Война стандартов продолжается: ZigBee не сдается и избавляется от своего самого большого недостатка

Сергей Головин, 

ZigBee Alliance объявил о намерении привести все формы своей беспроводной технологии к единому стандарту, ZigBee 3.0, что позволит существенно облегчить подключение различных устройств этого стандарта в системе домашней автоматизации. Давайте разберемся, что это означает для развития рынка "умных домов" и Интернета вещей.

ZigBee 3.0 - это один из нескольких беспроводных коммуникационных стандартов, которые разрабатываются в настоящее время и предназначены для обеспечения совместной работы различных устройств, гаджетов, приборов и тому подобное в рамках единой системы "умного дома". Если все эти устройства смогут взаимодействовать друг с другом, то это намного облегчает создание действительно интеллектуальной системы и разработку новых приложений, которые позволят сделать жизнь в доме или офисе более эффективной и легкой.

C этой точки зрения ZigBee к настоящему времени несколько устарел и связано это, в частности, с тем , что это один из первых игроков в этой сфере, который на себе испытал все этапы развития технологии "умного дома". Этот стандарт существует с 2004 года, когда большинство беспроводных сетей разрабатывались каждый раз для какой-то конкретной цели. Как результат, этот стандарт внедрялся с различными профилями для каждой среды и каждого типа настройки, от профессиональной инсталляции до систем типа "сделай сам". Это же избавило производителей от включения в свои устройства широкого набора возможностей, что было сложно для встроенных систем с дорогой и ограниченной по объему памятью.

Но теперь времена, да и технологии изменились.

По словам представителей ZigBee Alliance, "сейчас уже нет необходимости обеспечивать такой же уровень оптимизации и ZigBee может поддерживать различные среды, причем с помощью единого стандарта".

Использование профилей привело во многих случаях к созданию отдельных сетей для разных целей использования устройств стандарта ZigBee. Например, дом, в котором ZigBee используется для управления освещением, управления отоплением и, скажем, обеспечения контроля здоровья, может иметь три сети, которые будут общаться друг с другом только через специальное устройство или облако. Теперь же, после унификации ZigBee, пользователям не будет нужно разбираться, будет ли это устройство ZigBee работать с другим устройством, которое вроде бы также использует тот же стандарт. Если на устройствах есть логотип ZigBee, значит они могут взаимодействовать друг с другом, и пользователю не надо больше ни о чем думать.

Цель Интернета вещей - это объединять как можно больше устройств, чтобы они могли взаимодействовать друг с другом совершенно новым образом. Например, когда термостат включен на нагрев, он должен скомандовать другим устройствам автоматически закрыть шторы, чтобы тепло лучше сохранялось. Сегодня же эти системы используют различные профили и работают в разных сетях. ZigBee 3.0 позволит им общаться напрямую.

Невозможность устройств ZigBee общаться непосредственно с другими приборами, на которых стоит тот же лготип, но которые предназначены для работы в рамках другого профиля, была самым большим недостатком этого стандарта, мешающего ему стать в один ряд с WiFi или USB. Это было той причиной, по которой этот протокол связи относили к аутсайдерам в грядущей войне стандартов. Но с унификацией, этот недостаток перестает быть проблемой и ZigBee Alliance с новой силой вступает в борьбу, поддерживаемый миллионами устройств, уже работающих в домах.

Рынок домашней автоматизации и связанный с ним рынок устройств из сферы Интернета вещей (Internet of Things, IoT) испытывают сейчас бурный рост и несколько групп начали продвигать свои технологии, чтобы унифицировать на их базе IoT.

Ранее в этом году компания Nest, входящая в состав Google, с помощью нескольких крупных игроков рынка, таких как ARM и Samsung, инициировала создание консорциума Thread Group, надеясь разработать стандарт, который позволяет объединить все работающие в домах "умные" устройства и гаджеты. Стандарт Thread - это сетевой ячеистый (mesh) протокол с низким энергопотреблением, который будет поддерживать IPv6. Стандарт создается на основе существующего радиооборудования, используемого устройствами стандарта ZigBee (IEEE 802.15.4), что означает производители смогут обновить свои устройства на базе этого протокола, просто загрузив новое ПО. Протокол Thread в сущности очень похож на ZigBee 3.0. При этом Thread Group не сотрудничает с ZigBee, а стремиться занять и его долю рынка. По словам представителей этого консорциума, они не намерены ждать, пока ZigBee Alliance обсудит и утвердит их протокол. Вместо этого они хотят быстро вывести его на рынок, сделать стандартом de facto, а потом предложить его ZigBee Alliance на утверждение. Как заметил не без доли иронии представитель Thread Group CEO компании Silicon Labs Тайсон Таттл, "мы просто считаем, что это будет более эффективным путем".

