一张网状网，让一台设备通过它的邻居、而不是直直地连到一个集线器去够到网络。就这一个改变，让一栋楼里满满的节点自己补上覆盖的缺口、绕过一个掉线的节点，不用装修工拉线、也不用为追一个信号弱的角落再摆一个接入点。

Zigbee 和 Thread 是在同一颗底层 802.15.4 射频上做这件事的两个协议，和 WiFi、BLE 挤在同一个拥挤的 2.4 GHz 频段里。在两者之间怎么选、以及跑任一个的硅片，过去这几年在所有人脚下都变了，因为 Matter 把智能家居世界往 Thread 那边拉，所以一个现在起步的设计，是在同时挑一颗射频和一个软件的未来。

为什么用网状，自愈又是什么意思

星形网络把每台设备放在离单个接入点一跳的地方，这简单，直到一个节点离那个点太远、或隔了太多堵墙。网状把这个约束去掉，让节点互相中继，于是一台远端设备来的包一跳一跳地传，直到够到一个有出路的路由器。覆盖随节点数增长、而不是跟到单个集线器的距离较劲，这就是网状适合一栋房子、一层楼、或一片没有任何单点能全听见的传感器的原因。

自愈是配得上这名字的那部分。每个路由节点都留着一幅它的邻居、以及穿过它们的路径的图，当一个节点暗下去，不管是断电还是单纯坏了，其它节点会察觉到丢失的链路、自己绕开它重新选路，不用人或一个中央控制器插手。一个后来加进来的新节点，以同样的方式被带进这同一张网，发现自己的邻居、在选路里就位。这张网把拓扑当成会在它一生里变的东西、而不是装好时就钉死的东西。同一套机制也处理一个移动了、或被某个邻居听不清了的节点，把它重新认到现在给出最好链路的那个路由器，于是一个被搬到新架子上的电池传感器，会经一条不同的路径重新入网，不用谁去碰它的设置。

这份韧性，正是用 Zigbee 或 Thread 搭一张自愈网、而不是搭一张星形的理由，但它不是白来的。一张网状网要求有足够多一直在听的节点来扛流量、把路径维系在一起，它加了花时延的跳数，还带来一个把设备加入网络、给它就位的配网步骤。一小撮挨着一个集线器的设备很少需要这些，那里更简单的星形赢。

路由器和爱睡的终端

塑造每一个网状设计的那道分界，是在做路由的节点和睡觉的节点之间，而拍板的是功耗、多过别的任何东西。一个路由器让它的射频一直听着，好在邻居的流量一到就立刻中继，这意味着它睡不了、所以靠纽扣电池撑不久，于是路由器是网络里靠市电的成员：那些智能灯泡、墙面开关、反正一直醒着的插电集线器。一个终端做相反的事。它把射频关掉、睡过它一生的大半，按自己的节奏醒来发一个读数或查一条命令，从不给任何人中继，这正是让一个门磁或温度标签靠一颗小电池活好几年的原因。因为一个睡着的节点没法随时被够到，每个终端都倚靠一个路由器当它的父节点，那个父节点替它存着任何发给这个子节点的消息，直到子节点醒来来要。这种父子安排，正是一张网状网在能把电池设备撒进去之前、需要一条贯穿空间的市电路由器骨干的原因：一屋子爱睡的传感器、却没有一个路由器在耳朵范围里，那根本不是网状网，只是一堆够不出去的节点。一次部署的算术就从这儿落出来。先数那些一直开着的设备、确认它们覆盖了区域又扛得住峰值流量，再把电池终端对着会替它们存消息的父节点加进去，并给跳数的时延留预算，因为一条穿过好几跳到一个远端灯泡的命令，比到一个挨着集线器的灯泡的要久。选路本身跑在路由器留着、并随射频环境变化刷新的表上，一条昨天还畅通的路径，会在一台微波炉或一个忙碌的 WiFi 信道挤占这张网共用的频段时变差，于是网络自己重新评估、把流量挪到一条更好的路上。Thread 把这点磨得更利，给这张网不止一个有路由资格的节点、也没有一个一旦丢掉就拖垮全部的单一协调器，而老的 Zigbee 网络靠一个比其余都更要紧的协调器。一次断电后的重连是它自己的一出小戏，因为一个丢了父节点的节点得找一个新的、重新认证，才能重新落回选路，而一张用稀薄路由器覆盖搭起来的网，会把一个节点晾在那里找一个它够不到的父节点。规模也有上限，因为每一跳都加时延、每个路由节点都存着状态，所以一个大空间被规划成在应用层桥接的好几张网，而不是一张被拉过跳数和表能扛住之外的网。跳过这一步的设计者，会把它当成一个加入了、在台架上能用、到了楼里却掉线的远端节点来发现，因为它唯一够得到的那个路由器，自己就是一个睡过去了的电池设备。健康的样子是充足的市电路由器、对每个父节点带多少子节点设一个合理的上限、以及问得少、问与问之间睡得狠的终端。

