Giao thức Thread là gì? Thread đóng vai trò như thế nào trong ngôi nhà thông minh?

Khi nhắc đến Thread, nó không đơn thuần là một giao thức kỹ thuật. Đó là chiến lược kết nối các thiết bị IoT, giúp ngôi nhà và tòa nhà thông minh hoạt động mượt mà hơn.

Hãy cùng KNXStore tìm hiểu về các kiểu giao thức trong mạng Thread và cách nó thay đổi hệ thống thông minh trong tòa nhà của bạn.

Thread là gì?

Thread là một công nghệ mạng lưới mesh mang tính cách mạng, cho phép giao tiếp liền mạch giữa một loạt các thiết bị thông minh. Cụ thể như thế nào, hãy cùng KNXStore đi qua lần lượt các điểm đáng chú ý dưới đây nhé!

Trước khi Apple gia nhập vào tháng 8 năm 2018, hầu như không ai thực sự chú ý đến Thread Group, mặc dù những công ty như Google và Amazon đã là thành viên từ trước đó. (Thread Group là một nhóm các công ty hỗ trợ giao thức mạng lưới mesh có tên gọi là Thread).

Thay vào đó, tất cả sự chú ý đều đổ dồn vào Zigbee và Z-Wave, hai tiêu chuẩn đã được thiết lập cho nhà thông minh, và điều đó là có lý do của nó. Trên thị trường lúc bấy giờ đã có quá nhiều thiết bị thông minh trên thị trường hỗ trợ cả Zigbee và Z-Wave. Thậm chí các công ty lớn như Samsung, Abode và Amazon còn xây dựng các trung tâm riêng cho chúng.

Thread là một giao thức có khả năng kết nối và giúp các thiết bị thông minh giao tiếp liền mạch

Nhưng Thread có thể là giao thức không dây quan trọng nhất cho ngôi nhà thông minh trong tương lai, đặc biệt khi nó trở thành giao thức của sáng kiến nhà thông minh Matter. Đã có một số thiết bị nhà thông minh Matter sử dụng Thread.

Vì vậy, một công cuộc cải tiến mới đã bắt đầu – các công ty như Apple, Amazon, Google và Nanoleaf đã giới thiệu các Thread Hub (còn gọi là bộ định tuyến biên Thread), rất có thể chúng đã có mặt trong nhà bạn.

Nhưng Thread thực sự là gì, nó hoạt động như thế nào, nó có liên quan gì đến Matter và nó sẽ cải thiện ngôi nhà thông minh của bạn như thế nào?

Thread hoạt động như thế nào?

Thread là một giao thức mạng lưới mesh công suất thấp được thiết kế để kết nối tất cả các thiết bị hệ thống tòa nhà thông minh, nhưng đó không phải là điểm nổi bật duy nhất. Điều đặc biệt ở giao thức này đó là tập đoàn Thread Group đang thúc đẩy một tiêu chuẩn để có thể giải quyết một số vấn đề của nhà thông minh.

Các thiết bị trong mạng Thread có thể tiếp tục hoạt động độc lập ngay cả khi không có kết nối đến Border Router

Cụ thể, theo Thread Group, việc giao tiếp giữa các thiết bị có thể gặp khó khăn. Trong một số trường hợp, các thiết bị khi đang giao tiếp vẫn sẽ gặp tình trạng kết nối không ổn định và tiêu hao pin của thiết bị di động. Do đó, Thread được thiết kế để cho phép kết nối an toàn - một giải pháp thông minh cho các thiết bị mà không tiêu hao pin quá nhanh.

Mạng lưới Thread phủ rộng trên mọi lĩnh vực nhà thông minh

Mạng lưới Thread dần phủ rộng như thế nào?

Giống như Zigbee và Z-Wave, Thread có thể kết nối tất cả các thiết bị của bạn thành một mạng lưới mesh khổng lồ. Nhưng không chỉ vậy, Thread còn tiên tiến hơn nhiều. Giao thức này không yêu cầu một thiết bị điều khiển trung tâm để kết nối các thiết bị, mà chỉ yêu cầu một bộ định tuyến biên.

Bộ định tuyến biên Thread (Thread Border Router) sẽ có nhiệm vụ kết nối các thiết bị Thread với các mạng IP khác, chẳng hạn như Wi-Fi hoặc Ethernet.

Các hãng lớn như Apple và Amazon đang chuẩn bị sẵn sàng cho tương lai của nhà thông minh, đặc biệt khi Matter dần trở thành tiêu chuẩn chung. Việc tích hợp Thread Border Router vào các sản phẩm này không chỉ giúp tăng hiệu quả hoạt động mà còn đơn giản hóa trải nghiệm người dùng khi sử dụng thiết bị thông minh trong hệ sinh thái hiện đại.

