XNUMX月に火星に着陸したパーサヴィアランスローバーを追跡しましたか? ロボットが火星の表面に着陸し、探索する準備ができているのを見るのは楽しかったです。 そして、音声付きのビデオとして見ることはさらに魅力的であり、写真は地球に戻ってきました。 ローバーとNASAの間の通信を可能にする技術の一部はZigbeeです。
My ZDNetの JasonSquaredの共同ホストであるJasonCiprianiと私は最近、このプロジェクトとZigbeeワイヤレス標準の将来について、ZigbeeAllianceのCEO兼社長であるTobinRichardsonにインタビューする機会がありました。
ジェイソン・チプリアーニ: トービン、本日はご参加いただきありがとうございます。 よろしければ、読者とリスナーにあなた自身について少し話してください。
トービン・リチャードソン: のCEO、トービン・リチャードソン Zigbee Alliance 。 私はこの組織にXNUMX年以上在籍しており、最初にZigbee Allianceに参加して、地球上のスマートメーターへの参入を支援しました。 そして、それがより成熟したテクノロジーになるにつれて、私はCEOとして働き続け、組織がさまざまな市場セグメントに成長するのを支援しました。そのため、スマートホーム、スマートビルディング、産業オートメーションなどで私たちを目にしています。 PerseveranceMarsミッションで使用します。
ジェイソン・ペルロ: ホームオートメーション業界や、ワイヤレスセンサーや産業用制御システムなどの他の業界で使用されているZigbeeやその他のワイヤレスデータ通信テクノロジーについて、時折議論しました。 慣れていないリスナーのために、Zigbee標準と一般的な使用例について少し教えてください。
トービン・リチャードソン :それはほぼ802.15.4年前に始まりました、そして私はWi-FiとBluetoothがより独占的な側にあった初期の頃にいくつかの経験をしました。 これらXNUMXつには優れたユースケースがありますが、Zigbeeを早い段階で推進したユースケースは、パーソナルエリアネットワーキング(PAN)または産業用ワイヤレスセンサー制御とネットワーキングに関するものでした。 これはIEEEXNUMX標準に基づいており、Zigbeeスタックと呼ばれるものを使用してその標準を実装する方法を指定しています。 そして早い段階で、それは実際には照明システム、産業用制御、およびワイヤレスセンサー制御ネットワークに関するものでした。 そして、それはそれが市場に参入した最初の分野でした。
ジェイソン・ペルロ: 現在、Zigbeeプロトコルの最大伝送速度は250kbpsです。 これは、約2Mbpsで上限を設定するBluetooth LowEnergyなどの他の低電力データ通信プロトコルよりも大幅に低速です。 私は、両者のパフォーマンス、どちらを選択するか、どの距離で効果的かという点で重要な違いがあることを理解しています。 それらを補完的なテクノロジーだと思いますか?
フィーチャーセット
ブルートゥース
ジグビー
周波数動作
2.4Ghz-2.483Ghz
2.4Ghzおよび900MHz
RFチャネル
79
16
変調
GFSK
BPSK / QPSK UWB
セルノード
8
65,000
帯域幅/伝送速度
2Mbps
256Kbps
範囲
10メートル
> 100Ghzを使用して2.4M、サブギガヘルツを使用して1km
IEEE標準
802.15.1
802.15.4
トービン・リチャードソン: そのため、組織として、さまざまなテクノロジーやアプリケーションがあります。 私たちが持っているテクノロジーの数と、BluetoothおよびWi-Fiのユースケースとの関係はますます高まっています。 Zigbeeは最大数千のノードを持つことができ、はるかに長い範囲です。 デバイスがXNUMXつかXNUMXつある他のユースケースもあり、それらにはWi-FiまたはBluetooth標準を使用しても問題ありません。 Zigbeeの場合、特にサンディエゴコンベンションセンターにいる場合は、照明アプリケーション向けに成長することがわかりました。 ある時点で、そこにあるほとんどすべての照明はZigBeeで行われたと思います。 単一のネットワークコントローラーから何百ものデバイスを入手できます。 したがって、非常に大規模で多様なネットワークに最適であり、その範囲は依然としてかなり印象的です。
Zigbeeでは、スマートホームアプリケーションを使用して50メートルを取得します。 Bluetoothでは、特定の使用例に応じて、23メートルまたはXNUMXメートル後にヘッドホンまたはスピーカーがドロップオフします。 Bluetoothはいくつかの良い仕事をしています。 そして、これらの標準の多くは進化するでしょう。 そして、BluetoothとWi-Fiが多くの補完的な分野で何をしているか、そしてZigbeeがどこで進化し続けているかを見てみたいと思います。 元のZigbeeスタックはリビジョンXNUMXにあります。そのため、私たちは成長を続け、それがどのように見えるか、テクノロジーがどのように機能するかを調査し、メッシュを利用するさまざまなネットワークの周りに本当に良いスイートスポットを持っています。
ジェイソン・ペルロ: プロトコルの歴史はどのようなものであり、3.0の機能セットを備えた今日の私たちはどこにいますか?
