Si quieres elevar tu Smart Home a un nivel superior, Thread es la solución perfecta para ti.
Thread es un novedoso protocolo inalámbrico de red mallado, que está revolucionando las comunicaciones inalámbricas del mundillo del Smart Home. Y que ofrece numerosas ventajas frente a sus competidores, pero principalmente destaca por:
- Tiempos de respuestas super rápidos.
- No necesita un elemento central como él tipico Hub o concertador del fabricante del producto.
- Que la red mallada se auto gestiona sola frente a caídas de elementos que enrutan las señales. Haciendo que las caídas de las conexiones sean cosas del pasado.
En este tutorial aprenderás todo lo necesario para poder dar tus primeros pasos de forma firme con esta tecnología:
CARACTERÍSTICAS MÁS DESTACADAS
- Protocolo utilizado: Construido sobre estándares abiertos y tecnología IPv6 con IEEE 802.15.4 como base.
- Rango de frecuencia: Opera en la banda de los 2.4 GHz, la misma que WiFi, Bluetooth y Zigbee.
- Alcance: Se habla que puede llegar a tener un alcance de hasta 75 metros en interiores. Hasta 300 metros al aire libre parecido a Zigbee. Lo que pasa cómo entenderás que esto depende muchos factores.
- Velocidad de transmisión: Thread tiene una velocidad de transmisión de hasta 250 kbps
- Máximo de dispositivos por red: Con Thread se pueden conectar de manera fácil y segura más de 250 dispositivos a una red de malla inalámbrica de bajo consumo. Que también incluye acceso directo a Internet y a la nube para cada dispositivo.
- Consumo de energía: Es una tecnología de baja potencia, lo que permite que los dispositivos funcionen con baterías durante varios años sin necesidad de reemplazarlas.
- Seguridad: Thread tiene seguridad incorporada en la capa de red que autentica los dispositivos antes de unirse a la red y usa el cifrado MAC para los datos en la red.
¿CÓMO FUNCIONA EL THREAD?
Thread está construido sobre el estándar abierto IEEE 802.15.4 de red mallada al igual que el Zigbee. Pero incorpora una tecnología IPv6 que lo hace más avanzado. Obteniendo como resultado redes de subprocesos seguros, auto reparables, con una velocidad de respuesta rapidísima y muy confiables sin un solo punto de fallo.
Para comprender esta comunicación inalámbrica tan flexible y potente, analizaremos la topología con los elementos que la componen y su tecnología IPV6. Para que entiendas esta tecnología a la hora de incorporarla en tu Smart Home.
Comprende la topología de THREAD
Para que comprender mejor la topología y el funcionamiento de una red mallada Thread, hay que empezar sabiendo que la componen 4 estos elementos básicos:
- Thread Border Router: Este dispositivo tiene como función conectarse a la red de subprocesos a otras redes basadas en IP e Internet, como Wi-Fi o Ethernet. Una vez que un Thread Border Router está conectado a la red, se puede acceder de forma segura a todos los dispositivos Thread desde aplicaciones en un teléfono móvil o tableta, o desde un servicio en línea basado en la nube. Un ejemplo de estos dispositivos son aquellos que poseen varias conexiones Wifi + Thread, como por ejemplo un HomePod mini o un Google Hub.
- Leader Router: El líder de subprocesos es un router que es responsable de administrar el conjunto de routers en una red Thread. Se selecciona de manera dinámica para la tolerancia a errores, y agrega y distribuye información de configuración en toda la red.
- Router: Un router es un nodo que tiene como función, reenviar paquetes para dispositivos de red. Proporcionar servicios de puesta en marcha seguros para los dispositivos que intentan unirse a la red. Y mantener el transmisor habilitado en todo momento para conservar la cobertura de la red. Estos suelen ser dispositivos alimentados a corriente como enchufes, bombillas, etc.
- End Device: Un dispositivo final (ED) es un nodo que realiza las siguientes acciones. Se comunica principalmente con un solo router. No reenvía paquetes para otros dispositivos de red. Y puede inhabilitar su transceptor para reducir el consumo de energía. Esto es debido a que son dispositivos que funcionan a baterías como por ejemplo los sensores.
Lo maravilloso de una red mallada Thread, es con cada routers que instales aumentarás la cobertura. Pudiendo conectar de manera fácil y segura más de 250 dispositivos a una red de malla inalámbrica de bajo consumo. Que también incluye acceso directo a Internet y a la nube para cada dispositivo.
Como ves en esta imagen tan descriptiva y que te puede ayudar para comprender mejor una estructura de red mallada Thread. Una red Thread puede tener varios Border router que nos conecten a internet. Pero sólo habrá un líder que gestionará un máximo de 32 routers. Los cuales cada uno podrán gestionar a su vez un máximo de 64 dispositivos finales. Lo mágico de esta topología es que con cualquier tipo de falla en algunos de sus puntos se reconstruye sola, como verás en el siguiente punto.
Cambios de roles en los nodos
La magia real del Thread viene en la siguiente explicación. Ya que, los nodos que hemos descrito anteriormente cambian de papel según las necesidades de la red para proceder a su auto curación y mejorar su funcionamiento.
Dispositivo de conversación completa (FTD)
Estos simplemente son los dispositivos que están conectados a alimentación como por ejemplo un enchufe o bombilla. Y pueden cambiar según la necesidad de la red en los tres siguientes roles :
- Router
- Dispositivo final apto (REED) del router: Se puede ascender a un router
- Dispositivo de extremo completo (FED): no se puede ascender a un router.
Dispositivo Thread mínimo (MTD)
Estos dispositivos son aquellos que funciona a batería, como los sensores y por optimización de energía nunca actuarán como router:
- Dispositivo final mínimo (MED): el transmisor siempre está activado, no necesita sondear los mensajes de su superior
- Dispositivo final soñoliento (SED): normalmente inhabilitado; en ocasiones, para sondear mensajes del padre.