Một vài ví dụ tiêu biểu nhất là, cả Apple HomePod Mini và Apple TV 4K - thế hệ mới nhất - đều có thiết bị Thread Border Router tích hợp sẵn. Hay Amazon cũng đã trang bị nó vào trong Echo thế hệ thứ tư, Echo Show 8 mới nhất và Echo Hub.

Google cũng tích hợp giao thức Thread vào các thiết bị của mình

Google cũng đã tích hợp radio Thread vào các thiết bị của mình trong nhiều năm và hiện tại, màn hình thông minh Nest Hub Max, Nest Hub thế hệ thứ hai và bộ định tuyến mạng lưới Google Nest Wifi, cùng với các thiết bị khác, đã được cập nhật giao thức Thread.

Một số hệ thống chiếu sáng thông minh của Nanoleaf cũng có bộ định tuyến biên Thread tích hợp sẵn và chắc chắn chúng ta sẽ thấy nhiều thiết bị trở thành bộ định tuyến hơn trong tương lai.

Rõ ràng, Thread đã xuất hiện trong danh sách các thương hiệu nhà thông minh hàng đầu. Điều này mở ra tiềm năng phát triển mạnh mẽ hơn cho hệ sinh thái thiết bị thông minh trong tương lai. Nhờ đó, người dùng sẽ dễ dàng tìm thấy nhiều giải pháp đa dạng hơn để xây dựng ngôi nhà thông minh như ý.

Giao thức Thread sẽ còn được ưa chuộng hơn nữa trong tương lai

Liệu Thread đã sẵn sàng để tích hợp vào nhà thông minh hay chưa?

Các thiết bị Thread được kết nối với nhau thông qua không có điểm lỗi duy nhất, điều đó cũng có nghĩa là mạng lưới "tự phục hồi". Vì vậy, nếu một thiết bị bị lỗi hoặc kết nối trở nên không ổn định, mạng lưới có thể điều chỉnh và tiếp tục hoạt động mà không bị gián đoạn.

Điểm tuyệt vời nhất là Thread được thiết kế để tương thích cao. Giao thức này sử dụng các tiêu chuẩn mở như IPv6 và 6LoWPAN. Điều này đồng nghĩa với việc tất cả các thiết bị của bạn sẽ có thể giao tiếp với nhau, bất kể được sản xuất bởi hãng nào.

Hiện tại, khi bạn muốn tích hợp các thiết bị nhà thông minh vào cuộc sống hàng ngày, bạn sẽ phải sử dụng các dịch vụ như HomeKit, IFTTT, Alexa và Google Assistant. Những dịch vụ này hoạt động như một chiếc điều khiển từ xa, giúp các thiết bị của bạn trông như là “phối hợp” với nhau một cách mượt mà. Ví dụ như khi bạn nói "ngủ ngon", cửa sẽ tự động khóa lại và đèn sẽ tắt đi.

Tuy nhiên, với Thread, các thiết bị của bạn có thể giao tiếp trực tiếp với nhau. Cụ thể, một chiếc đèn thông minh Philips cũng có thể “nói chuyện” trực tiếp với tủ lạnh LG mà không cần thông qua bất kỳ thiết bị hub hay dịch vụ trung gian nào.

Nhờ có Thread, các thiết bị dùng cuối có thể giao tiếp trực tiếp mà không cần thông qua bất kỳ thiết bị hay dịch vụ trung gian nào

Cơ chế bảo mật đầu cuối của Thread

Thread sử dụng mã hóa AES (Advanced Encryption Standard) - một tiêu chuẩn mã hóa tiên tiến, để bảo mật dữ liệu truyền tải trong mạng. Theo Thread Group, việc sử dụng AES giúp khắc phục các lỗ hổng bảo mật có thể xuất hiện ở các giao thức mạng khác.

Mặc dù các giao thức như Zigbee và Z-Wave cũng sử dụng mã hóa AES, nhưng Thread còn bổ sung thêm một lớp bảo mật cao hơn bằng cách sử dụng mã hóa khóa công khai cấp ngân hàng (bank-grade public-key cryptography). Điều này giúp nâng cao mức độ bảo mật và đáng tin cậy trong việc quản lý và truyền dữ liệu, đặc biệt trong các ứng dụng IoT và nhà thông minh.

Tính bảo mật này giúp công nghệ Thread có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực nhạy cảm như nhà thông minh, thành phố thông minh và tự động hóa công nghiệp, mang đến cho người dùng sự đảm bảo bảo mật vững chắc.

