Aber es gibt Mitglieder, die einen Beitrag zahlen, um Zugang zu Testumgebungen und weitere Vorteile der Thread Group zu erhalten (die nehmen es ernst ;))
Diese Hersteller sind hier einzusehen, hier eine kleine Auswahl der bekanntesten:
- Amazon
- Apple
- eve
- Gardena
- Busch-Jaeger
- EATON
- LG
- OSRAM
- nanoleaf
- Samsung Smart Things
- Siemens
- somfy
- tado
- VELUX
- Viessmann
- Texas Instruments
- TÜV Rheinland
- Cisco
- DEKRA
- Danfoss A/S
Jap, da sind dicke Fische mit dabei, von denen jeder einen Teil zu Thread beitragen will. Zum Beispiel hatte Apple, Teile von HomeKit eingebracht.
Aber Achtung, das sind nicht die gleichen Mitglieder wie im Project Connected Home Over IP. Das wurde in den vergangenen Wochen falsch in diversen Medien kommuniziert!
Wie ist Thread aufgebaut?
Das Protokoll wurde von Grund auf entwickelt, um hohe Performanz bei niedrigem Energieverbrauch und hoher Sicherheit zu gewährleisten.
In Thread baut jedes Gerät eine Verbindung zu seinem nächsten Nachbarn auf, wie im von Thread benutzen Standard IEEE 802.15.4 definiert. Diesen Standard gibt es seit 13 Jahren, ist weit verbreitet und hat sich in der Praxis bewährt, z.B. beim Zigbee Standard.
Oben auf dem Bild sieht man den grundlegenden Aufbau:
- Die Border Router (Grenz-Router) ist eine Funktion, die in Geräten wie dem HomePod Mini integriert ist. Diese ermöglichen die Kommunikation mit den Geräten im Thread Netzwerk und deinen Endgeräten außerhalb.
- Der Router (rot) ist ebenfalls eine Funktion, die Thread-Geräte mit dauerhafter Stromversorgung mitbringen. Diese können das Mesh-Netzwerk erweitern und Sleepy end devices können mit ihnen kommunizieren (anstatt direkt mit den Border Routern). Unter anderem smarte Glühbirnen oder Steckdosen.
- Die Sleepy end devices sind smarte Thread Geräte, die über Batterie laufen und bei Bedarf senden. Das wird “Indirect Transmissions” genannt, Beispiele wären ein Fensterkontakt oder ein Rauchmelder
Mir gefällt am Aufbau vor allem, dass jedes eingesetze Geräte das Netzwerk erweitern kann und somit die Reichweite erhöht. In dieser Mesh Netzwerktechnologie gibt es auch keinen zentralen Knotenpunkt, sodass das eigene Smart Home man nicht mehr von einem einzelnen Knotenpunkt abhängig ist. Wenn z.B. ein Gerät mit Router-Funktion ausfällt, wird einfach der nächste angesprochen.
Außerdem wird hier auf Standard-Technologien wie WiFi-6, IPV6 und TCP aufgebaut, was die Integration in bestehende Geräte extrem erleichtert. Es wäre aufgrund der großen Ähnlichkeit vom Thread und Zigbee Netzwerk denkbar, dass diese Standards miteinander kompatibel werden könnten.
Auch Frank-Oliver Grün von digitalzimmer.de hat eine ähnliche Meinung:
Dass Zigbee und Thread auf demselben Übertragungsstandard basieren (IEEE 802.15.4), hat noch einen weiteren Vorteil. Sie können theoretisch dieselben Mikrocontroller zum Senden und Empfangen nutzen.
https://www.digitalzimmer.de/artikel/wissen/funkstandard-im-fadenkreuz-was-ist-eigentlich-thread/
Wie unterscheide sich Thread und Zigbee?
Prinzipiell ist der Aufbau der Netzwerkstruktur ähnlich, da beide auf demselben Standard aufbauen.
Aber, die Unterschiede ergeben sich primär für Hersteller:
- In Thread werden Geräte „normal“ adressiert und haben ihre eigene IP-Adresse, wie in deinem WLAN. So lassen sich Cloud-Systeme besser anbinden. Das gibt es zwar auch in Zigbee, ist aber bisher auf wenig Akzeptanz gestoßen.
- Der Application Layer ist in Thread offener definiert, sodass Hersteller hier besser mit verschiedenen Anwendungen kommunizieren können.
- Der Software Stack (der Aufbau) von Thread ist viel einfache und sauberer als von Zigbee. Geräte werden weniger Energie verbrauchen und es können ggf. kleiner Mikrocontroller eingebaut werden (die weniger kosten), da der Speicherbedarf und die Komplexität geringer ist.
Wie wird Thread das Smart Home verändern?
Für uns heißt das einfach, dass falls Thread sich durchsetzt (was aufgrund der Markt-Macht der Hersteller anzunehmen ist), alles über ein Funkprotokoll läuft und Geräte unabhängig vom Hersteller miteinander und mit unseren Endgeräten, wie Smartphones und Sprachassistenten, kommunizieren. Das ist ein Traum, ein großartiger Traum.
Falls du jetzt denkst, es ist ein Alptraum, weil du deine Geräte neu kaufen musst… Das denke ich nicht, zumindest nicht für alle.
Eve hat es vorgemacht, denn es gibt manche alten Geräte jetzt mit Thread Unterstützung, die einfach durch Firmware Updates nachgereicht wurde. Das ist möglich, da auf bestehenden Standards aufgebaut wird (einfach ausgedrückt auf Wi-Fi) und keine speziellen Funkmodule verbaut werden müssen.
Brauche ich für Thread einen neuen Hub oder eine neue Zentrale?
Nein, nicht direkt. Natürlich brauchst du ein Gerät, dass die Funktion eines Border Routers übernimmt. Aber theoretisch können Hersteller diese Funktion in bestehende Zentralen per Update integrieren, da es eine Funktion ist (Software). Aktuell gibt es folgende Thread “Zentralen”:
- Google Nest Wifi router (Thread Funktionalität noch nicht verfügbar)
- Google Nest Wifi point (Thread Funktionalität noch nicht verfügbar)
- Google Nest Hub Max (Marktstart für Deutschland noch unbekannt)
- Apple HomePod Mini*
Aktuell heißt es also abwarten oder HomePod Mini kaufen 😉
Welche Thread-Geräte gibt es?
Die bekanntesten Geräte, die ein Thread Update erhalten haben, sollten die HomeKit Produkte der Firma Eve Systems sein. Diese hatten bereits vor längerer Zeit angekündigt, für die aktuelle Generation der Eve Produkte entsprechende Firmware Updates anzubieten. Bald soll auch die aktuellen Generationen vom Eve Thermo und Eve Aqua folgen.
Aber es abgesehen von den Eve Geräten noch verschiedener Hersteller, die Unterstützung für Thread mit sich bringen:
Eine vollständige Liste zertifizierter Produkte gibt es hier.
Fazit zu Thread
Zigbee hat lange für smarte Beleuchtungen wie Philips Hue gute Dienste erwiesen, aber in anderen Bereichen zu kämpfen gehabt.
Thread ist das jüngere Protokoll, dass es scheinbar schafft, die Schwächen von Zigbee auszumerzen und noch mehr Vorteile für Hersteller und Kunden zu bieten. Vor allem der Rückenwind von Herstellern wie Google, Samsung und Apple könnte dazu führen, dass Thread das Protokoll der Zukunft wird.
Wenn Zigbee Geräte zukünftig Thread unterstützten oder „verschmelzen“, wäre alles perfekt. Aber ob das wirklich passiert, bleibt abzuwarten…
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