הנושא עליו נדבר היום קשור לבתים חכמים.
כשמדובר בבתים חכמים, אסור שאף אחד לא יכיר אותם. בתחילת המאה הנוכחית, כאשר נולד לראשונה מושג האינטרנט של הדברים, תחום היישום החשוב ביותר היה הבית החכם.
במהלך השנים, עם ההתפתחות המתמשכת של הטכנולוגיה הדיגיטלית, הומצאו עוד ועוד חומרה חכמה לבית. חומרה זו הביאה נוחות רבה לחיי המשפחה והוסיפה להנאת החיים.
עם הזמן, יהיו לך הרבה אפליקציות בטלפון שלך.
כן, זוהי בעיית המחסום האקולוגי שמטרידה זה מכבר את תעשיית הבית החכם.
למעשה, פיתוח טכנולוגיית האינטרנט של הדברים (IoT) תמיד התאפיין בפיצול. תרחישי יישום שונים תואמים למאפיינים שונים של טכנולוגיות IoT. חלקם זקוקים לרוחב פס גדול, חלקם זקוקים לצריכת חשמל נמוכה, חלקם מתמקדים ביציבות, וחלקם מודאגים מאוד מעלות.
זה הוליד שילוב של 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread וטכנולוגיות תקשורת בסיסיות אחרות.
הבית החכם, בתורו, הוא תרחיש LAN טיפוסי, עם טכנולוגיות תקשורת לטווח קצר כמו Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread וכו', במגוון רחב של קטגוריות ובשימושים צולבים.
יתר על כן, מכיוון שבתי חכמים מכוונים למשתמשים שאינם מומחים, יצרנים נוטים לבנות פלטפורמות וממשקי ממשק משתמש משלהם ולאמץ פרוטוקולים קנייניים של שכבת היישומים כדי להבטיח את חוויית המשתמש. עובדה זו הוביל ל"מלחמת המערכת האקולוגית" הנוכחית.
המחסומים בין מערכות אקולוגיות לא רק גרמו לצרות אינסופיות למשתמשים, אלא גם לספקים ולמפתחים - השקת אותו מוצר דורשת פיתוח עבור מערכות אקולוגיות שונות, מה שמגדיל משמעותית את עומס העבודה והעלויות.
מכיוון שבעיית המחסומים האקולוגיים מהווה מגבלה רצינית על פיתוחם ארוך הטווח של בתים חכמים, התעשייה החלה לעבוד על מציאת פתרון לבעיה זו.
לידתו של פרוטוקול Matter
בדצמבר 2019, גוגל ואפל הצטרפו לברית זיגבי, והצטרפו לאמזון ולמעלה מ-200 חברות ואלפי מומחים ברחבי העולם כדי לקדם פרוטוקול חדש בשכבת היישומים, המכונה פרוטוקול Project CHIP (Connected Home over IP).
כפי שניתן לראות מהשם, CHIP עוסק כולו בחיבור הבית על סמך פרוטוקולי IP. פרוטוקול זה הושק במטרה להגביר את תאימות המכשירים, לפשט את פיתוח המוצר, לשפר את חוויית המשתמש ולהניע את התעשייה קדימה.
לאחר שנולדה קבוצת העבודה של CHIP, התוכנית המקורית הייתה לשחרר את התקן בשנת 2020 ולהשיק את המוצר בשנת 2021. עם זאת, מסיבות שונות, תוכנית זו לא התממשה.
במאי 2021, שינתה ברית זיגבי את שמה ל-CSA (ברית תקני החיבור). במקביל, שונה שמו של פרויקט CHIP ל-Matter (שפירושו "מצב, אירוע, עניין" בסינית).
שם המילה "ברית" שונה משום שחברים רבים לא מיהרו להצטרף לזיגבי, ושמה של המילה CHIP שונה ל"מאטר", כנראה משום שהמילה CHIP הייתה מוכרת מדי (המשמעות המקורית שלה הייתה "שבב") וקל מאוד לקרוס אותה.
