Thread: como funciona e porque é tão promissor

Automação residencial está se tornando cada vez mais comum, com dispositivos conectados que variam de interruptores e sensores a robôs. No entanto, a conectividade desses dispositivos ainda é um desafio, com muitos dispositivos que não se comunicam bem entre si, resultando em uma experiência não muito agradável.

É aí que entra o Thread – uma solução de rede sem fio projetada para melhorar a conectividade dos dispositivos e permitir a interoperabilidade entre eles.

Neste artigo vou te explicar o que é o Thread, como ele funciona e quais suas principais diferenças para outras tecnologias semelhantes.

O que é o Thread?

O Thread, assim como o ZigBee, é um protocolo. Ou seja, é uma série de regras que definem um padrão que dispositivos devem seguir. Uma vez que isso seja feito corretamente, o dispositivo está de acordo com o padrão e conseguirá se comunicar com todos os outros dispositivos que também seguem esse padrão.

O protocolo Thread é um padrão de rede sem fio baseado em IP que usa a tecnologia de malha para conectar dispositivos de automação em uma rede. Ele foi desenvolvido pela Thread Group, uma organização sem fins lucrativos formada por empresas líderes em tecnologia, incluindo Apple, Google, Samsung e muitos outros.

O protocolo foi projetado para ser fácil de usar, seguro, escalável e altamente interoperável, permitindo que os dispositivos se comuniquem de forma eficiente e confiável.

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Como o Thread funciona?

O Thread usa a tecnologia de malha, o que significa que os dispositivos se comunicam diretamente uns com os outros, em vez de enviar todos os dados para um único ponto de acesso. Isso permite que os dispositivos sejam mais independentes, reduzindo a dependência de um único ponto de falha.

No ZigBee, por exemplo, é necessário um hub e toda a comunicação entre os dispositivos acontece através desse hub. Se por algum motivo ele falhar, a rede toda fica indisponível. O Thread resolve esse problema permitindo que os dispositivos possam se comunicar diretamente, sem a necessidade de um coordenador central e único.

O protocolo Thread é construído em torno do protocolo de internet (IP), o que significa que os dispositivos podem se comunicar diretamente com outros dispositivos em uma rede IP.

Além disso, o protocolo Thread usa o IEEE 802.15.4 como sua camada física, que é uma especificação de rede sem fio de baixa potência. Isso significa que os dispositivos podem ser alimentados por baterias e ter uma vida útil de anos. Isso é uma grande vantagem quando comparamos a dispositivos Wi-Fi, por exemplo.

Componentes

Uma rede Thread possui diversos componentes, mas aqui vou me resumir a três: dispositivos finais, roteadores e roteadores de borda.

O dispositivo final (ou end-device) é um dispositivo que acessa e faz parte da rede. Ele pode enviar e receber mensagens mas ele não consegue rotear o sinal. Ou seja, ele não tem capacidade de aumentar a rede Thread. Em geral, sensores e dispositivos a bateria são dispositivos finais.

Já o roteador é um dispositivo que nem o dispositivo final, ou seja, faz parte da rede, envia e recebe mensagens, mas além disso também roteia o sinal. Ou seja, o sinal da rede Thread chega ao roteador e ele aumenta esse sinal a partir dele mesmo.

Quanto mais roteadores você tiver, mais alcance sua rede terá. Em geral, dispositivos sempre conectados a energia (como lâmpadas e interruptores) são roteadores.

Por fim, o roteador de borda é um roteador que faz a interface entre o Thread e uma rede externa, como a internet. O roteador de borda faz parte da rede e a gente consegue acessar e controlar os dispositivos Thread através desse roteador.

Além disso, existe o líder que é um dispositivo que faz parte da rede e faz todo o seu gerenciamento (como permitir entrarem novos dispositivos na rede). Caso o líder fique indisponível, a rede elege um novo líder.

Quais são os benefícios do protocolo Thread?

O protocolo Thread oferece vários benefícios para a conectividade de dispositivos de casa inteligente. Aqui estão alguns dos principais:

  • Conectividade fácil: o protocolo é fácil de configurar e conectar dispositivos em uma rede. Isso torna mais fácil para os usuários adicionarem dispositivos à rede, sem a necessidade de conhecimento técnico avançado.
  • Segurança: o protocolo foi projetado com segurança em mente, usando criptografia avançada e autenticação de dispositivo para proteger a rede contra ataques maliciosos.
  • Escalabilidade: o protocolo é altamente escalável, o que significa que pode suportar uma grande quantidade de dispositivos em uma rede. Isso permite que as redes Thread sejam expandidas facilmente à medida que mais dispositivos são adicionados.
  • Interoperabilidade: o protocolo é altamente interoperável, permitindo que dispositivos de diferentes fabricantes se comuniquem entre si. Isso significa que os usuários podem escolher os dispositivos que melhor atendem às suas necessidades, em vez de ficarem restritos a uma única marca ou fabricante.
  • Baixo consumo de energia: o protocolo é projetado para ser altamente eficiente em termos de energia, o que significa que os dispositivos podem funcionar por longos períodos de tempo sem precisar de recarga ou troca de bateria.
  • Latência baixa: o protocolo oferece uma latência baixa, o que significa que os dispositivos podem se comunicar rapidamente entre si, resultando em uma experiência do usuário mais responsiva.
  • Conectividade confiável: o protocolo usa a tecnologia de malha, o que significa que os dispositivos se comunicam diretamente uns com os outros, em vez de enviar todos os dados para um único ponto de acesso. Isso torna a conexão mais confiável, reduzindo o risco de interrupções na comunicação.

