問題のないデバイスを問題のあるネットワークにブリッジする

2022 年 7 月 20 日 | Silicon Labs | この記事は 2 分で読めます

今年は、さまざまなベンダー間での断片化を減らし、異なるプロバイダーのスマートホームデバイスとモノのインターネット(IoT)プラットフォーム間の相互運用性を達成することを目指すMatter にとって大きな年となるでしょう。これは、基盤となるネットワークプロトコルに関係なくデバイス間の相互運用性を提供するインターネットプロトコル(IP)を使用して、共通のアプリケーション・レイヤーを定義することで実現されます。

新しい Matter デバイスは制御ができ、同時に複数のエコシステムの一部にすることが可能です。例えば、電球は Amazon Alexa、Google Home、Apple Homekit に接続できます。これは、消費者は新しい製品やブランドをスマートホームに追加することができ、X と Y の組み合わせで動作するかどうかを確認する手間を省くことができるということを意味します。Matter ならそれが可能になるのです。

Silicon Labs は Connectivity Standards Alliance (CSA) のメンバーであり、BluetoothThreadWi-Fi などの基本的な Matter IoTワイヤレス・プロトコルに関する深い専門知識を持っています。Silicon Labs は、Amazon Alexa、Apple HomeKit、Google と並ぶ、CSA における最大のコード・コントリビューターの1社でもあります。  

 

ブリッジングとは何か、そしてなぜブリッジングが必要なのか?

非IP ベースの Zigbee、Z-Wave、その他のワイヤレス IoT プロトコルの大規模なインストール・ベースでは、ブリッジは Matter をこれらのデバイスに接続し、各種技術を統合する上で重要な側面となります。一部のエンドデバイスでは、現場でのアップグレード要件(十分なフラッシュや RAM など)を満たしていますが、既存のセンサー・ネットワークを Matter ネットワークと相互運用するためにブリッジ接続することは、より簡単で安定性が高く、より良いユーザ体験が得られます。Silicon Labs を含め多くの IoT メーカーは、新しい Matter 製品だけでなく、既存の Zigbee/Z-Wave 製品と展開された Zigbee/Z-Wave 製品の両方をサポートするブリッジ製品を導入する予定です。Matter は、コミッショニングに Bluetooth Low Energy(LE)を使用し、Wi-Fi、イーサネット、および Thread プロトコルを介して実行します。Matter ブリッジとは何かを理解する前に、Matter の基盤となるネットワークプロトコルである Thread を理解することが重要です。

Thread は、使い慣れたインターネット・プロトコル(IPv6)と実績あるIEEE 802.15.4の無線技術に基づいて、安全と将来の対応を考慮してゼロから構築されたワイヤレス・ネットワーキング・テクノロジーです。IPv6 と 802.15.4 テクノロジーを統合する必要性は、IPv6 ネットワーク・レイヤー要件と 802.15.4 リンク・レイヤー機能の間にスムーズな適応を提供するレイヤーの開発によって解決されました。このレイヤーは 6LoWPAN と呼ばれています。右の図は、統一されたアプリケーション・レイヤーとしての Thread スタックと Matter の概要を示しています。

Thread 境界ルーターは、Thread ネットワークを Wi-Fi やイーサネットなどの他の IP ベースのネットワークに接続します。境界ルーターは、Thread ネットワーク内のデバイスにサービスを提供します。これには、オフネットワーク運用のためのルーティングサービス、IPv6 インフラストラクチャリンクを介した双方向接続、DNS ベースのサービス検出を可能にするサービスレジストリが含まれます。

Silicon Labs は、Raspberry Pi デバイスとボーダー・ルーター・ソフトウェアの構築に必要な無線コプロセッサ(RCP)アプリケーション例を含む Open Thread Border Router (OTBR) を構築するためのソリューションを提供します。  

Thread スタックの概要

Unify™ SDK とは?

Silicon Labs の Unify SDK は、ゲートウェイ、アクセス・ポイント、ハブ、ブリッジ、アプリケーション・プロセッサー・ベースの最終製品など、IoT インフラ開発を簡素化します。各Unify SDK コンポーネントは、Dotdot に基づく統合言語に MQTT インターフェイスを実装しています。モジュール式、拡張可能、軽量、およびシステム統合のための明確に定義されたインターフェース。Unify SDK は Linux 上でネイティブに動作しますが、移植性を重視して設計されています。Unify SDK の一部である Unify-Matter ブリッジアプリケーションは、CSA の Matter Bridge アプリケーションソフトウェアに基づいて構築されています。アプリケーションは Matter Protocol インターフェイスで ZCL コマンドを受信し、Unify Controller Language データモデルに変換して、MQTT インターフェイスに公開します。

 

Matter Bridge の仕組み

Matterブリッジデバイスは、Matterファブリック内のMatter 非IoTデバイスへの接続を拡張します。これにより、消費者は Zigbee や Z-Wave デバイスなどの既存の Matter 非対応デバイスと新しい Matter デバイスを併用して使い続けることができます。これらの Matter 非対応デバイスは、Matter ファブリックにブリッジされたデバイスとして表示されます。Matter ブリッジは、Unify SDK を使用して Matter と Zigbee / Z-Wave ネットワークデバイス間のプロトコル変換を実行します。下の図は、Thread ネットワークと Matter ファブリック間の接続性と、Bridge デバイスを使用した Z-Wave / Zigbee などの Matter 非対応ネットワークへの Matter の両方を示しています。

 

次の図は、スマートホーム用の統合ソリューションとしての Matter ネットワークを示しています。

 

継続する Silicon Labs のサポート

Silicon Labs は、Wi-Fi または Thread 接続を備えた最終製品向けの完全な Matter プロトコル・ソリューション、およびワイヤレス SoC とソフトウェアの組み合わせを使用した OTBR ソリューションを提供します。Silicon Labs は、完全型の機能を持つ Unify SDK ソフトウェアを使用して、Matter to Zigbee と Matter to Z-Wave ブリッジソリューションの両方を提供しています。

 

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