トービン・リチャードソン: それは魅力的な種類の進化でした。 そして正直なところ、私が個人的に関わってきた理由の25つは、標準がどのように進化しているかです。 したがって、開始時を振り返ると、当時のWi-Fiは実際にはネットワークに関するものでした。したがって、一般的な使用例は、ラップトップまたはデスクトップと、限られた数のデバイスを使用するアクセスポイントです。 。 あなたは本当にネットワーク上でパケットを投げてウェブサーバーへのアクセスを得ているだけです、そしてそのようなことのために、それは素晴らしいです。 Zigbeeも同じようなアプローチで登場しました。 これらすべてのデバイスを接続するだけで、ネットワークがどのように機能するかを理解します。 そして、XNUMXつのノードをコントローラーに接続するか、別のノードをXNUMXの異なるノードに接続して、それをどうするかを人々に理解させ、適切にルーティングさせます。 あなたがこれらの本当に軽量なコミュニケーションを持っているので、それは一種の起源の話です。
あなたは新しい250Kbps送信について言及しました。 パケットサイズなどを見ると、それ以上のWebページを提供することはありません。 しかしまた、あなたは電球を作るかもしれません。 私は電球を作り、他の誰かが電灯のスイッチを作るかもしれません。 そして、私たち全員が独自の方法でそれを行っている場合、すべてのオンオフコマンドは異なります。 そして、あなたとあなたの聴衆がおそらく知っているように、あなたはオンとオフ、そしてそれがどのように見えるかについて議論することができます。 あなたはそれがバイナリだと思うでしょう。 ただし、それを実装されたものに変換する方法に関しては、それほど多くはありません。 繰り返しになりますが、これは私たちが始めたその進化の一部であり、IEEE 802.15.4標準を適用する方法、ネットワーキングを行うための最良の方法を選択する方法、そしてアプリケーションに入る方法についてでした。
そのため、Zigbee Allianceのメンバーには、照明会社やビルディングオートメーション会社がたくさんあり、効果的に少し違ったやり方をしていました。 しかし、彼らは、標準を構築しましょう、それがどのように見えるかについて合意しましょう、オンとオフがどのように見えるかについて合意しましょう、そして私たちが使用する電流の種類についても合意しましょうと言いました。 そのため、これはアライアンスの新しい作業領域になりましたが、それでもXNUMXつのスタックにまとめられていました。 そして、Zigbeeプロフェッショナルネットワーキングコンポーネントを入手したので、このアプリケーション層をその上に構築し始めました。 そして、それこそが、私たちを今日のZigbeeスタックに導いた理由です。
私たちはまだ柔軟な考え方を持っています。 しかし、私たちは医学に多くの用途を持つことができました—かっこいいです。 行ってそれをやってみましょう。 非常に優れたエネルギーアプリケーションがあるかもしれないので、そのアプリケーション層をエネルギーで定義しましょう。 素晴らしい。 ホームオートメーションはどうですか? よし、それに行きましょう。
しかし、ホームオートメーションとエネルギーでは、どちらにもサーモスタットがあります。 では、サーモスタットを別の方法で定義しますか? そして、これらの個別のアプリケーションプロファイルは、目的を達成できません。 それで私たちはそれを元に戻しました—そしてそれが今日のZigbee 3.0であり、それは本当に良い自然の進化ですよね? つまり、18年後の今日、軽量の個人時代と産業から始まり、これらすべてを定義するフルスタックのZigbee3.0標準ができました。 そして、それは私たちのリビジョン22にあります。私たちは現在リビジョン23に取り組んでおり、さまざまなハブ間で使いやすさを開始します。 そして、ノードの配置を可能な限り標準化することは、そのようなZigbeeの進化の一部です。 そのため、コントローラーはすべてシームレスに連携し、接続されているデバイスにも一貫した言語を使用します。
ジェイソン・チプリアーニ: Zigbeeは、火星でPerseveranceローバーとIngenuityドローンとどのような役割を果たしていますか?
トービン・リチャードソン: 私は900年前にアマゾンによって行われたリトリートの一部であるという幸運に恵まれました。そこで私はマーズローバーのプロジェクトリーダーに会い、彼らが行っている素晴らしい仕事について知りました。当時。 そして、Zigbeeがその一部であったかどうかはわかりません。 しかし、これはローバーとヘリコプターの間の通信についてです。 ヘリコプターは飛行中に自律飛行しますが、着陸時に位置情報やバッテリーなどの情報を送信することができます。 したがって、それに戻ることができるのはミッションテレメトリです。 ローバーにはZigbeeXNUMXメガヘルツの無線機があり、ヘリコプター自体にはその方法で通信できる別の無線機があります。
ジェイソン・チプリアーニ: ZigbeeがPerseveranceローバーとIngenuityドローン間のデータ通信に適しているのはなぜですか? どんなデータが送信されていますか?
