Тэма, пра якую мы сёння пагаворым, звязана з разумнымі дамамі.
Калі гаворка ідзе пра разумныя дамы, ніхто з імі не павінен быць знаёмы. Яшчэ на пачатку гэтага стагоддзя, калі толькі нарадзілася канцэпцыя Інтэрнэту рэчаў, найважнейшай вобласцю прымянення быў разумны дом.
З гадамі, з пастаянным развіццём лічбавых тэхналогій, было вынайдзена ўсё больш і больш разумнага абсталявання для дома. Гэта абсталяванне прынесла вялікую зручнасць у сямейнае жыццё і дадало задавальнення ад жыцця.
З часам у вас на тэлефоне будзе шмат праграм.
Так, гэта праблема экалагічных бар'ераў, якая даўно мучыць індустрыю разумных дамоў.
Фактычна, развіццё тэхналогій Інтэрнэту рэчаў заўсёды характарызавалася фрагментацыяй. Розныя сцэнарыі прымянення адпавядаюць розным характарыстыкам тэхналогій Інтэрнэту рэчаў. Некаторым патрэбна вялікая прапускная здольнасць, некаторым — нізкае спажыванне энергіі, некаторыя сканцэнтраваны на стабільнасці, а некаторыя вельмі занепакоеныя коштам.
Гэта прывяло да з'яўлення спалучэння 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread і іншых базавых камунікацыйных тэхналогій.
Разумны дом, у сваю чаргу, — гэта тыповы сцэнар лакальнай сеткі з тэхналогіямі сувязі кароткага радыусу дзеяння, такімі як Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread і г.д., у шырокім дыяпазоне катэгорый і перакрыжаванага выкарыстання.
Больш за тое, паколькі разумныя дамы арыентаваны на карыстальнікаў-неспецыялістаў, вытворцы, як правіла, ствараюць свае ўласныя платформы і інтэрфейсы карыстальніцкага інтэрфейсу, а таксама выкарыстоўваюць запатэнтаваныя пратаколы ўзроўню прыкладанняў для забеспячэння зручнасці карыстання. Гэта прывяло да цяперашняй «вайны экасістэм».
Бар'еры паміж экасістэмамі ствараюць бясконцыя праблемы не толькі для карыстальнікаў, але і для пастаўшчыкоў і распрацоўшчыкаў — запуск аднаго і таго ж прадукту патрабуе распрацоўкі для розных экасістэм, што значна павялічвае нагрузку і выдаткі.
Паколькі праблема экалагічных бар'ераў з'яўляецца сур'ёзным абмежаваннем для доўгатэрміновага развіцця разумных дамоў, галіна пачала працаваць над пошукам рашэння гэтай праблемы.
Нараджэнне пратакола Matter
У снежні 2019 года Google і Apple далучыліся да альянсу Zigbee, аб'яднаўшы Amazon і больш за 200 кампаній і тысячы экспертаў па ўсім свеце для прасоўвання новага пратакола прыкладнога ўзроўню, вядомага як пратакол Project CHIP (Connected Home over IP).
Як відаць з назвы, CHIP прызначаны для падключэння дамоў на аснове IP-пратаколаў. Гэты пратакол быў запушчаны з мэтай павышэння сумяшчальнасці прылад, спрашчэння распрацоўкі прадуктаў, паляпшэння карыстальніцкага досведу і развіцця галіны.
Пасля стварэння рабочай групы CHIP першапачатковы план быў выпусціць стандарт у 2020 годзе і запусціць прадукт у 2021 годзе. Аднак па розных прычынах гэты план не быў рэалізаваны.
У маі 2021 года альянс Zigbee змяніў сваю назву на CSA (Альянс стандартаў падключэння). Адначасова праект CHIP быў перайменаваны ў Matter (што ў перакладзе з кітайскай мовы азначае «сітуацыя, падзея, матэрыя»).
