Thread-Protokoll

Das Thread-Protokoll ist ein auf IPv6 basierendes Protokoll für Smart Homes, Connected Living oder das Internet of Things (IoT), ausgerichtet auf Low-Power Mesh-Netze. Über das Thread-Protokoll können mehrere hundert Geräte untereinander vernetzt werden. Wie ZigBee benutzt das Thread-Protokoll für die beiden unteren Schichten, den Physical Layer (PHY) und das Medium Access Control (MAC) von 802.15.4.


Das Thread-Protokoll

Das Thread-Protokoll, das die Vermittlungs- und Transportschicht abdeckt, besteht aus dem 6LoWPAN-Protokoll, dem IP-Routing und dem UDP-Protokoll. Die durch einen Sicherheitsmechanismus abgesichert sind. Damit ZigBee-Komponenten unter dem Thread-Protokoll arbeiten, brauchen diese nur aktualisiert werden.

Protokollstack des Thread-Protokolls

Protokollstack des Thread-Protokolls

Was die einzelnen Schichten und Protokolle betrifft, so unterstützt 6LoWPAN (IPv6 over Low Power Wireless Personal Area Networks) das IP-Protokoll in Funknetzen und können darüber homogene Netze mit adressierbaren Ende-zu-Ende-Verbindungen aufbauen. Beim IP-Routing geht es um das Routing von Datagrammen über IP-Netze. Der beim Thread-Protokoll benutzte Routing-Algorithmus ist der Distance-Vector-Algorithmus (DVA). Bei diesem Algorithmus wird die kürzeste Route mit den wenigsten Hops durch das IP-Netz ermittelt. Und das UDP-Protokoll hat gegenüber dem TCP-Protokoll den Vorteil des wesentlich geringeren Overheads, was zur Energieersparnis beiträgt.

Der komplette Netzverkehr über das Thread-Protokoll einschließlich der Anwendung wird durch das DTLS-Sicherheitsprotokoll, Datagram Transport Layer Security Protocol (DTLS), abgesichert.

Der Aufbau von Thread-Netzen

Thread-Netz

Thread-Netz

Thread-Netze sind Mesh-Netze. Sie setzen sich zusammen aus den Endgeräten, den Thread-Routern, den Leadern und den Border- oder Edge-Routern. Ein Thread-Netz kann aus über 250 Geräten bestehen, die miteinander verbunden sind. Alle Geräte sind über ihre IPv6-Adresse und eine kurze Heimnetzadresse adressierbar. Über die Edge-Router haben externe Geräte Zugriff auf das Thread-Netz. Über sie werden die Daten weiter zur Cloud übertragen. Über diese Router können Smartphones und Tablets angeschlossen werden. Geräte können Router oder Endgerät sein. Routers agieren dann als Router, wenn es das Netzwerk erfordert. Leader sind Entscheidungskomponenten innerhalb des Netzwerks. Bei Ausfall eines Leaders übernimmt ein anderer Router die Funktion des Leaders. Sollte der Abstand zwischen zwei Thread-Knoten zu groß werden, dann kann die Entfernung über einen Router erweitert werden.

Wichtige Technische Daten von Thread

Was die Funkübertragung im Thread-Netz betrifft, so baut diese auf IEEE 802.15.4 auf. Das bedeutet, dass sie in Europa im Sub-GHz-Bereich bei 868 MHz und bei 2,4 GHz stattfindet. Die Datenrate ist wie bei anderen Low Power Netzen (LPWAN) relativ gering und beträgt bis zu 250 kbit/s. Die Latenzzeit liegt tyoischerweise bei 100 ms.

Die Spezifikationen werden von der Thread Group erarbeitet. Zu den Gründungsmitgliedern gehören ARM, BigAss, Freescale, Nest, Samsung, Silicon Labs und Yale.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Thread-Protokoll
Englisch: thread protocol
Veröffentlicht: 23.10.2017
Wörter: 427
Tags: #Sonstige WLANs
Links: 6LoWPAN (IPv6 over low power wireless personal area network), 868-MHz-Band, Algorithmus, Bitübertragungsschicht, Cloud