오늘 우리가 이야기할 주제는 스마트 홈과 관련이 있습니다.
스마트 홈에 대해 낯설지 않은 사람은 없을 것입니다. 20세기 초 사물 인터넷(IoT)이라는 개념이 처음 등장했을 때, 가장 중요한 응용 분야는 스마트 홈이었습니다.
수년에 걸쳐 디지털 기술의 지속적인 발전과 함께 가정용 스마트 하드웨어가 점점 더 많이 개발되었습니다. 이러한 하드웨어는 가족 생활에 큰 편리함을 가져다주고 삶의 즐거움을 더해 주었습니다.
시간이 지나면서 휴대폰에 앱이 많이 설치될 겁니다.
그렇습니다. 이는 스마트 홈 산업을 오랫동안 괴롭혀 온 생태적 장벽 문제입니다.
실제로 IoT 기술 개발은 항상 단편화되어 왔습니다. 다양한 응용 시나리오는 IoT 기술의 각기 다른 특성에 부합합니다. 어떤 시나리오는 넓은 대역폭을 필요로 하고, 어떤 시나리오는 낮은 전력 소비를 필요로 하며, 어떤 시나리오는 안정성에 중점을 두고, 어떤 시나리오는 비용에 매우 민감합니다.
이로 인해 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread 및 기타 기반 통신 기술이 혼합되어 탄생했습니다.
스마트 홈은 전형적인 LAN 시나리오로, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread 등의 단거리 통신 기술이 다양한 범주와 용도로 사용됩니다.
더욱이 스마트홈은 비전문가 사용자를 대상으로 하기 때문에 제조업체들은 사용자 경험을 보장하기 위해 자체 플랫폼과 UI 인터페이스를 구축하고 독점적인 애플리케이션 계층 프로토콜을 채택하는 경향이 있습니다. 이는 현재의 "생태계 전쟁"으로 이어졌습니다.
생태계 간의 장벽은 사용자뿐만 아니라 공급업체와 개발자에게도 끝없는 문제를 야기합니다. 동일한 제품을 출시하려면 서로 다른 생태계에 맞춰 개발해야 하므로 작업량과 비용이 크게 증가합니다.
생태계 장벽 문제는 스마트 홈의 장기적인 발전을 가로막는 심각한 장애물이기 때문에 업계에서는 이 문제를 해결하기 위한 노력을 시작했습니다.
Matter 프로토콜의 탄생
2019년 12월, Google과 Apple은 Zigbee Alliance에 가입하여 Amazon과 전 세계 200개 이상의 기업, 수천 명의 전문가와 함께 Project CHIP(Connected Home over IP) 프로토콜이라는 새로운 애플리케이션 계층 프로토콜을 홍보했습니다.
이름에서 알 수 있듯이 CHIP은 IP 프로토콜을 기반으로 가정을 연결하는 기술입니다. 이 프로토콜은 기기 호환성 향상, 제품 개발 간소화, 사용자 경험 개선, 그리고 업계 발전을 목표로 출시되었습니다.
CHIP 실무 그룹이 출범한 후, 원래 계획은 2020년에 표준을 발표하고 2021년에 제품을 출시하는 것이었습니다. 그러나 여러 가지 이유로 이 계획은 실현되지 않았습니다.
2021년 5월, Zigbee Alliance는 CSA(Connectivity Standards Alliance)로 명칭을 변경했습니다. 동시에 CHIP 프로젝트는 Matter(중국어로 "상황, 사건, 문제"를 의미)로 명칭이 변경되었습니다.
많은 회원사가 Zigbee에 가입하기를 꺼려했기 때문에 Alliance의 이름이 바뀌었고, CHIP도 Matter로 변경되었는데, 아마도 CHIP이라는 단어가 너무 잘 알려져서(원래는 "칩"을 의미) 충돌이 매우 쉽기 때문일 것입니다.
2022년 10월, CSA는 마침내 Matter 표준 프로토콜 1.0 버전을 출시했습니다. 그 직전인 2023년 5월 18일에는 Matter 1.1 버전도 출시되었습니다.
CSA 컨소시엄 회원은 발기인, 참여자, 채택자의 세 단계로 나뉩니다. 발기인은 가장 높은 단계로, 의정서 초안 작성에 가장 먼저 참여하고, 얼라이언스 이사회의 이사를 맡으며, 얼라이언스의 리더십과 의사 결정에 어느 정도 참여합니다.
Google과 Apple은 창시자 대표로서 Matter의 초기 사양에 상당한 기여를 했습니다.
Google은 자사의 스마트 홈의 기존 네트워크 계층과 애플리케이션 프로토콜 Weave(기기 작동을 위한 표준 인증 메커니즘 및 명령 세트)를 기여했고, Apple은 HAP Security(엔드 투 엔드 통신 및 로컬 LAN 조작을 위한 강력한 개인 정보 보호 및 보안 보장)를 기여했습니다.
공식 웹사이트의 최신 데이터에 따르면, CSA 컨소시엄은 총 29개 회사에 의해 시작되었으며, 282개 참여 기업과 238개 채택 기업이 있었습니다.
거대 기업들이 주도하는 업계 관계자들은 Matter에 대한 자사의 지적 재산을 적극적으로 수출하고 있으며, 원활하게 연결된 거대한 통합 생태계를 구축하는 데 전념하고 있습니다.