Технология AllJoyn, которая первоначально разрабатывалась компанией Qualcomm, также ставила своей целью объединить единой связью устройства IoT, а также носимые гаджеты. Сейчас эта технология передана в консорциум AllSeen Alliance, в который входят уже около 60 компаний, включая Microsoft, Cisco Systems, D-Link, LG Electronics, Panasonic и Sharp. Правда, Qualcomm продолжает играть ведущую роль в этой группе, как, впрочем, и Nest в Thread Group.

А ведь есть и такие альтернативы ZigBee, как малопотребляющие сетевые протоколы Z-Wave, Bluetooth Low Energy и 6LoWPAN. Не говоря уже о WiFi, который также стремится не потерять этот рынок, обозначив свое присутствие новой версией 802.11ah, которая отличается низким энергопотреблением.

ZigBee 3.0 основан на протоколе IEEE 802.15.4, который работает на частоте 2.4 ГГц (частота, доступная для использования во всем мире). Стандарт определяет более 130 устройств и очень широкий диапазон различных типов устройств, включая домашнюю автоматизацию, освещение, управление энергетикой, умные домашние приборы, устройства безопасности, датчики, системы мониторинга здоровья. Он поддерживает как инсталляции DIY (Do-It-Yourself, сделай сам), так и профессионально установленные системы. Все типы сегодняшних устройств, команды, функциональность, которые определены в текущей версии стандарта на базе ZigBee PRO, доступны и в версии ZigBee 3.0.

Первоначально ZigBee 3.0 унифицирует профили ZigBee Home Automation, ZigBee Light Link, ZigBee Building Automation, ZigBee Retail Services, ZigBee Health Care и ZigBee Telecommunication.

На днях ZigBee Alliance выдал своим членам для рассмотрения первую версию стандарта ZigBee 3.0 и предполагает ратифицировать его в конце 2015 года. В январе будущего года этот стандарт будет продемонстрирован на выставке International Consumer Electronics Show.

В настоящее время стандарт проходит расширенное тестирование, в котором принимают участие многие члены альянса. Среди которых, в частности, Atmel, Freescale, The Kroger Co., Legrand, NXP, Philips, Schneider Electric, Silicon Labs, Texas Instruments, Wincor Nixdorf и V-Mark.

Согласно информации из альянса, некоторые устройства ZigBee будут поддерживать версию 3.0 автоматически, некоторые потребуют обновления ПО.

Приложение

ZigBee — протокол верхнего уровня, базирующийся на беспроводном стандарте IEEE 802.15.4. У истоков протокола стоит организация ZigBee Alliance, отвечающая за его развитие и продвижение, а также за сертификацию оборудования. Впервые ZigBee был представлен публике в 2004 году. Через год спецификации первой версии протокола были утверждены, и он стал внедряться в конечные устройства.

Отличительной чертой сетей ZigBee является гарантированная, безопасная, устойчивая к помехам, многолучевому затуханию, различным сбоям и отказам передача данных.

Стандарт пережил несколько обновлений — в 2006, 2007 и 2012 годах. Разумеется, авторы новых спецификаций уделили внимание вопросам совместимости, однако, практика показывает, что в настоящее время гаджеты разных стандартов в рамках одной сети лучше не использовать.

На этом проблемы не заканчиваются: для протокола предусмотрено несколько профилей, определяющих назначение устройства. В их числе — Health Care, Home Automation, Light Link, Telecom Services и другие. Если одно из устройств поддерживает определенный профиль, а другое — нет, то взаимодействовать друг с другом они не смогут.

Впрочем, даже совпадение по версии стандарта и профилю не гарантирует стопроцентной совместимости, поскольку производством коммуникационных чипов с поддержкой ZigBee занимается множество компаний. Каждая из них интерпретирует спецификации по-своему, некоторые вендоры вносят определенные оптимизации в работу протокола. Итог неутешителен — вероятность того, что устройства от разных производителей откажутся работать друг с другом, весьма велика.

В статье использованы материалы PCWorld


Автор
Сергей Головин

Комментарии