Thread: Alles, was du über den neuen Funkstandard im Smart Home wissen musst

Im vernetzten Zuhause ist die reibungslose und stromsparende Kommunikation zwischen den Geräten das A und O. Vor allem für kleine Geräte, etwa Bewegungssensoren, Glühbirnen oder smarte Türschlösser, verzichten die Hersteller häufig auf die Integration von WLAN-Funk. Thread soll hier einspringen und eine ebenso effiziente wie universelle Alternative liefern – auch zu anderen etablierten Lösungen wie Z-Wave oder Zigbee.

Zu den besonderen Eigenschaften von Thread gehört, dass es eine wichtige Säule des herstellerübergreifenden Smart-Home-Standards Matter ist. Thread ist neben WLAN und der direkten LAN-Verbindung eine von drei Möglichkeiten, Matter-Geräte untereinander zu vernetzen.

Thread-fähige Smart-Home-Komponenten sind schon seit einigen Jahren auf dem Markt. Hersteller wie Eve, Nanoleaf oder Aquara statten ihre Geräte mit der jungen Funktechnologie aus. Du erkennst sie an Logos wie “Build with Thread”. Vor allem im Hinblick auf den zunehmend wichtiger werden Matter-Standard dürfte die Verbreitung von Thread in den kommenden Jahren zunehmen. Doch was genau hat es mit Thread eigentlich auf sich?

Thread: die Alternative zu Zigbee und Z-Wave?

Thread ist ein drahtloses Funkprotokoll, das mit Fokus auf sogenannte Internet-of-Things-Geräte geschaffen wurde. Es wird bereits seit 2015 von den Mitgliedern des Industriekonsortiums Thread Group entwickelt, zu dem unter anderem Amazon, Apple und Google gehören.

Wie Zigbee nutzt auch Thread den etablierten Funkstandard 802.15.4 auf dem 2,4-GHz-Band, das für geringen Stromverbrauch und schnelle Kommunikation zwischen Geräten sorgt. Ein Vorteil von Thread ist, dass es IP-basiert arbeitet. Jedes via Thread verbundene Gerät bekommt in deinem Netzwerk eine eigene IP-Adresse und ist damit auch für PCs, Smartphones oder Router sichtbar. So können auch Geräte ohne integriertes WLAN leicht in dein Heimnetzwerk integriert werden, um sie beispielsweise per App oder über einen Browser zu steuern.

Im Gegensatz zu anderen Smart-Home-Protokollen wie Zigbee und Z-Wave benötigt Thread keine dedizierte Hub- oder Bridge-Komponente. Stattdessen dient ein Gerät als sogenannter Border Router, der die einzelnen Komponenten mit dem restlichen (Funk-)Netzwerk in deinem Zuhause verknüpft – mehr dazu weiter unten.

Mesh-Funktion für hohe Zuverlässigkeit

Thread-Geräte arbeiten in einem sogenannten Mesh-Verbund. Statt eines zentralen Knotenpunktes können direkt miteinander kommunizieren, was das Netzwerk – und damit die Reaktion der Geräte auf Eingaben – recht effizient macht.

Der Mesh-Ansatz erhöht außerdem die Reichweite des Thread-Netzwerks und sorgt für eine hohe Ausfallsicherheit. Sogar bei einem Ausfall des Border Routers ist eine Grundfunktionalität, etwa das Ein- und Ausschalten von Lampen über einen Thread-fähigen Lichtschalter, immer noch möglich.

Anders als beim ebenfalls stromsparenden Bluetooth LE (Low Energy) wirst du beim Einsatz von Thread-Geräten praktisch keine Latenzen bemerken, wenn du etwa auf einen Schalter drückst.

Technisch unterscheiden sich Thread-Geräte im Netzwerk in Knoten- und Endpunkte, oder auch “Full Thread Devices” (FTD) und “Minimal Thread Devices” (MTD). Als vollwertige Thread-Geräte dienen Geräte wie Steckdosen oder Lichtschalter, die permanent mit Strom versorgt werden. Sie leiten Daten weiter und dienen damit als wichtige Punkte im Thread-Mesh.

