乐鑫 Thread 边界路由器解决方案
乐鑫科技 Thread 边界路由器 (Thread Border Router) 解决方案正式获得了由 Thread Group 颁发的 Thread Certified Component 证书，符合最新的 Thread 1.3 标准，并支持 Matter 应用场景。
本文将深入探讨该解决方案的技术细节和优势，以及如何助力客户产品快速上市。
什么是 Thread 边界路由器
根据《Thread 边界路由器白皮书》的定义：
边界路由器是一种能够帮助 Thread mesh 网络路由数据包的设备。这种路由是在 Thread 网络和其他支持 IP 协议的网络（如 Wi-Fi、以太网和蜂窝网络）之间进行的。
乐鑫 Thread 边界路由器框架
该方案由乐鑫的 Wi-Fi SoC (ESP32, ESP32-C, ESP32-S) 和 IEEE 802.15.4 SoC (ESP32-H2) 组合搭建。其 SDK 基于乐鑫 ESP-IDF 物联网开发框架和开源的 OpenThread 协议栈。
与目前市场上通用的基于 Linux/Unix 的 ot-br-posix 解决方案不同，乐鑫 Thread 边界路由器方案基于乐鑫自研物联网开发框架 ESP-IDF，集成了诸如 Wi-Fi 和 802.15.4 协议栈、LwIP、mDNS 等组件。
在该解决方案中，主 Wi-Fi SoC 负责运行乐鑫 Thread Border Router 和 OpenThread Core 协议栈，而 802.15.4 SoC 则运行 OpenThread RCP。两者之间通过 Spinel 协议进行通信。
乐鑫 Thread 边界路由器优势
网络协议功能
在之前的一篇博客《Matter 中的 Thread 边界路由器》中，我们介绍了 Thread 边界路由器在 Matter 场景中的作用。以下是 ESP Thread Border Router SDK 支持的关键网络功能：
- 双向 IPv6 通信
实现了在 Thread 和非 Thread 网络之间双向 IPv6 通信的功能，目前支持 Wi-Fi 和以太网作为骨干链路。
- 服务发现
实现了双向服务发现的功能，包括服务注册协议 (SRP)、服务代理 (Advertising Proxy) 和发现代理 (Discovery Proxy)。这些功能便于无需配置即可发现 Thread 设备提供的服务，以及非 Thread 设备提供的服务。
- 组播转发
实现了组播监听器发现 (MLDv2) 协议，并在 Thread、Wi-Fi 和以太网网络之间实现了无缝的 IPv6 组播。
- NAT64
Thread 设备可以通过 ESP Thread Border Router 访问 IPv4 互联网。
注意：虽然 NAT64 对于 Matter 场景并非强制性功能，因为 Matter 是本地网络应用，但该功能可以实现 Thread 设备和云服务之间的点对点通信。
产品功能
除了上述网络功能外，ESP Thread Border Router SDK 还支持多种用于产品化的有用功能。
- RCP 自动更新
由于它是一个双 SoC 解决方案，需要将两个匹配的固件下载到边界路由器设备进行 OTA。SDK 提供了一种机制，将两个固件合并为一个二进制文件，通过单次 OTA，主 SoC 将在首次启动时将 RCP 固件下载到 802.15.4 SoC 上。
- RF 共存
共存设计对于具有多个无线接口的设备始终是一个痛点。乐鑫 Thread 边界路由器方案利用集成的软硬件设计，已经在 SDK 中实现了基于 3 线制的 PTA 共存功能，显著降低了客户应用的复杂性。
- Web GUI
SDK 还提供了 Web GUI 接口用于方便的用户配置，其 REST API 与 ot-br-posix 中的 API 兼容。
硬件参考设计和软件使用指南
可用于开发 Thread 边界路由器和 Zigbee 网关产品的开发板 ESP Thread Border Router/Zigbee Gateway 现已正式上架。欢迎您前往乐鑫官方淘宝店铺购买。它集成 ESP32-S3 SoC 和 ESP32-H2 RCP，ESP32-S3-WROOM-1 提供 4 MB Flash 和 2 MB PSRAM，ESP32-H2-MINI-1 提供 2 MB Flash。该开发板还支持扩展子板以进一步拓展功能，如以太网接口、人机界面 (HMI) 和语音控制。
ESP Thread Border Router/Zigbee Gateway 主板和子板
参考资源
- ESP Thread Border Router SDK
- ESP Thread Border Router 使用指南