오늘 우리가 이야기할 주제는 스마트 홈에 관한 것입니다.
스마트홈에 관해서라면, 이제 누구도 스마트홈을 낯설게 여길 사람은 없을 것입니다. 21세기 초, 사물인터넷(IoT)이라는 개념이 처음 등장했을 때 가장 중요한 응용 분야가 바로 스마트홈이었기 때문입니다.
수년에 걸쳐 디지털 기술의 지속적인 발전과 함께 가정용 스마트 기기가 점점 더 많이 발명되었습니다. 이러한 기기들은 가정생활에 큰 편리함을 가져다주고 삶의 질을 향상시켜 주었습니다.
시간이 지나면서 휴대폰에 앱이 많이 설치될 거예요.
네, 이것이 바로 스마트홈 업계를 오랫동안 괴롭혀온 생태적 장벽 문제입니다.
사실 IoT 기술의 발전은 항상 파편화되는 양상을 보여왔습니다. 다양한 응용 시나리오가 IoT 기술의 각기 다른 특성에 부합하기 때문입니다. 어떤 시나리오는 높은 대역폭을 필요로 하고, 어떤 시나리오는 낮은 전력 소비를 요구하며, 어떤 시나리오는 안정성을 중시하고, 또 어떤 시나리오는 비용 효율성을 매우 중요하게 생각합니다.
이로 인해 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread 및 기타 기반 통신 기술이 혼합되어 사용되게 되었습니다.
스마트 홈은 Wi-Fi, 블루투스, 지그비, 스레드 등과 같은 단거리 통신 기술이 다양한 범주와 용도에 걸쳐 사용되는 전형적인 LAN 시나리오입니다.
더욱이 스마트 홈은 비전문가 사용자를 대상으로 하기 때문에 제조업체들은 사용자 경험을 보장하기 위해 자체 플랫폼과 UI 인터페이스를 구축하고 독자적인 애플리케이션 계층 프로토콜을 채택하는 경향이 있습니다. 이것이 현재 "생태계 전쟁"으로 이어졌습니다.
생태계 간의 장벽은 사용자뿐만 아니라 공급업체와 개발자에게도 끊임없는 문제를 야기해 왔습니다. 동일한 제품을 출시하려면 서로 다른 생태계에 맞춰 개발해야 하므로 작업량과 비용이 크게 증가합니다.
생태적 장벽 문제는 스마트홈의 장기적인 발전에 심각한 제약 요인이기 때문에, 업계에서는 이 문제에 대한 해결책을 찾기 위한 노력을 시작했습니다.
매터 프로토콜의 탄생
2019년 12월, 구글과 애플은 아마존을 비롯한 200여 개 기업과 전 세계 수천 명의 전문가들과 함께 Zigbee Alliance에 가입하여, CHIP 프로젝트(Connected Home over IP) 프로토콜로 알려진 새로운 애플리케이션 계층 프로토콜을 홍보하기 시작했습니다.
이름에서 알 수 있듯이 CHIP은 IP 프로토콜을 기반으로 가정 내 연결을 강화하는 기술입니다. 이 프로토콜은 기기 호환성 향상, 제품 개발 간소화, 사용자 경험 개선 및 업계 발전을 목표로 개발되었습니다.
CHIP 워킹 그룹이 결성된 후, 원래 계획은 2020년에 표준을 발표하고 2021년에 제품을 출시하는 것이었습니다. 그러나 여러 가지 이유로 이 계획은 실현되지 못했습니다.
2021년 5월, Zigbee Alliance는 CSA(Connectivity Standards Alliance)로 이름을 변경했습니다. 동시에 CHIP 프로젝트도 Matter(중국어로 "상황, 사건, 문제"를 의미)로 개명되었습니다.
얼라이언스는 많은 회원들이 지그비에 참여하기를 꺼려했기 때문에 이름을 바꾸었고, CHIP은 Matter로 변경되었는데, 아마도 CHIP이라는 단어가 너무 잘 알려져 있고(원래는 "칩"을 의미함) 오류가 발생하기 쉬웠기 때문일 것입니다.
2022년 10월, 캐나다 우주국(CSA)은 마침내 Matter 표준 프로토콜 버전 1.0을 발표했습니다. 그 직전인 2023년 5월 18일에는 Matter 버전 1.1도 공개되었습니다.
CSA 컨소시엄 회원은 개시자, 참여자, 채택자의 세 가지 등급으로 나뉩니다. 개시자는 가장 높은 등급으로, 의정서 초안 작성에 가장 먼저 참여하고, 연합 이사회의 구성원이며, 연합의 운영 및 의사 결정에 일정 부분 참여합니다.
구글과 애플은 주도자로서 Matter의 초기 사양을 정립하는 데 상당한 기여를 했습니다.
구글은 자사의 스마트 홈용 기존 네트워크 계층 및 애플리케이션 프로토콜인 Weave(기기 작동을 위한 표준 인증 메커니즘 및 명령 세트)를 제공했고, 애플은 HAP Security(종단 간 통신 및 로컬 LAN 조작을 위한 기술로 강력한 개인 정보 보호 및 보안을 보장)를 제공했습니다.
공식 웹사이트의 최신 데이터에 따르면 CSA 컨소시엄은 총 29개 기업이 참여하여 시작되었으며, 282개 기업이 참여하고 238개 기업이 이를 채택했습니다.
업계 거물들이 주도하는 가운데, 업계 관계자들은 물질 관련 지적 재산권을 적극적으로 수출하고 있으며, 거대하고 통합된, 끊김 없이 연결된 생태계를 구축하기 위해 노력하고 있습니다.