Bei den Minimal Thread Devices handelt es sich hingegen um Endpunkte, die auf einen besonders niedrigen Energiebedarf ausgelegt sind. Typische Beispiele dafür sind etwa Sensoren mit Batterien, die nur in bestimmten Situationen Daten liefern. Theoretisch erlaubt der Standard sogar die Nutzung von Geräten, die lediglich über kinetische Energie mit Strom versorgt werden, etwa durch den Druck auf einen Knopf.

Das Thread-Protokoll erlaubt die Einbindung von über 250 Geräten in ein Netzwerk. Zudem kann das Thread-Netzwerk theoretisch über mehrere Bereiche erweitert sein, die nicht ständig miteinander kommunizieren müssen. Voraussetzung dafür ist der Verbund mehrerer Border Router. Durch diese Option eignet sich Thread besonders für große Flächen, die eine umfassende Netzwerkabdeckung benötigen.

Was sich kompliziert anhört, ist für dich als Nutzer:in zum Glück nur in den wenigsten Fällen wirklich relevant. In den meisten Wohnumgebungen dürfte schon ein Thread Border Router ausreichen, um ein breites Sortiment an Thread-fähigen Geräten zu vernetzen.

Thread Border Router: Die Brücke zu deinem Netzwerk

Wir haben schon diverse Male erwähnt, dass Thread Border Router eine wichtige Rolle in einem Thread-Netzwerk spielen. Doch was genau ist das eigentlich? Bei Berichten über Thread ist oft davon die Rede, dass die entsprechenden Geräte keinen dedizierten Hub mehr benötigen. Das stimmt im Prinzip auch – ganz so einfach ist es aber nicht.

Sobald du deine IoT-Komponenten nämlich auch mit einem Smartphone, dem PC oder sogar von unterwegs steuern willst, benötigst du einen Thread Border Router. Ein solches Gerät kannst du dir als eine Art Zentrale vorstellen, dass die per Thread-Funk verbundenen Komponenten in deinem restlichen Netzwerk sichtbar machen.

Auch sorgt ein Border Router dafür, dass du deine Geräte auch von unterwegs bedienen kannst. Beabsichtigst du also beispielsweise eine mit einem Thread-Thermostat ausgestattete Heizung auf dem Heimweg einzuschalten, benötigst du einen Border Router mit einer entsprechenden Anbindung.

Der Clou: Der Border-Router kann dabei auch andere Aufgaben übernehmen. Apple hat die Border-Router-Funktion beispielsweise in seinen Apple TV 4K und die HomePod-Modelle integriert, Amazon bietet mit dem Echo 4 einen Streaming-Lautsprecher mit Mesh-Funktion an.

Auch bist du nicht mehr auf einen bestimmten Hersteller angewiesen, wenn du Thread-Geräte nutzen möchtest. Ob dein Thread-Border-Router nun von Apple, Amazon, Nanoleaf oder einer anderen Firma kommt, spielt im Idealfall keine Rolle. Jener „Idealfall” ist allerdings noch nicht immer gegeben. Denn: die Hersteller der Border-Router müssen die entsprechenden Thread-Vorgaben auch vernünftig implementieren.

Theoretisch können sich dann auch verschiedene Thread Border Router im gleichen Netzwerk die Aufgabe der Thread-Vernetzung teilen. Dass es dabei noch ein wenig hakt, zeigt unser Praxistest im Mischbetrieb eines Apple TV 4K und eines Amazon Echo 4.

Obwohl beide Geräte die Border-Router-Funktion beherrschen, zeigt die Netzwerkübersicht der Eve-App nur jeweils einen der beiden Router an. Die herstellerübergreifende Kompatibilität ist aber noch recht frisch in den Thread-Spezifikationen aufgenommen wurden, sodass sich hier durch künftige Updates und neue Border-Router-Modelle noch einiges tun dürfte.

Thread: Ein wichtiger Baustein von Matter

Seine potenziell hohe Bedeutung auf dem Smart-Home-Markt verdankt Thread vorrangig der Tatsache, dass der Funkstandard eine der Säulen von Matter ist. Matter soll die bisher üblichen Insellösungen bei der Heimvernetzung beenden und die Nutzung von Smart-Home-Komponenten Plattform- und Hersteller-übergreifend ermöglichen. Thread ist dabei eine Möglichkeiten, mit denen Hersteller ihre Matter-fähigen Endgeräte vernetzen können.

