Rob Alexander가 쓴 EDN 기사
Matter의 등장으로 향후 수년간 사물 인터넷(IoT) 연결성을 개선하고 새로운 애플리케이션과 솔루션이 실현할 수 있는 광범위한 기회가 생겨났습니다. Matter 는 다른 기술을 사용하는 다양한 공급업체의 다양한 제품이 원활하게 함께 작동할 수 있도록 하는 애플리케이션 계층입니다.
이 프로토콜의 목적은 서로 다른 제조업체 간의 분열을 줄이고, 다양한 공급업체의 스마트 홈 기기와 IoT 플랫폼 간의 상호 운용성을 강화하는 것입니다. 이러한 목표를 달성하기 위해 Matter는 기본 네트워크 프로토콜에 관계없이 표준 애플리케이션 계층을 정의하기 위해 장치 간 상호 운용성을 제공하는 인터넷 프로토콜(IP)을 사용합니다.
IoT 기업이 오늘날의 끊임없이 변화하는 시장에서 앞서 나가려면 Bluetooth, Thread, Wi-Fi를 비롯한 Matter IoT 무선 프로토콜에 대한 심층적인 전문 지식이 필요합니다. 그렇다면 프로토콜에 관계없이 Matter 상호 운용성을 어떻게 달성할 수 있을까요? 답은 브리징에 있을 수 있습니다.
브리징의 정의 및 브리징이 필요한 이유
IP 기반이 아닌 Zigbee, Z-Wave 및 기타 무선 IoT 프로토콜의 대규모 기존 설치 기반이 있는 경우 무선 공존은 필수적이며 매우 복잡합니다. 현재 시중에는 광범위한 애플리케이션을 지원하는 2,100개 이상의 인증된 비 IP 기반 스마트 홈 제품이 있습니다. Matter 표준이 개발됨에 따라 이러한 장치를 브리징하여 새로운 프로토콜과의 호환성을 보장해야 합니다.
Philips Hue 전구, SmartThings 센서, Ring Alarm 시스템, Ecobee 온도 조절장치 등 Zigbee 또는 Z-Wave를 사용하는 제품들을 이미 전 세계의 매장과 가정에서 만나 볼 수 있지만, 현재 Matter와 호환되지 않는 상태입니다. 일반적으로 Zigbee 및 Z-Wave 장치를 Matter에 연결하려면 기존 허브를 업데이트하거나 새로운 프로토콜을 지원하는 새로운 브리지를 추가해야 합니다.
개발자는 Matter를 이러한 기기에 연결하고 현재 출시된 스마트 홈 기기를 미래에도 사용할 수 있는 방법이 필요합니다. 그래야 소비자는 기존 제품에서 Matter의 이점을 누릴 수 있습니다. 일부 기업은 플래시 및 RAM 요구 사항을 충족한다면 최종 장치를 현장에서 업그레이드하는 방식을 택할 수 있지만, IoT 공급업체는 기존 센서 네트워크를 Matter 네트워크와 연결하는 것이 더 현명한 길입니다. 이를 통해 사용자에게 더 직관적이고 사용하기 쉬운 환경을 제공할 수 있기 때문입니다.
다행히도 배포된 Zigbee/Z-Wave 제품과 블루투스 저에너지(LE)를 사용하여 설정하며 Thread, Wi-Fi, 이더넷 프로토콜을 통해 실행되는 최신 Matter 제품을 모두 지원하는 연결 제품을 출시할 계획인 IoT 기업이 점점 더 늘어나고 있습니다. 매터 브릿지가 어떻게 작동하는지 자세히 살펴보겠습니다.
Matter 브리지의 작동 방식
Matter 브리지는 Matter 패브릭에서 Matter가 아닌 IoT 기기로의 연결성을 확장하여 소비자가 Zigbee 및 Z-Wave 기기와 같은 기존 Matter가 아닌 기기를 새로운 Matter 기기와 함께 사용할 수 있도록 합니다. 브리지는 Zigbee, Z-Wave, 블루투스 등 각 기기의 해당 프로토콜을 사용하여 연결한 다음, 기기 간 메시지를 모든 기기에서 이해할 수 있는 Matter 프로토콜로 변환합니다.
즉, 한 장치가 다른 장치에 메시지를 보내면 브리지가 이를 가로채서 Matter 프로토콜로 변환한 다음 수신 장치로 전송합니다. 그러면 수신 장치는 해당 메시지를 자체 프로토콜로 다시 변환하고 그에 따라 조치를 취합니다.
기본적으로 Matter 브리지는 서로 다른 통신 프로토콜을 사용하는 스마트 홈 기기 간의 중개자 역할을 합니다. 이를 통해 프로토콜에 관계없이 장치가 원활하게 작동할 수 있습니다. 이는 다양한 제조업체에서 생산하고 서로 다른 프로토콜을 사용하는 스마트 홈 기기를 사용하는 소비자에게 특히 중요합니다.