Esta imagen es un simple ejemplo. Cuando un dispositivo que está actuando como REED es el único nodo al alcance de un nuevo dispositivo final que desea unirse a la red de Thread. Puede actualizarse y funcionar como un router.
EJEMPLOS DE DISPOSITIVOS THREAD
Por sus grandes características Thread apunta a ser el protocolo que un futuro se establecerá en la mayoría de los Smart Home, al ser seguro, confiable y a un bajo costo. Como resultado, a tenido como consecuencia que apuesten grandes marcas para incluirlo en sus dispositivos. Como Apple, Goolgle, Samsung SmartThings, Amazon, Aqara, Eve, Nanoleaf, y muchísimos más.
Dicho esto veremos algunos de los mejores dispositivos Thread y más relevantes del mercado del Smart Home.
Ejemplos de dispositivos que pueden actuar como Border router
Un router de borde es un dispositivo que puede reenviar información entre una red Thread y a nuestra red Wifi. Para que podamos interactuar con nuestros dispositivos inteligentes.
Ejemplos de dispositivos que actúan como Routers
Estos dispositivos Thread son aquellos que van alimentados por corriente eléctrica y que pueden estar dando soporte de comunicación continuada a la red mallada.
Ejemplos de dispositivos finales
Estos dispositivos Thread son aquellos que funcionan a baterías y que cuando no están en activo entran en modo sueño para ahorrar al máximo el consumo de sus baterías.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE UTILIZAR THREAD
Pros de Thread
Las principales ventajas de usar la comunicación Thread para el hogar inteligente son:
- Topología de red flexible y fácilmente escalable. La red de malla Thread crece con cada dispositivo adicional habilitado para Thread. Lo que significa una conexión más fuerte y una cobertura más amplia dentro de tu hogar.
- Control instantáneo. Thread es super rápido. La capacidad de respuesta instantánea elimina las pausas incómodas que te dejan colgado.
- No necesitas hub. Gracias a los enrutadores de borde Thread que están integrados muchos productos que te encantan como HomePod mini, Nanoleaf Lines, Google Hub. Gracias a ellos no es necesario instalar hubs para su control.
- Mas confiable. Thread es confiable. Olvida ya las odiosas interrupciones de conexión. Crea el ambientes mágicos en tu Smart Home con tus dispositivos inteligentes y que no lo estropeen los mensajes de error. Ya que en caso de fallo, esta red tiene la capacidad de auto repararse ante los improvistos.
- Larga duración de las baterías: Gracias a su tecnología de baja potencia, los dispositivos que utilizan este protocolo pueden funcionar con baterías durante varios años sin necesidad de reemplazarlas. Lo que es especialmente útil para dispositivos que no se usan con frecuencia o que están en lugares difíciles de alcanzar.
- Es compatible con dispositivos de otros fabricantes: Todos tus dispositivos habilitados para Thread utilizan el mismo idioma para comunicarse y conectarse entre sí. De este modo, crean una red de malla confiable que se refuerza a sí misma.
Contras de Thread
Las principales desventajas de usar la comunicación Thread para el hogar inteligente son:
- Poca variedad de dispositivos: Al ser un protocolo muy nuevo todavía no hay en el mercado mucha variedad de dispositivos.
- Baja velocidad de transmisión: Thread tiene una velocidad de transmisión de hasta 250 kbps. Lo que es significativamente más lento que otras tecnologías inalámbricas como WiFi o Bluetooth. Esto es limitante para aplicaciones que requieren una mayor velocidad de transmisión de datos cómo son el video y el audio en Streaming.
- Interferencias: Thread utiliza la misma banda de frecuencia que WiFi, Bluetooth y Zigbee, lo que puede causar interferencia entre dispositivos.
CONSEJOS PARA CREAR UNA RED ROBUSTA THREAD
Aunque hemos visto que la tecnología Thread tiene algunos contras. Os aseguro que haciendo una buena planificación y una ejecución con un poco de cabeza, podemos tener como resultado una Smart Home muy confiable y potente a un bajo costo. Aquí os dejo unos pequeños consejos :
- Planifica tu red mallada con cabeza: Instala dispositivos Thread que vallan alimentados que son los que te funcionarán como routers, en sitios estratégicos de tu hogar para hacer una correcta distribución de tu red mallada.
- Asegurase de que los dispositivos que puedan actuar Border router tengan buena cobertura Wifi.
- Intenta tener alegados tus dispositivos del router, y otros dispositivos WiFi o Bluetooth que puedan generarle ruido. Ya que tanto el Wifi como el Bluetooth trabajan a la misma frecuencia 2,4Ghz que el Thread.
- Configura todos los dispositivos Wifi posibles a 5GHZ, aunque muchos dispositivos todavía no ofrecen esta posibilidad, configurar el máximo que pueadas a 5Ghz para liberar el espectro de 2,4Ghz.
- Analiza tu los canales que trasmite tu Wifi y si es necesario cambia el numero de canal, para que no trabaje para que sea diferente del Thread.
Fuentes para la Bibliografía e imágenes:
**NOTA : Todos los precios mostrados son orientativos, pueden cambiar según la región, la tienda o las ofertas existentes.
Sobre el autor
Experto y apasionado en Domótica y Hogar digital, con más de 18 años de experiencia en el sector realizando instalaciones en villas de lujo e instalaciones comerciales a nivel internacional.
Mi misión con este Blog es compartir mi conocimiento en la red, para que aquellos que deseen crear una Smart Home de alto rendimiento puedan lograrlo con los mejores resultados posibles.