물질의 프로토콜 아키텍처
지금까지의 논의를 종합해 볼 때, 우리는 Matter 프로토콜을 정확히 어떻게 이해해야 할까요? Matter 프로토콜은 Wi-Fi, 블루투스, Thread, Zigbee와 어떤 관계가 있을까요?
잠깐만요, 그림을 한번 볼까요?
다음은 프로토콜 아키텍처 다이어그램입니다. Wi-Fi, Thread, Bluetooth(BLE) 및 이더넷은 하위 프로토콜(물리 계층 및 데이터 링크 계층)이며, 그 위에는 IP 프로토콜을 포함하는 네트워크 계층, 그 위에는 TCP 및 UDP 프로토콜을 포함하는 전송 계층이 있습니다. 그리고 앞서 언급했듯이 Matter 프로토콜은 응용 프로그램 계층 프로토콜입니다.
블루투스와 지그비는 기본 프로토콜 외에도 전용 네트워크, 전송 및 응용 프로그램 계층을 갖추고 있습니다.
따라서 Matter는 Zigbee 및 Bluetooth와 상호 배타적인 프로토콜입니다. 현재 Matter가 지원하는 기본 프로토콜은 Wi-Fi, Thread 및 이더넷(Ethernet)뿐입니다.
프로토콜 아키텍처 외에도, Matter 프로토콜이 개방형 철학을 바탕으로 설계되었다는 점을 알아야 합니다.
이는 누구나 열람, 사용 및 수정하여 다양한 응용 시나리오와 요구 사항에 맞출 수 있는 오픈 소스 프로토콜이므로 투명성과 신뢰성이라는 기술적 이점을 제공합니다.
Matter 프로토콜의 보안성 또한 주요 장점 중 하나입니다. 최신 암호화 기술을 사용하고 종단 간 암호화를 지원하여 사용자 통신이 도용되거나 변조되지 않도록 보장합니다.
매터의 네트워킹 모델
다음으로 물질의 실제 네트워크 연결 방식을 살펴보겠습니다. 이 또한 그림으로 설명됩니다.
다이어그램에서 볼 수 있듯이 Matter는 TCP/IP 기반 프로토콜이므로 Matter는 TCP/IP가 그룹화되는 모든 것을 의미합니다.
Matter 프로토콜을 지원하는 Wi-Fi 및 이더넷 장치는 무선 라우터에 직접 연결할 수 있습니다. Matter 프로토콜을 지원하는 Thread 장치는 Border Router를 통해 Wi-Fi와 같은 IP 기반 네트워크에도 연결할 수 있습니다.
Zigbee 또는 Bluetooth 장치와 같이 Matter 프로토콜을 지원하지 않는 장치는 브리지형 장치(Matter Bridge/Gateway)에 연결하여 프로토콜을 변환한 다음 무선 라우터에 연결할 수 있습니다.
물질 분야의 산업적 발전
Matter는 스마트 홈 기술의 트렌드를 대표하는 제품입니다. 따라서 출시 이후 폭넓은 관심과 열렬한 지지를 받아왔습니다.
업계는 Matter의 발전 전망에 대해 매우 낙관적입니다. 시장 조사 기관인 ABI Research의 최근 보고서에 따르면, 2022년부터 2030년까지 전 세계적으로 200억 개 이상의 무선 연결 스마트 홈 기기가 판매될 것이며, 이 중 상당 부분이 Matter 규격을 충족할 것으로 예상됩니다.
Matter는 현재 인증 메커니즘을 사용하고 있습니다. 제조업체는 Matter 인증서를 획득하고 Matter 로고를 사용할 수 있도록 CSA 컨소시엄의 인증 절차를 통과해야 하는 하드웨어를 개발합니다.
CSA에 따르면 Matter 규격은 제어판, 도어록, 조명, 소켓, 스위치, 센서, 온도 조절기, 팬, 실내 온도 조절 장치, 블라인드 및 미디어 장치와 같은 광범위한 장치 유형에 적용되어 스마트 홈의 거의 모든 시나리오를 포괄합니다.
산업적인 측면에서 보면, 이미 여러 제조업체들이 Matter 인증을 통과한 제품을 시장에 출시하고 있습니다. 특히 칩 및 모듈 제조업체들 사이에서도 Matter에 대한 지지가 비교적 강한 편입니다.
결론
상위 계층 프로토콜로서 Matter의 가장 중요한 역할은 서로 다른 장치와 생태계 간의 장벽을 허무는 것입니다. Matter에 대한 사람들의 시각은 다양하며, 어떤 이들은 Matter를 구세주로 여기는 반면, 다른 이들은 백지상태의 시작으로 보고 있습니다.
현재 Matter 프로토콜은 시장 출시 초기 단계에 있으며, 높은 비용과 기기 재고 갱신 주기의 장기화와 같은 몇 가지 문제와 어려움에 직면해 있습니다.
어쨌든 이는 침체되어 있던 스마트 홈 기술 시스템에 큰 충격을 안겨줍니다. 기존 시스템이 기술 발전과 사용자 경험을 저해한다면, 매터(Matter)와 같은 기술이 나서서 이러한 문제를 해결해야 할 필요가 있습니다.
Matter가 성공할지 여부는 확실히 말할 수 없습니다. 하지만 디지털 기술을 가정생활에 접목하고 사용자의 디지털 생활 경험을 지속적으로 개선하는 것은 스마트홈 산업 전체의 비전이자 업계 모든 기업과 종사자의 책임입니다.
스마트홈이 곧 모든 기술적 제약을 극복하고 진정으로 모든 가정에 보급되기를 바랍니다.
게시 시간: 2023년 6월 29일