Matter 브리지를 사용하면 모든 기기를 단일 네트워크에 연결하고 단일 앱이나 플랫폼에서 제어할 수 있습니다. 아래 다이어그램은 브리지 장치를 사용하여 Thread 네트워크와 Matter 패브릭 간의 연결과 Z-Wave/Zigbee와 같은 Matter와 non-Matter 네트워크 간의 연결을 보여줍니다.
Matter 브리지는 모든 장치를 단일 네트워크에 연결하여 작동합니다.
출처: Silicon Labs
Thread 위의 Matter
Thread를 통해 Matter에 연결할 수 있도록 하기 위해 많은 스마트 홈 기기 제조업체는 Thread와 Matter 프로토콜을 모두 지원하는 보더 라우터를 개발하고 있습니다. 이러한 장치는 Thread 기반 스마트 홈 기기와 Matter 기반 기기 사이의 라우터 역할을 하도록 설계되어 서로 통신할 수 있습니다.
Thread를 다른 브리지 및 허브와 차별화하는 특징은 IP 기반이기 때문에 다른 장치에 내장할 수 있다는 점입니다. IoT 공급업체는 스마트 홈 허브, 스마트 스피커, 스마트 잠금 장치, 스마트 조명과 같은 Matter 호환 Thread 경계 라우터 역할을 하는 다양한 하드웨어 장치를 구축하여 사용자에게 기존 Matter 및 비 Matter 장치 간의 원활한 상호 운용성을 제공하고 있습니다.
전반적으로 Thread와 Matter를 모두 지원하는 모든 장치는 두 프로토콜 사이의 경계 라우터 역할을 할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. Matter의 인기가 높아짐에 따라 Thread와 Matter를 모두 지원하는 기기의 수도 늘어날 것으로 예상됩니다.
게다가 Thread Border Router 기능을 Matter Bridge와 결합하면 단일 허브에서 Matter Thread와 비 Matter 기기를 지원할 수 있습니다. 실제로 일부 회사는 이미 이를 현실로 만들기 위한 조치를 취하고 있습니다. 예를 들어 Silicon Labs는 최근 Matter에서 Zigbee로, Matter에서 Z-Wave로의 브리지 솔루션을 제공하고 Matter Thread 기기에 연결하는 완전한 기능을 갖춘 Unify 소프트웨어 개발 키트(SDK)를 출시했습니다.
SDK는 Matter 대 Zigbee, Matter 대 Z-Wave, Matter 대 Thread 장치를 위한 브리지 솔루션을 제공합니다.
출처: Silicon Labs
Unify SDK 는 애플리케이션 프로세서 기반 최종 제품, 게이트웨이, 허브, 브리지, 액세스 포인트를 포함한 IoT 인프라 개발을 간소화하는 소프트웨어 네트워크입니다. 각 Unify SDK 구성 요소는 Dotdot 기반 통합 언어로 간단한 메시징 프로토콜인 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport) 인터페이스를 구현합니다. 결과적으로 이는 시스템 통합을 위한 모듈식, 확장 가능, 경량이며 명확하게 정의된 인터페이스입니다.
Unify SDK는 기본적으로 Linux에서 실행되지만 이식성을 고려하여 설계되었습니다. Unify-Matter 브리지 애플리케이션은 Unify SDK의 일부이며 CSA의 Matter Bridge 애플리케이션 소프트웨어를 기반으로 합니다. 이 애플리케이션은 Matter 프로토콜 인터페이스에서 Zigbee 클러스터 라이브러리(ZCL) 명령을 수신하고 Unify Controller Language 데이터 모델로 변환한 후 MQTT 인터페이스에 게시합니다.
미래 스마트 홈의 연결성 개선
IoT 기기의 기본 무선 프로토콜로 Thread를 사용하고 경계 라우터를 통해 Matter 지원을 추가함으로써 IoT 공급업체는 함께 작동하는 기기의 연결된 생태계를 더 쉽게 만들 수 있습니다. Matter를 기본적으로 지원하지 않는 기기라도 Matter 브리지를 통해 Matter와 상호 운용할 수 있습니다.
이러한 접근 방식을 통해 소비자는 호환성과 사용 편의성을 보장하는 동시에 더 다양한 기기와 제조업체를 선택할 수 있습니다. 업계가 계속 발전함에 따라 Thread와 Matter를 모두 지원하는 기기가 더욱 많아질 것으로 예상되며, 따라서 원활하고 연결된 스마트 홈 환경을 만드는 일이 그 어느 때보다 쉬워질 것입니다.