Thread 1.2 представлен в новом nRF Connect SDK 1.4

Представленная осенью прошлого года версия 1.2 стандарта Thread описала ряд технологий направленных на масштабирование сетей Thread: появилась поддержка больших сети (до 16384 узлов), что позволило сменить ориентацию на зданий и промышленные применений.
Основные нововведения: объединения сегментов и масштабирования через Backbone Router (BBR).

Если ранее основным применением для Thread многими считался дом/квартира или небольшое помещение, то сейчас можно говорить про здания и заводы. Основным ограничениями был размер сети: 350 узлов в одной сети. Теперь же до 511 конечных (low-power) устройств может быть подключено на роутер (узел). Так как в одной подсети может быть до 32 роутеров (включая лидера), то общее число устройств в сегменте сети может быть до 16384. Это рост почти в 47 раз.

Вторым кардинальным усовершенствованием является новый класс устройств - позвоночный роутер (Backbone Router (BBR)), который позволяет объединять несколько сегментов LPWAN в рамках одной более крупной сети LAN. Тем самым решается проблема объединения и ограничения на количество узлов в одной сети.

Подключить новый сегмент сети можно просто подключив BBR к общему каналу данных и задав общую для нескольких сегментов маску IPv6. Позвоночные роутеры сами найдут друг друга и настроят маршрутизацию между сегментами сети. Как следствие, можно легко масштабировать решение на крупные объекты, например улицу из нескольких домов. Достаточно развернуть в каждом доме по сегменту, а потом объединить их общим каналом через позвоночный роутер. Добавление нового дома в общую сеть также не будет проблемой - достаточно скопировать подсеть с соседнего дома изменив адрес подсети, таким образом, чтобы он входил в адресное пространство улицы и позвоночные роутеры автоматически объединят сегменты в общую на улицу сеть..

Одновременно с тем ещё больше упрощён процесс интеграции с обычными IP сетями:

• Улучшили массовый мультикаст до Multicast Listener Discovery v2 (MLDv2), это упрощает интеграцию с крупными сетями. Можно подписываться на рассылки IPv6. Они могут проходить через BBR.
• Теперь можно объединять сети через Thread Domain Prefix, для этого используются Domain Unicast Addresses (DUA) и IPv6 Neighbor Discovery (ND) Proxy. BBR сами находят друг друга и если соответствующим образом настроены, то внешне и изнутри выглядят, как одна сеть.

Добавили интеграцию с BLE в стандарте:

• смартфоны выглядят родными устройствами в сети, теперь можно легко добавлять (provisioning) Thread устройства со смартфона.

Добавили новый класс устройств для устройств с батарейным питанием - Synchronized Sleepy End Devices (SSED).  с функцией синхронизированных подписок для спящих устройств 

• Традиционно спящие устройства должны были пробуждаться и запрашивать информацию сверху сами периодически с неким интервалом. Теперь же можно настроить их таким образом, что все спящие одного родителя засыпали и просыпались на получение посылки от родителя одновременно.

В доступной ранее Thread v.1.1.1 были реализованы основные функции ячеистой сети:

• Все сетевые уровни:
  • IPv6
  • 6LoWPAN
  • IEEE 802.15.4 с поддержкой безопасности на уровне MAC
  • Установление соединения с сетью
  • Ячеистая маршрутизация (Mesh Routing)
• Все роли устройств
  • Маршрутизатор
  • Подходящее для маршрутизатора конечное устройство (REED) - может быть повышено до маршрутизатора
  • Full End Device (FED) - не может быть повышен до маршрутизатора
  • Грачиный роутер (Border Router)

В новой версии 1.4 nRF Connect SDK поддерживаются функции из последней редакции Thread:

• Enhanced Frame Pending
• Enhanced Keep Alive
• Thread Domain Name

Кроме того в экспериментальном режиме поддерживаются следующие фунции:

• Domain Unicast Addresses.
• Multicast Listener Registration.
• Backbone Router.

Выход экспериментальных функций в состояние серийного производства запланирован на первую половину 2021 год. Однако, опробовать и начать разработку можно уже сейчас. Выход в открый доступ ПО от Nordic традиционно означает, что его можно использовать в новых разработках, даже, если функционал помечен, как экспериментальный.

На прошедшем в начале ноября вебинаре был наглядно показан процесс разработки устройств на Thread с применением Zephyr RTOS,

Видео в первую очередь будет полезно разработчикам ПО, так как большая часть инструментов ориентирована на них, однако, будет интересно и для схемотехников и руководителей проектов, так как наглядно показывает возможности по конфигурации и переносимости кода под другую аппаратную платформу. Это всё достигается силами инструментов Zephyr OS.

Записи других вебинаров Nordic Semiconductor можно на официальном сайте или YouTube-канале.