[IoT] Matter: 스마트홈 프로토콜

Matter란?

Apache 라이선스의 오픈소스로, 스마트홈 연결 표준(을 위해 구축 중인 프로젝트)이다.

2019년 12월 아마존, 애플, 구글, 삼성 SmartThings 등 Zigbee Alliance가 1. 스마트홈 제품 개발 단순화, 2. 사용자를 위한 제품 간 상호 운용성 증진을 목표로 하여 CHIP(Project Connected Home over IP)을 발표했다. 2022 CES에서는 아마존, 컴캐스트, 구글, SmartThings, LG 등 기업들이 Matter 지원 계획을 언급했다.

사용자 입장에서 표현하자면, Matter 호환 스마트 홈 기기를 연결하기 위해 전용 앱을 따로 다운 받을 필요가 없다! 모바일과도 쉽게 연결할 수 있으며 관리는 (당연하지만) 클라우드로 할 수 있다. 상용 제품의 Matter 업데이트는 2022년 상반기로 예상된다. (CSA Announced) 

 

 

Thread란?

Matter는 Wifi와 Thread 기반의 네트워크이다. Wifi는 무선 통신 프로토콜이고, 그렇다면 Thread 기반이라는 건 무슨 뜻일까.

Thread는 IPv6 기반의 디바이스간, 그리고 클라우드와의 연결을 제공하는 저전력 망(Mesh) 네트워크이다. Zigbee와 마찬가지로 IEEE 802.15.4 무선 프로토콜을 사용하는데, Thread는 IP 주소를 지정할 수 있다.

Google Nest는 Thread의 오픈 소스 구현체 (OpenThread)를 공개했다.

 

 

그 외 스마트홈 프로토콜

기존에도 다양한 무선 통신 프로토콜(블루투스 등)을 스마트홈 연결 구축에 사용했다. 그 중 대표적인 3가지는 Zigbee, Z-Wave, 그리고 WIFI이다.

참고. 무선 통신은 파장 0.1mm 이상의 범위, 즉 Radio Frequency에 해당하는 전자기파 대역에서 신호를 송수신하는 방식이다. 주파수가 낮을수록 적은 에너지 상태를 가지고 멀리까지 전파될 수 있지만 대역폭은 좁아진다.

 

Zigbee

IEEE 802.15.4 표준의 저전력 프로토콜이다.

Ad-hoc / Mesh NW / Unlimited Hop

😀 단순한 데이터 전달에 적합하다. 저전력이므로 배터리 수명이 길다.

😕 제작사가 다른 경우 호환되지 않을 수 있다.

 

Z-Wave

2008년 Sigma Designs에 인수되었다.

마스터 노드가 없는 지능형 Mesh 토폴로지를 사용한다. 노드 간 직접 통신이 불가능하면 다른 노드를 경유하도록 라우팅을 지원하여 더 먼 곳까지 전송할 수 있다.

저전력 / 양방향 RF / Mesh NW / 4-hop

😀 동일 라이선스라면 다른 벤더와 디바이스 상호 운용 가능

😕 고비용 라이선스

 

Wifi

Zigbee나 Z-wave는 Lightweight하다. 즉 128bit AES로 암호화하며 Handshake, 인증 등의 작업이 훨씬 간략하다.

 

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참고자료

Cnet Youtube - How the Matter standard could fix your smart home in 2022

Matter Github

CSA - Matter

Wikipedia - Matter

Wikipedia - Thread