באוקטובר 2022, ה-CSA סוף סוף פרסם את גרסה 1.0 של פרוטוקול Matter הסטנדרטי. זמן קצר לפני כן, ב-18 במאי 2023, שוחררה גם גרסה 1.1 של Matter.
חברי קונסורציום CSA מחולקים לשלוש רמות: יוזם, משתתף ומאמץ. היוזמים נמצאים ברמה הגבוהה ביותר, הם הראשונים להשתתף בניסוח הפרוטוקול, חברים בדירקטוריון הברית ומשתתפים במידה מסוימת בהנהגה ובהחלטות הברית.
גוגל ואפל, כנציגות היוזמים, תרמו תרומה משמעותית למפרטים המוקדמים של Matter.
גוגל תרמה את שכבת הרשת הקיימת של הבית החכם שלה ואת פרוטוקול היישומים Weave (קבוצה של מנגנוני אימות סטנדרטיים ופקודות להפעלת המכשיר), בעוד שאפל תרמה את HAP Security (לתקשורת מקצה לקצה ולתפעול רשת LAN מקומית, המבטיחה פרטיות ואבטחה חזקות).
על פי הנתונים העדכניים ביותר באתר הרשמי, קונסורציום CSA יוזם על ידי 29 חברות בסך הכל, עם 282 משתתפים ו-238 מאמצים.
בהובלת הענקיות, שחקני התעשייה מייצאים באופן פעיל את הקניין הרוחני שלהם עבור Matter ומחויבים לבניית מערכת אקולוגית מאוחדת וחלקה.
ארכיטקטורת הפרוטוקול של Matter
אחרי כל הדיבורים האלה, איך בדיוק אנחנו מבינים את פרוטוקול Matter? מה הקשר שלו עם Wi-Fi, Bluetooth, Thread ו-Zigbee?
לא כל כך מהר, בואו נסתכל על תרשים:
זוהי תרשים של ארכיטקטורת הפרוטוקול: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) ו-Ethernet הם הפרוטוקולים הבסיסיים (שכבות פיזיות ושכבות קישור נתונים); כלפי מעלה נמצאת שכבת הרשת, כולל פרוטוקולי IP; כלפי מעלה נמצאת שכבת התעבורה, כולל פרוטוקולי TCP ו-UDP; ופרוטוקול Matter, כפי שכבר הזכרנו, הוא פרוטוקול שכבת יישומים.
ל-Bluetooth ול-Zigbee יש גם שכבות רשת, תעבורה ויישומים ייעודיות, בנוסף לפרוטוקולים הבסיסיים.
לכן, Matter הוא פרוטוקול שבלעדי זה את זה עם Zigbee ו-Bluetooth. נכון לעכשיו, הפרוטוקולים הבסיסיים היחידים ש-Matter תומך בהם הם Wi-Fi, Thread ו-Ethernet (Ethernet).
בנוסף לארכיטקטורת הפרוטוקול, עלינו לדעת שפרוטוקול Matter תוכנן עם פילוסופיה פתוחה.
זהו פרוטוקול קוד פתוח שכל אחד יכול לצפות בו, להשתמש בו ולשנות אותו כדי להתאים אותו לתרחישי יישומים וצרכים שונים, מה שיאפשר את היתרונות הטכניים של שקיפות ואמינות.
גם האבטחה של פרוטוקול Matter היא נקודת מכירה מרכזית. הוא משתמש בטכנולוגיית ההצפנה העדכנית ביותר ותומך בהצפנה מקצה לקצה כדי להבטיח שהתקשורת של המשתמשים לא תיגנב או תטופל.
מודל הרשת של Matter
בשלב הבא, נבחן את הרשתות בפועל של החומר. שוב, זה מודגם על ידי תרשים:
כפי שמוצג בתרשים, Matter הוא פרוטוקול מבוסס TCP/IP, ולכן Matter הוא כל מה ש-TCP/IP מקובץ אליו.