Các sản phẩm sử dụng giao thức Thread được kiểm tra kỹ càng với quy trình nghiêm ngặt để đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả

Quy mô thiết bị trong mạng lưới Thread

Mạng Thread trong nhà bạn có thể hỗ trợ hơn 250 thiết bị cùng lúc. Ngoài ra, mạng này cho phép các thiết bị truyền dữ liệu qua nhiều bước nhảy (hops), giúp mở rộng phạm vi hoạt động và độ phủ sóng của mạng.

Nhờ tính năng tiết kiệm năng lượng của Thread Group, các thiết bị sử dụng pin AA có thể hoạt động trong nhiều năm. Điều này đạt được nhờ mạng Thread chạy trên chuẩn IEEE 802.15.4 MAC/PHY, một giao thức mạng hiệu quả năng lượng, đồng thời tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng thông qua cơ chế truyền tin nhắn ngắn gọn giữa các thiết bị.

Tin tốt là nếu thiết bị cũ của bạn đã hỗ trợ IEEE 802.15.4, bạn có thể tận dụng Thread mà không cần mua mới, chỉ cần cập nhật phần mềm. Điều này giúp tiết kiệm chi phí và tận dụng tối đa thiết bị hiện có.

Điểm đặc biệt nổi bật của giao thức Thread

Thread được xem như một giải pháp vượt trội giúp các thiết bị nhà thông minh hoạt động nhanh hơn, an toàn hơn và ổn định hơn so với các giao thức truyền thống như Bluetooth hoặc Wi-Fi.

KNXStore sẽ lấy ví dụ thực tế về Nanoleaf Essentials và Thread để bạn có cái nhìn rõ hơn về vấn đề này.

Sự khác biệt giữa Thread và Bluetooth

Bạn có thể nhìn vào dòng sản phẩm thông minh Nanoleaf Essentials, một loại đèn thông minh tích hợp sẵn Thread và tương thích với HomeKit (Bóng đèn Nanoleaf Essential). Trước khi có sự xuất hiện của HomePod Mini – một bộ định tuyến biên (Border Router) hỗ trợ Thread, các đèn Nanoleaf này kết nối với trung tâm HomeKit qua Bluetooth.

Một ví dụ về thiết bị đèn thông minh Nanoleaf Essentials và sự kết nối giữa hai công nghệ khác nhau là Bluetooth và Thread

Khi sử dụng Bluetooth, kết nối này tuy ổn định, nhưng lại gặp tình trạng độ trễ cao, nghĩa là khi bạn ra lệnh bằng giọng nói, bấm nút trên ứng dụng Home hoặc thiết lập tự động hóa qua HomeKit, phản hồi của đèn sẽ không nhạy và xảy ra ngay lập tức. Điều này tạo ra trải nghiệm không mấy mượt mà cho lắm.

Ngược lại, khi sử dụng Thread, đèn Nanoleaf Essentials có thể giao tiếp nhanh chóng với hệ thống nhờ khả năng kết nối không dây mạng mesh. Bạn sẽ thấy kết quả gần như tức thời sau khi ra lệnh hoặc thiết lập.

Thread khác biệt so với Zigbee, Z-wave, Wi-fi như thế nào?

Mặc dù các giao thức như Zigbee và Z-Wave cũng rất nhanh, nhưng đây lại không phải là các giao thức được Apple hỗ trợ mạnh mẽ. Điều này đồng nghĩa với việc nhiều người dùng HomeKit gặp khó khăn khi muốn tích hợp các thiết bị Zigbee hoặc Z-wave.

Mặt khác, dù tốc độ xử lý nhanh và khá phổ biến, Wi-Fi cũng tiêu tốn rất nhiều năng lượng, điều này không tối ưu cho các thiết bị nhỏ chạy pin như cảm biến hoặc công tắc.

Một yếu tố quan trọng khiến Thread trở nên nổi bật chính là sự hậu thuẫn từ các công ty công nghệ lớn. Thread cùng với Wi-Fi và Bluetooth tạo thành xương sống của Matter, tiêu chuẩn nhà thông minh đa nền tảng. Điều này có nghĩa là các thiết bị dùng Thread sẽ dễ dàng tích hợp vào hệ sinh thái Matter, cho phép hoạt động mượt mà giữa các thương hiệu khác nhau.

 Thread sẽ dễ dàng tích hợp vào hệ sinh thái Matter như thế nào? Cùng đón xem bài viết tiếp theo tại knxstore.vn nhé!

Qua những thông tin trên, có thể nói rằng Thread không chỉ là một công nghệ mà còn đóng vai trò là cầu nối quan trọng giữa các thiết bị thông minh, hứa hẹn giúp chúng kết nối nhanh hơn, ổn định hơn và tiết kiệm năng lượng hơn. Trong các bài viết sau, KNXStore sẽ còn cập nhật nhiều thông tin liên quan đến Thread và Matter. Cùng chờ đón xem nhé!