Альянс быў перайменаваны, таму што многія ўдзельнікі неахвотна далучаліся да Zigbee, а CHIP быў зменены на Matter, верагодна, таму, што слова CHIP было занадта вядомым (першапачаткова яно азначала «чып») і яго вельмі лёгка было пашкодзіць.
У кастрычніку 2022 года CSA нарэшце выпусціла версію 1.0 стандартнага пратакола Matter. Незадоўга да гэтага, 18 мая 2023 года, была выпушчана таксама версія 1.1 Matter.
Члены Кансорцыума CSA падзяляюцца на тры ўзроўні: Ініцыятар, Удзельнік і Усынаўляльнік. Ініцыятары знаходзяцца на самым высокім узроўні, першымі ўдзельнічаюць у распрацоўцы пратакола, з'яўляюцца членамі Савета дырэктараў Альянсу і ў пэўнай ступені ўдзельнічаюць у кіраўніцтве і прыняцці рашэнняў Альянсу.
Google і Apple, як прадстаўнікі ініцыятараў, унеслі значны ўклад у раннія спецыфікацыі Matter.
Google прадаставіў існуючы сеткавы ўзровень і пратакол прыкладання Weave (набор стандартных механізмаў аўтэнтыфікацыі і каманд для працы прылад) для ўласнай сістэмы «Разумны дом», а Apple — HAP Security (для скразной сувязі і маніпуляцый з лакальнай лакальнай сеткай, што забяспечвае высокую канфідэнцыяльнасць і бяспеку).
Згодна з апошнімі дадзенымі на афіцыйным сайце, кансорцыум CSA быў створаны ў агульнай складанасці 29 кампаніямі, з 282 удзельнікамі і 238 усынавіцелямі.
На чале з гігантамі, гульцы галіны актыўна экспартуюць сваю інтэлектуальную ўласнасць для Matter і імкнуцца стварыць аб'яднаную і бясшвоўна звязаную экасістэму.
Архітэктура пратакола Matter
Пасля ўсёй гэтай размовы, як жа мы разумеем пратакол Matter? Як ён звязаны з Wi-Fi, Bluetooth, Thread і Zigbee?
Не так хутка, давайце паглядзім на дыяграму:
Гэта дыяграма архітэктуры пратаколу: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) і Ethernet — гэта базавыя пратаколы (фізічны і канальны ўзроўні); уверх ідзе сеткавы ўзровень, які ўключае IP-пратаколы; уверх ідзе транспартны ўзровень, які ўключае пратаколы TCP і UDP; і пратакол Matter, як мы ўжо згадвалі, — гэта пратакол прыкладнога ўзроўню.
Bluetooth і Zigbee таксама маюць спецыяльныя сеткавы, транспартны і прыкладны ўзроўні, акрамя базавых пратаколаў.
Такім чынам, Matter з'яўляецца ўзаемавыключальным пратаколам з Zigbee і Bluetooth. У цяперашні час адзінымі базавымі пратаколамі, якія падтрымлівае Matter, з'яўляюцца Wi-Fi, Thread і Ethernet (Ethernet).
Акрамя архітэктуры пратакола, нам трэба ведаць, што пратакол Matter распрацаваны з адкрытай філасофіяй.
Гэта пратакол з адкрытым зыходным кодам, які можа праглядаць, выкарыстоўваць і змяняць кожны, каб ён адпавядаў розным сцэнарыям і патрэбам прымянення, што дазволіць атрымаць тэхнічныя перавагі празрыстасці і надзейнасці.
Бяспека пратакола Matter таксама з'яўляецца важным аргументам. Ён выкарыстоўвае найноўшыя тэхналогіі шыфравання і падтрымлівае скразное шыфраванне, каб гарантаваць, што камунікацыі карыстальнікаў не будуць скрадзеныя або падробленыя.
Сеткавая мадэль Matter
Далей мы разгледзім сапраўдную сетку Матэрыі. Зноў жа, гэта ілюструецца дыяграмай:
Як паказана на дыяграме, Matter — гэта пратакол на аснове TCP/IP, таму Matter — гэта тое, у што ўваходзіць TCP/IP.