ניתן לחבר התקני Wi-Fi ו-Ethernet התומכים בפרוטוקול Matter ישירות לנתב אלחוטי. ניתן גם לחבר התקני Thread התומכים בפרוטוקול Matter לרשתות מבוססות IP כגון Wi-Fi באמצעות נתבי Border.
מכשירים שאינם תומכים בפרוטוקול Matter, כגון התקני Zigbee או Bluetooth, ניתנים לחיבור להתקן מסוג גשר (Matter Bridge/Gateway) כדי להמיר את הפרוטוקול ולאחר מכן להתחבר לנתב אלחוטי.
התקדמות תעשייתית בחומר
חומר מייצג מגמה בטכנולוגיית הבית החכם. ככזה, הוא זכה לתשומת לב נרחבת ותמיכה נלהבת מאז הקמתו.
התעשייה אופטימית מאוד לגבי סיכויי הפיתוח של Matter. על פי דו"ח שפורסם לאחרונה על ידי חברת מחקרי השוק ABI Research, יותר מ-20 מיליארד מכשירי בית חכם המחוברים באופן אלחוטי יימכרו ברחבי העולם בין השנים 2022 ל-2030, וחלק גדול מסוגי מכשירים אלה יעמדו במפרט Matter.
כיום, Matter משתמשת במנגנון הסמכה. יצרנים מפתחים חומרה שצריכה לעבור את תהליך ההסמכה של קונסורציום CSA על מנת לקבל את תעודת Matter ולהיות רשאים להשתמש בלוגו של Matter.
על פי ה-CSA, מפרט ה-Matter יחול על מגוון רחב של סוגי מכשירים כגון לוחות בקרה, מנעולי דלתות, תאורה, שקעים, מתגים, חיישנים, תרמוסטטים, מאווררים, בקרי אקלים, תריסים והתקני מדיה, ויכסה כמעט את כל התרחישים בבית החכם.
מבחינה תעשייתית, כבר יש בתעשייה מספר יצרנים שמוצריהם עברו את הסמכת Matter ונכנסים בהדרגה לשוק. מצד יצרני שבבים ומודולים, ישנה גם תמיכה חזקה יחסית ב-Matter.
מַסְקָנָה
התפקיד הגדול ביותר של חומר כפרוטוקול בשכבה העליונה הוא לשבור את המחסומים בין מכשירים ומערכות אקולוגיות שונות. לאנשים שונים יש נקודות מבט שונות על חומר, כאשר חלקם רואים בו מושיע ואחרים רואים בו דף נקי.
כרגע, פרוטוקול Matter עדיין נמצא בשלבים מוקדמים של יציאה לשוק ומתמודד פחות או יותר עם כמה בעיות ואתגרים, כגון עלויות גבוהות יותר ומחזור חידוש ארוך יותר של מלאי המכשירים.
בכל מקרה, זה מביא זעזוע לשנים המשעממות של מערכות טכנולוגיות בית חכם. אם המערכת הישנה מגבילה את התפתחות הטכנולוגיה ומגבילה את חוויית המשתמש, אז אנחנו צריכים שטכנולוגיות כמו Matter יעלו על עצמן וייקחו על עצמן את המשימה הגדולה.
האם Matter תצליח או לא, איננו יכולים לומר בוודאות. עם זאת, זהו החזון של כל תעשיית הבית החכם ואחריותו של כל חברה ועוסק בתעשייה להעצים את הטכנולוגיה הדיגיטלית בחיי הבית ולשפר באופן מתמיד את חוויית המגורים הדיגיטלית של המשתמשים.
מקווה שהבית החכם ישבור בקרוב את כל הכבלים הטכניים ויכנס באמת לכל בית.
זמן פרסום: 29 ביוני 2023