Aihe, josta tänään puhumme, liittyy älykoteihin.
Älykotien kohdalla kenenkään ei pitäisi olla heille vieraita. Tämän vuosisadan alussa, kun esineiden internetin käsite syntyi, tärkein sovellusalue oli älykoti.
Vuosien varrella digitaalisen teknologian jatkuvan kehityksen myötä on keksitty yhä enemmän älykkäitä kodin laitteita. Nämä laitteet ovat tuoneet suurta mukavuutta perhe-elämään ja lisänneet elämisen iloa.
Ajan myötä puhelimeesi tulee paljon sovelluksia.
Kyllä, tämä on ekologinen esteongelma, joka on pitkään vaivannut älykotiteollisuutta.
Itse asiassa IoT-teknologian kehitystä on aina leimannut pirstaloituminen. Eri sovellusskenaariot vastaavat IoT-teknologioiden eri ominaisuuksia. Jotkut tarvitsevat suurta kaistanleveyttä, jotkut alhaista virrankulutusta, jotkut keskittyvät vakauteen ja jotkut ovat erittäin huolissaan kustannuksista.
Tämä on synnyttänyt 2/3/4/5G:n, NB-IoT:n, eMTC:n, LoRa:n, SigFoxin, Wi-Fin, Bluetoothin, Zigbeen, Threadin ja muiden taustalla olevien viestintäteknologioiden yhdistelmän.
Älykoti puolestaan on tyypillinen lähiverkkoratkaisu, jossa käytetään lyhyen kantaman viestintäteknologioita, kuten Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread jne., monissa eri kategorioissa ja monikäyttöisissä sovelluksissa.
Lisäksi, koska älykodit on suunnattu ei-ammattilaisille käyttäjille, valmistajat pyrkivät rakentamaan omia alustojaan ja käyttöliittymiään ja ottamaan käyttöön omia sovelluskerrosprotokolliaan käyttökokemuksen varmistamiseksi. Tämä on johtanut nykyiseen "ekosysteemisotaan".
Ekosysteemien väliset esteet ovat aiheuttaneet loputtomia ongelmia paitsi käyttäjille, myös myyjille ja kehittäjille – saman tuotteen lanseeraus vaatii kehitystä eri ekosysteemeille, mikä lisää merkittävästi työmäärää ja kustannuksia.
Koska ekologisten esteiden ongelma on vakava rajoite älykotien pitkän aikavälin kehitykselle, teollisuus on alkanut työskennellä ratkaisun löytämiseksi tähän ongelmaan.
Matter-protokollan synty
Joulukuussa 2019 Google ja Apple liittyivät Zigbee Allianceen, Amazonin ja yli 200 yrityksen ja tuhansien asiantuntijoiden joukkoon maailmanlaajuisesti edistääkseen uutta sovelluskerrosprotokollaa, joka tunnetaan nimellä Project CHIP (Connected Home over IP).
Kuten nimestä voi päätellä, CHIP keskittyy kodin yhdistämiseen IP-protokollien avulla. Tämä protokolla lanseerattiin tavoitteena lisätä laitteiden yhteensopivuutta, yksinkertaistaa tuotekehitystä, parantaa käyttökokemusta ja viedä alaa eteenpäin.
CHIP-työryhmän perustamisen jälkeen alkuperäinen suunnitelma oli julkaista standardi vuonna 2020 ja lanseerata tuote vuonna 2021. Tämä suunnitelma ei kuitenkaan eri syistä toteutunut.
Toukokuussa 2021 Zigbee Alliance muutti nimensä CSA:ksi (Connectivity Standards Alliance). Samanaikaisesti CHIP-projekti nimettiin uudelleen Matteriksi (kiinaksi "tilanne, tapahtuma, asia").
Allianssin nimi muutettiin, koska monet jäsenet olivat haluttomia liittymään Zigbeeen, ja CHIP muutettiin muotoon Matter, luultavasti siksi, että sana CHIP oli liian tunnettu (se alun perin tarkoitti "sirua") ja erittäin helppo kaataa.
Lokakuussa 2022 CSA julkaisi vihdoin Matter-standardiprotokollan version 1.0. Hieman ennen sitä, 18. toukokuuta 2023, julkaistiin myös Matter-versio 1.1.
CSA-konsortion jäsenet jaetaan kolmeen tasoon: aloittaja, osallistuja ja omaksuja. Aloittajat ovat korkeimmalla tasolla, he osallistuvat ensimmäisinä pöytäkirjan laatimiseen, ovat allianssin hallituksen jäseniä ja osallistuvat jossain määrin allianssin johtamiseen ja päätöksentekoon.
Google ja Apple, aloitteentekijöiden edustajina, vaikuttivat merkittävästi Matterin varhaisiin spesifikaatioihin.
Google osallistui oman Smart Home -järjestelmänsä olemassa olevaan verkkokerrokseen ja sovellusprotokollaan Weaveen (joukko standardinmukaisia todennusmekanismeja ja -komentoja laitteen toimintaa varten), kun taas Apple osallistui HAP Securityyn (päästä päähän -tiedonsiirtoon ja paikallisen lähiverkon manipulointiin, mikä varmistaa vahvan yksityisyyden ja turvallisuuden).
Virallisen verkkosivuston uusimpien tietojen mukaan CSA-konsortion aloitti yhteensä 29 yritystä, joilla oli 282 osallistujaa ja 238 käyttöönottajaa.
Jättiläisten johdolla alan toimijat vievät aktiivisesti Matterin immateriaalioikeuksia ja ovat sitoutuneet rakentamaan suurta, yhtenäistä ja saumattomasti yhteydessä olevaa ekosysteemiä.