先是 Zigbee，再是 Thread 和 Matter

Zigbee 先来，统治了低功耗网状世界十多年，带着自己的应用层、用一套描述一盏灯、一个开关、或一个传感器怎么向网络自我介绍的 profile。那套自包含的协议栈让 Zigbee 产品在一个生态内协同工作，而跨品牌的互操作一直参差，因为两家厂商可能把 profile 读得不一样。一大批装机量仍跑在它上头，所以一个得在已有 Zigbee 网络里活的新产品，仍有说它的理由。

那一代节点跑的经典料，是做经典 Zigbee 节点的 CC2530，一颗基于 8051 的射频 SoC，把一颗简单的核和一颗 802.15.4 收发器配在一起，便宜、好懂，至今还出现在对得上一支已有队伍的照明和传感设计里。它在内存和核性能上对着现代的料显出年纪，所以它适合一个已知的、有边界的活，而不是一个以后得长进 Matter 的产品。它接收时抽的比更新的低功耗料多、又缺它们的硬件安全块，所以一个去够它的设计，通常是在对上一支已装队伍、而不是从干净处起步。

Thread 通过把 IPv6 经 6LoWPAN 带到节点上改变了这个模型，于是每台设备都拿到一个真实的 IP 地址、网状网看起来像一个子网、而不是一个自成一界的世界，也没有一个一旦丢掉就拖垮全网的单一协调器。Matter 随后坐在上头，当作一个跨 Thread 和 WiFi 的共同应用层，这正是最终把行业推向不同品牌设备开箱即合的东西。对一个新的智能家居产品，往 Thread 和 Matter 那边的拉力很强，硅片也跟上了，这就是当前的料几乎都在同一颗射频上说不止一个协议的原因。这个转变不只是技术上的，因为 Matter 把那些大平台拉到了一种设备互操作的统一方式后头，一个带着 logo 的产品不必为每个平台做一次定制集成就能接进那些生态，这对很多厂商来说比任何单一射频指标都更值。

夹在两个时代之间的，是做低功耗 Zigbee 和 Thread 的 JN5189，跑在一颗比经典料更现代的低功耗核上，带着一个电池终端要的深休眠电流、和跑任一栈的内存，这让它成为一个从 Zigbee 的过去往 Thread 的未来迁、又不离开低功耗那一档的设计的桥。

今天怎么挑这颗网状 SoC

如今一个新设计从中挑的料，默认是多协议的，造来在一颗射频上跑 Zigbee、Thread、常常还有 BLE，于是一个产品能用蓝牙配网、在 Thread 上跑，或者用同一块硬件伺候一张 Zigbee 网和一张 Matter 网。在它们之间怎么定，取决于射程、取决于一颗料带哪些协议和认证、以及设计想要一颗裸 SoC 还是一个模块。

要射程、要当一个路由器或一个集线器，CC2652P7 带着一颗集成功放跑多协议 Mesh，推一个更高的输出功率、延伸那些把网状网维系在一起的、一直开着的节点的够到范围，而这正是这点额外射程要紧的地方，因为路由器决定这张网铺多远。它跑 Thread、Zigbee 和 BLE，适合一个市电集线器或一个锚住网络的路由器级设备。功放抽的电流是一个电池节点匀不出的，这正合它的活，因为一直开着的路由器才是那些匀得起大声喊的成员、也是那些够到范围决定这张网在一栋大房子里铺多远的成员。

要做一个围着新生态搭的电池设备，EFR32MG24 瞄着 Matter 和 Thread，带着一个终端要的低功耗数字、一颗够跑更丰富应用的核、以及 Matter 在配网和认证上要的安全特性。它是一个既得挂 Matter logo、又得在电池上撑住的新传感器或控制件常见的起点。

认证时间是约束的地方，MGM240P 是一个为 Matter 而做的预认证模块，围着同一族硅片搭，把天线设计、以及法规和协议批准从一个想出一个 Matter 产品、又不想自己干射频活的团队身上拿走。它每颗比裸 SoC 贵，在第一款产品或一个较小的批量上把这笔钱赚回来，这是这个设计里每一种射频都出现过的同一笔交换。它带的批准伸过法规测试、进到一个 logo 要的 Matter 和 Thread 认证里，于是一个团队继承了一个已经过了最花时间那几关的块，把时间花在产品上、而不是花在射频上。

在这些料之间，射频几乎是给定的；不一样的是协议组合和功耗。