Como o protocolo Thread pode ser usado?

O Thread pode ser usado em uma ampla variedade de aplicações, incluindo automação residencial, gerenciamento de edifícios, iluminação inteligente, sistemas de segurança e muito mais. Aqui estão alguns exemplos de como o Thread pode ser usado na prática:

  • Iluminação inteligente: as lâmpadas inteligentes podem ser conectadas em uma rede Thread, permitindo que os usuários controlem as luzes de forma centralizada e programem as luzes para ligar e desligar automaticamente.
  • Automação residencial: o protocolo Thread pode ser usado para controlar uma variedade de dispositivos domésticos inteligentes, como termostatos, sistemas de irrigação e eletrodomésticos.
  • Segurança doméstica: os sensores de segurança podem ser conectados em uma rede Thread, permitindo que os usuários monitorem sua casa de forma centralizada e recebam alertas em tempo real em caso de intrusão ou outros eventos.
  • Gerenciamento de edifícios: o protocolo Thread pode ser usado para conectar uma variedade de dispositivos em um prédio, incluindo sistemas de iluminação, HVAC, sistemas de segurança e muito mais. Isso pode ajudar a reduzir os custos de energia e melhorar a eficiência operacional do edifício.

Diferença do Thread e ZigBee

O ZigBee e o protocolo Thread são duas tecnologias de rede sem fio que foram desenvolvidas para suportar dispositivos de casa inteligente. Embora as duas tecnologias compartilhem algumas semelhanças, existem algumas diferenças importantes entre elas.

Uma das principais diferenças entre o ZigBee e o Thread é que o ZigBee foi projetado especificamente para suportar a automação residencial e os dispositivos de controle industrial, enquanto o Thread foi projetado para ser uma solução mais abrangente que pode suportar uma ampla variedade de aplicações.

Uma diferença importante entre o ZigBee e o Thread é a topologia da rede. O ZigBee usa uma topologia em estrela, onde todos os dispositivos se comunicam diretamente com um hub central. Isso significa que, se o hub falhar, toda a rede poderá ser afetada.

O Thread, por outro lado, usa uma topologia em malha, onde cada dispositivo pode se comunicar diretamente com outros dispositivos na rede. Isso torna a rede mais resiliente e reduz a possibilidade de falhas.

Por fim, em termos de segurança, o ZigBee usa criptografia AES-128 para proteger as comunicações da rede, enquanto o Thread usa criptografia AES-CCM para proteger as comunicações. Ambos os protocolos oferecem um alto nível de segurança, mas a implementação específica pode variar entre fabricantes e dispositivos.

Em resumo, enquanto o ZigBee e o protocolo Thread compartilham algumas semelhanças, como suporte para redes de baixa potência e baixo consumo de energia, existem diferenças importantes entre os dois em termos de topologia de rede, suporte para IPv6 e segurança.

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Conclusão

O protocolo Thread é uma solução de rede sem fio altamente eficiente e escalável que foi projetada para melhorar a conectividade e a interoperabilidade. Com o Thread, os dispositivos podem se comunicar diretamente uns com os outros em uma rede de malha, permitindo uma conexão mais confiável e eficiente.

O protocolo Thread também oferece segurança avançada, escalabilidade, baixo consumo de energia e latência baixa, tornando-o uma solução atraente para uma ampla variedade de aplicações. Se você está procurando uma solução de rede sem fio para melhorar a conectividade e a interoperabilidade da sua rede, o protocolo Thread é uma opção a ser considerada.

No entanto, é importante lembrar que o protocolo Thread é apenas uma das muitas opções disponíveis para redes de automação. Antes de escolher uma solução de rede sem fio para seus dispositivos, é importante considerar as necessidades específicas de sua aplicação, bem como as opções disponíveis no mercado.

Em resumo, o protocolo Thread é uma solução de rede sem fio altamente eficiente e escalável que pode ser usada para melhorar a conectividade e a interoperabilidade da automação residencial. Com segurança avançada, escalabilidade, baixo consumo de energia e latência baixa, o protocolo Thread é uma opção atraente para uma ampla variedade de aplicações.

Até a próxima, tchau!

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