Matterin protokolla-arkkitehtuuri
Kaiken tämän keskustelun jälkeen, miten tarkalleen ottaen ymmärrämme Matter-protokollan? Mikä on sen suhde Wi-Fiin, Bluetoothiin, Threadiin ja Zigbeeen?
Ei niin nopeasti, katsotaanpa kaaviota:
Tämä on kaavio protokolla-arkkitehtuurista: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) ja Ethernet ovat pohjalla olevia protokollia (fyysinen kerros ja datalinkkikerros); ylöspäin on verkkokerros, joka sisältää IP-protokollat; ylöspäin on siirtokerros, joka sisältää TCP- ja UDP-protokollat; ja Matter-protokolla, kuten jo mainitsimme, on sovelluskerroksen protokolla.
Bluetoothilla ja Zigbeellä on myös omat verkko-, siirto- ja sovelluskerrokset pohjana olevien protokollien lisäksi.
Siksi Matter on toisensa poissulkeva protokolla Zigbeen ja Bluetoothin kanssa. Tällä hetkellä ainoat Matterin tukemat pohjaprotokollat ovat Wi-Fi, Thread ja Ethernet (Ethernet).
Protokolla-arkkitehtuurin lisäksi meidän on tiedettävä, että Matter-protokolla on suunniteltu avoimella filosofialla.
Se on avoimen lähdekoodin protokolla, jota kuka tahansa voi tarkastella, käyttää ja muokata erilaisiin sovellusskenaarioihin ja tarpeisiin sopivaksi, mikä mahdollistaa läpinäkyvyyden ja luotettavuuden tekniset hyödyt.
Matter-protokollan turvallisuus on myös merkittävä myyntivaltti. Se käyttää uusinta salaustekniikkaa ja tukee päästä päähän -salausta varmistaakseen, ettei käyttäjien viestintää varasteta tai peukaloida.
Matterin verkostoitumismalli
Seuraavaksi tarkastelemme aineen varsinaista verkostoitumista. Jälleen kerran tätä havainnollistaa kaavio:
Kuten kaavio osoittaa, Matter on TCP/IP-pohjainen protokolla, joten Matter on mitä tahansa, mihin TCP/IP on ryhmitelty.
Matter-protokollaa tukevat Wi-Fi- ja Ethernet-laitteet voidaan liittää suoraan langattomaan reitittimeen. Matter-protokollaa tukevat Thread-laitteet voidaan myös liittää IP-pohjaisiin verkkoihin, kuten Wi-Fi-verkkoon, Border-reitittimien kautta.
Laitteet, jotka eivät tue Matter-protokollaa, kuten Zigbee- tai Bluetooth-laitteet, voidaan liittää siltatyyppiseen laitteeseen (Matter Bridge/Gateway) protokollan muuntamiseksi ja sitten yhteyden muodostamiseksi langattomaan reitittimeen.
Teollisuuden edistysaskeleet materia-alalla
Matter edustaa älykotiteknologian trendiä. Sellaisenaan se on saanut laajaa huomiota ja innostunutta tukea alusta alkaen.
Alan toimiala on erittäin optimistinen Matterin kehitysnäkymien suhteen. Markkinatutkimusyritys ABI Researchin tuoreen raportin mukaan maailmanlaajuisesti myydään yli 20 miljardia langattomasti yhdistettyä älykotilaitetta vuosina 2022–2030, ja suuri osa näistä laitetyypeistä täyttää Matterin spesifikaatiot.
Matter käyttää tällä hetkellä sertifiointimekanismia. Valmistajat kehittävät laitteistoja, joiden on läpäistävä CSA-konsortion sertifiointiprosessi saadakseen Matter-sertifikaatin ja saadakseen luvan käyttää Matter-logoa.
CSA:n mukaan Matter-spesifikaatio koskee laajaa valikoimaa laitteita, kuten ohjauspaneeleita, ovenlukkoja, valaisimia, pistorasioita, kytkimiä, antureita, termostaatteja, tuulettimia, ilmastointilaitteita, kaihtimia ja medialaitteita, kattaen lähes kaikki älykodin käyttötarkoitukset.
Toimialan osalta alalla on jo useita valmistajia, joiden tuotteet ovat läpäisseet Matter-sertifioinnin ja tulevat vähitellen markkinoille. Myös siru- ja moduulivalmistajien puolella Matterilla on suhteellisen vahva tuki.
Johtopäätös
Matterin suurin rooli ylemmän tason protokollana on murtaa eri laitteiden ja ekosysteemien väliset esteet. Eri ihmisillä on erilaisia näkökulmia Matterista, jotkut näkevät sen pelastajana ja toiset puhtaana pöytälevynä.
Tällä hetkellä Matter-protokolla on vielä markkinoille tulon alkuvaiheessa ja sillä on enemmän tai vähemmän joitakin ongelmia ja haasteita, kuten korkeammat kustannukset ja pidempi laitekannan uusimissykli.
Joka tapauksessa se tuo järkytyksen älykotiteknologiajärjestelmien tylsiin vuosiin. Jos vanha järjestelmä rajoittaa teknologian kehitystä ja heikentää käyttökokemusta, tarvitsemme Matterin kaltaisia teknologioita ottamaan ohjat käsiinsä ja hoitamaan ison tehtävän.
Emme voi varmasti sanoa, tuleeko Matterista menestys vai ei. Koko älykotialan visio ja jokaisen alan yrityksen ja toimijan vastuulla on kuitenkin ottaa digitaalinen teknologia käyttöön kodin arjessa ja parantaa jatkuvasti käyttäjien digitaalista elämänkokemusta.
Toivottavasti älykoti murtaa pian kaikki tekniset kahleet ja tulee todella jokaiseen kotiin.
Julkaisun aika: 29. kesäkuuta 2023