Thread ist außerdem bereits in den populären Smart-Home-Lösungen von Google, Samsung, Apple und Amazon vorgesehen. So erlaubt Apple bereits seit 2021 die Einbindung von Thread-Geräten in das hauseigene HomeKit-System. Für viele Hersteller öffnen sich damit neue Märkte, da eine saubere Thread-Umsetzung die Notwendigkeit für aufwändige Zertifizierungsprozesse bei HomeKit und Co. reduziert. Häufig kommen dabei auch mehrere Lösungen zum Einsatz, etwa Thread und Bluetooth.

Ein Beispiel dafür liefert Eve innerhalb von Apples HomeKit-System. Hast du einen HomePod Mini oder einen Apple TV 4K mit Border-Router-Funktion im Einsatz, nutzen die Eve-Geräte automatisch den Thread-Funk für die Einbindung in dein System. Ist kein Border Router vorhanden, erfolgt die HomeKit-Einbindung klassisch über Bluetooth.

Mit seinen ersten Matter-fähigen Endgeräten öffnet sich Eve zudem erstmals auch anderen Smart-Home-Systemen, etwa Amazon Alexa oder Google Home. So kannst du unter anderem den Eve-Sensor Door & Window auch mit einem Echo-Lautsprecher einrichten. Allerdings klappt das – anders als bei HomeKit – nur in Kombination mit einem Border Router wie dem Amazon Echo 4.

Thread entwickelt sich weiter

Die Thread-Spezifikationen sind zwar bereits seit einigen Jahren offiziell verabschiedet, doch das bedeutet nicht, dass Stillstand beim Funkprotokoll herrscht. Das Thread-Konsortium arbeitet fortlaufend daran, das Protokoll zu erweitern.

So brachten die Entscheider:innen etwa im März 2023 den wichtigen Meilenstein Thread 1.3 auf den Weg. Formal wurde Thread dadurch ganz offiziell kompatibel mit dem Matter-Standard – natürlich waren die Geräte das auf technischer Ebene aber auch schon vorher.

Thread 1.3 erweiterte außerdem die Spezifikation für die Border Router. Teil der Neuerung war unter anderem, dass die Border Router verschiedener Hersteller gemeinsam in einem Thread-Netzwerk arbeiten können.

Die gute Nachricht: Du bist nicht unbedingt auf den Kauf neuer Geräte angewiesen, wenn sich etwas bei Thread tut. Ähnlich wie Matter selbst wurde auch der stromsparende Funkstandard wurde darauf ausgelegt, vorhandene Geräte durch künftige Updates mit neuen Funktionen auszustatten. Wie zuvor erwähnt: Ob und wie gut das am Ende funktioniert, hängt von der Umsetzung durch die Entwickler:innen ab.

Fazit: Große Chancen für die Smart-Home-Vernetzung

Mit Thread und den damit einhergehenden Möglichkeiten könnte in den kommenden Jahren viel Bewegung in das Segment der smarten Heimvernetzung kommen. Nicht nur ist die Technik durch die Kombination von einfacher Implementierung und cleverer Netzwerkanbindung hochinteressant, auch die breite Unterstützung durch Industriegrößen wie Apple, Samsung und Google spricht für das neue Protokoll.

Für dich als potenzielle Nutzer:in von Thread-Geräten könnte der neue Standard auf lange Sicht viele Vorteile bringen. Insbesondere im Zusammenspiel mit Matter hat die Lösung das Potenzial dazu, die Smart-Home-Welt deutlich zu vereinfachen. Statt dir genau zu überlegen, welche Produkte mit welchem Smart-Home-System funktionieren, versprechen Matter und Thread ein hohes Maß an Kompatibilität. Wie unsere Test-Anekdote von Eve mit Alexa und Apple HomeKit zeigt, ist bis dahin noch einiges zu tun. Doch zumindest das Fundament scheint gelegt.