Прылады Wi-Fi і Ethernet, якія падтрымліваюць пратакол Matter, можна падключыць непасрэдна да бесправаднога маршрутызатара. Прылады Thread, якія падтрымліваюць пратакол Matter, таксама можна падключыць да IP-сеткаў, такіх як Wi-Fi, праз памежныя маршрутызатары.
Прылады, якія не падтрымліваюць пратакол Matter, такія як прылады Zigbee або Bluetooth, можна падключыць да прылады маставага тыпу (Matter Bridge/Gateway) для пераўтварэння пратакола, а затым падключыцца да бесправаднога маршрутызатара.
Прамысловы прагрэс у матэрыі
Матэрыя прадстаўляе сабой тэндэнцыю ў тэхналогіях разумнага дома. Такім чынам, яна атрымала шырокую ўвагу і захопленую падтрымку з моманту свайго стварэння.
Галіна вельмі аптымістычна настроена адносна перспектыў развіцця Matter. Згодна з нядаўняй справаздачай даследчай кампаніі ABI Research, з 2022 па 2030 год ва ўсім свеце будзе прададзена больш за 20 мільярдаў бесправадных прылад "разумнага дома", і значная частка гэтых тыпаў прылад будзе адпавядаць спецыфікацыі Matter.
У цяперашні час Matter выкарыстоўвае механізм сертыфікацыі. Вытворцы распрацоўваюць абсталяванне, якое павінна прайсці працэс сертыфікацыі кансорцыума CSA, каб атрымаць сертыфікат Matter і мець права выкарыстоўваць лагатып Matter.
Згодна з CSA, спецыфікацыя Matter будзе распаўсюджвацца на шырокі спектр тыпаў прылад, такіх як панэлі кіравання, дзвярныя замкі, асвятленне, разеткі, выключальнікі, датчыкі, тэрмастаты, вентылятары, клімат-кантролеры, жалюзі і медыяпрылады, ахопліваючы практычна ўсе сцэнарыі ў разумным доме.
Што датычыцца галіны, то ў ёй ужо ёсць шэраг вытворцаў, прадукцыя якіх прайшла сертыфікацыю Matter і паступова выходзіць на рынак. З боку вытворцаў мікрасхем і модуляў таксама назіраецца адносна моцная падтрымка Matter.
Выснова
Найважнейшая роля Matter як пратаколу верхняга ўзроўню — разбурыць бар'еры паміж рознымі прыладамі і экасістэмамі. Розныя людзі маюць розныя погляды на Matter, прычым адны бачаць у ім выратавальніка, а іншыя — чысты ліст.
На дадзены момант пратакол Matter знаходзіцца на ранняй стадыі выхаду на рынак і сутыкаецца з некаторымі праблемамі і цяжкасцямі, такімі як больш высокі кошт і больш працяглы цыкл абнаўлення запасаў прылад.
У любым выпадку, гэта шакуе сумныя гады тэхналогій разумнага дома. Калі старая сістэма абмяжоўвае развіццё тэхналогій і абмежаванне карыстальніцкага досведу, то нам патрэбныя такія тэхналогіі, як Matter, каб выйсці на новы ўзровень і ўзяць на сябе вялікую задачу.
Ці будзе Matter паспяховым ці не, мы не можам сказаць напэўна. Аднак мэтай усёй індустрыі разумнага дома і адказнасцю кожнай кампаніі і спецыяліста ў гэтай галіне з'яўляецца ўкараненне лічбавых тэхналогій у хатняе жыццё і пастаяннае паляпшэнне лічбавага досведу карыстальнікаў.
Спадзяюся, што разумны дом неўзабаве сарве ўсе тэхнічныя кайданы і сапраўды прыйдзе ў кожны дом.
Час публікацыі: 29 чэрвеня 2023 г.