Matter의 프로토콜 아키텍처
이렇게 많은 이야기를 나누었는데, Matter 프로토콜을 정확히 어떻게 이해해야 할까요? Wi-Fi, 블루투스, 스레드, 지그비와는 어떤 관계가 있을까요?
그렇게 빨리 진행하지 말고 다이어그램을 살펴보겠습니다.
다음은 프로토콜 아키텍처의 다이어그램입니다. Wi-Fi, Thread, Bluetooth(BLE), 이더넷은 기본 프로토콜(물리적 계층과 데이터 링크 계층)입니다. 그 위에는 IP 프로토콜을 포함하는 네트워크 계층이 있습니다. 그 위에는 TCP와 UDP 프로토콜을 포함하는 전송 계층이 있습니다. 그리고 앞서 언급했듯이 Matter 프로토콜은 애플리케이션 계층 프로토콜입니다.
Bluetooth와 Zigbee는 기본 프로토콜 외에도 전용 네트워크, 전송 및 애플리케이션 계층을 갖고 있습니다.
따라서 Matter는 Zigbee 및 Bluetooth와 상호 배타적인 프로토콜입니다. 현재 Matter가 지원하는 기본 프로토콜은 Wi-Fi, Thread, 그리고 Ethernet(Ethernet)뿐입니다.
프로토콜 아키텍처 외에도 Matter 프로토콜이 개방형 철학으로 설계되었다는 점을 알아야 합니다.
이는 누구나 다양한 애플리케이션 시나리오와 요구 사항에 맞게 보고, 사용하고, 수정할 수 있는 오픈 소스 프로토콜로, 투명성과 안정성이라는 기술적 이점을 제공합니다.
Matter 프로토콜의 보안 또한 주요 장점입니다. 최신 암호화 기술을 사용하고 종단 간 암호화를 지원하여 사용자 통신 내용이 도용되거나 변조되지 않도록 보장합니다.
매터의 네트워킹 모델
다음으로, 물질의 실제 네트워킹을 살펴보겠습니다. 이는 다시 다이어그램으로 설명됩니다.
그림에서 볼 수 있듯이 Matter는 TCP/IP 기반 프로토콜이므로 Matter는 TCP/IP가 그룹화된 것입니다.
Matter 프로토콜을 지원하는 Wi-Fi 및 이더넷 장치는 무선 라우터에 직접 연결할 수 있습니다. Matter 프로토콜을 지원하는 스레드 장치는 Border Router를 통해 Wi-Fi와 같은 IP 기반 네트워크에도 연결할 수 있습니다.
Zigbee나 Bluetooth 기기 등 Matter 프로토콜을 지원하지 않는 기기의 경우, 브리지형 기기(Matter Bridge/Gateway)에 연결하여 프로토콜을 변환한 후 무선 라우터에 연결할 수 있습니다.
물질의 산업적 발전
Matter는 스마트홈 기술의 트렌드를 대표합니다. 출시 이후 폭넓은 관심과 열렬한 지지를 받아왔습니다.
업계는 Matter의 개발 전망에 대해 매우 낙관적입니다. 시장조사기관 ABI Research의 최근 보고서에 따르면, 2022년부터 2030년까지 전 세계적으로 200억 대 이상의 무선 연결 스마트 홈 기기가 판매될 것으로 예상되며, 이 중 상당수가 Matter 사양을 충족할 것으로 예상됩니다.
Matter는 현재 인증 메커니즘을 사용하고 있습니다. 제조업체는 Matter 인증서를 받고 Matter 로고를 사용하려면 CSA 컨소시엄의 인증 절차를 통과해야 하는 하드웨어를 개발합니다.
CSA에 따르면, Matter 사양은 제어판, 도어 잠금 장치, 조명, 소켓, 스위치, 센서, 온도 조절 장치, 선풍기, 기후 조절 장치, 블라인드 및 미디어 장치와 같은 광범위한 장치 유형에 적용되어 스마트 홈의 거의 모든 시나리오를 포괄합니다.
업계 측면에서는 이미 Matter 인증을 통과하고 점차 시장에 진출하는 여러 제조업체가 있습니다. 칩 및 모듈 제조업체 측에서도 Matter에 대한 지지가 비교적 강합니다.
결론
상위 계층 프로토콜로서 Matter의 가장 큰 역할은 서로 다른 기기와 생태계 간의 장벽을 허무는 것입니다. Matter에 대한 관점은 사람마다 다르며, 어떤 사람은 Matter를 구원자로 보는 반면, 어떤 사람은 Matter를 백지 상태로 봅니다.
현재 Matter 프로토콜은 아직 시장에 출시되는 초기 단계에 있으며, 비용이 더 많이 들고 장치 재고의 갱신 주기가 길어지는 등 여러 문제와 과제에 직면해 있습니다.
어쨌든, 이는 스마트 홈 기술 시스템의 침체된 시대에 충격을 안겨줍니다. 기존 시스템이 기술 발전과 사용자 경험을 저해하고 있다면, Matter와 같은 기술이 이 중요한 과제를 해결해 줄 수 있도록 힘을 실어 주어야 합니다.
Matter의 성공 여부는 확실히 말할 수 없습니다. 하지만 디지털 기술을 가정 생활에 접목하고 사용자의 디지털 생활 경험을 지속적으로 개선하는 것은 스마트홈 산업 전체의 비전이자 모든 기업과 업계 종사자의 책임입니다.
스마트 홈이 곧 모든 기술적 족쇄를 깨고 모든 집에 도입되기를 바랍니다.
게시 시간: 2023년 6월 29일