トービン・リチャードソン: Zigbeeは行く方法です。 そして、私は彼らに親切に延期して説明させますが、私の観点からは、低データレートでこれに対する低電力コンポーネントとして彼らにとって非常に理にかなっていると思います。 火星のような本当に極端な環境を見ると、非常に軽量な専用の標準があるのは良いことです。 そのため、基本的な情報を入手し、火星でのこれらの種類のアプリケーションのバッテリー使用量を延長できるようにすることが不可欠であるという観点から構築されました。 私はまだそこに電力システムを見ていません—私が知る限り、マット・デイモンがまだ電力システムを導入しているとは思いません。 低電力コンポーネントは、そのアプリケーションにとって非常に魅力的なソリューションであり、長距離通信用のサブギガヘルツの周波数範囲でもあると私は信じています。
創意工夫火星半自律ドローンの解剖学
NASA JPL
ジェイソン・ペルロ: Ingenuityドローンがどのように機能するかについての私の理解から、それは半自律的です。 それは完全にインテリジェントなものではありません。 これは、トラックを走る遊園地で見られるような乗り物のようなものです。ローバーとヘリコプターの間で送信されるテレメトリを使用する、目に見えないテレロボットでスクリプト化され、事前にプログラムされたルートです。 私が理解しているように、そのトラックは必要に応じてその場で調整できますが、火星には全地球測位システムがないため、測位とナビゲーションはカメラとセンサーを使用して行われます。 ドローンとローバーの間で多くのテレメトリ信号が発生し、XNUMXつの火星衛星を介してJPLに戻ります。 900MhzのZigbeeの最大有効距離は約3000フィートであるため、これはヘリコプターが行っていることのミッションプロファイルの範囲内です。 3000フィートのWi-Fi送信やBluetooth接続さえもしたくないでしょう。 15フィートは言うまでもなく、Bluetoothを机から3000フィート離れた場所で動作させることはほとんどできません。
トービン・リチャードソン: これらのテクノロジーには優れたユースケースがありますよね? いいえ、まったくありません。BluetoothやWi-Fiのユースケースは良くありません。 これはそのための適切なアプリケーションではありません。 運用環境にも多くの課題があります。 これが公開されたとき、私たちはチームでこれについて話していました。これが役立つ可能性のある他の実際のケースがあります。 地球上に火星のような環境があるとは言いませんが、難しい場所もあり、高い信頼性が必要です。通常の建物だけでは多くの電力機能にアクセスできない遠隔地です。 。 パイプラインやその他の遠隔地のように、優れたテレメトリを取得し、信頼できるものが必要な場所では、多くの優れたユースケースがあります。 はい、火星、これはそれらのユースケースのXNUMXつです。
私たちは、この実装で何が起こっているかに魅了されています。 送信電力や送信速度など、実際に電力使用量には多くの領域があると思います。摂氏マイナス40〜50度の環境で、それがどのように動作するかをよりよく理解するために、私たちはどのように非常に興味がありますかそれは機能し、そこから何を学ぶことができるか、そしてパケット配信の失敗という点で機能します。 Zigbeeは、再試行などの点で非常に優れています。 しかし、これらは私たちが学ぶのに本当に興味深いと思う分野のいくつかです。 もちろん、これはデモンストレーションプロジェクトであり、NASA JPLが説明しているように、彼らはこれが初めての試みであるという期待を設定しているため、データに関してすでに多くのことを学びました。 私たちは確かに、彼らが良い分離を得て、彼らが期待していることをするための任務と飛行を得て、彼らからいくつかの良い学習を得ることを望んでいます。
ジェイソン・パーロウ :Zigbeeは、テキストデバイス機能など、スマートフォン内にZigbeeチップセットを配置する可能性があるなど、これらの緊急フィールドワーカーアプリのいずれかに関与していますか? したがって、たとえば、緊急事態で4Gまたは5Gネットワークインフラストラクチャがダウンした場合、ハンドヘルド間でメッシュネットワークテキストメッセージや基本的なバースト音声機能を実行できるでしょうか。
トービン・リチャードソン: あなたが知っている、あなたはそれをすることができるはずです、しかし私はこれらに直接精通していません。 FirstNetのように、ファーストレスポンダーにもサービスを提供しようとしている組織があることは知っています。 それは消防署で起こっています。 それらはあなたが話していることですよね? 火の線が山火事のどこにあるかを追跡するためにセンサーを落とす場所など、フィールド環境など、テクノロジーが新しい方法で使用されている領域があります。 確かに、人間の観点からは、遭難信号を追跡することは緊急信号の配置に役立ちます。 確かに、これらはZigbeeを使用できる領域です。 そして、私たちが組織として進化するにつれて、私たちの家には他のテクノロジーがあり、テクノロジー全体で使用できると私たちが考えるデバイスのこの共通言語があります。 つまり、Zigbeeネットワークだけでなく、狭帯域IoTや5Gだけでなく、それらを組み合わせて、XNUMXつの共通言語をこれらのさまざまなメディアに効果的に行き渡らせることができます。
ジェイソン・ペルロ: 組み込みのZigbeeトランシーバモジュール上に実装されているEchoスマートスピーカーデバイスで使用するためのAmazonの新しいメッシュネットワークであるSidewalkについて多くのことが議論されています。 Zigbeeは、プライベートネットワーク上で動作し、他の近くのZigbeeネットワークと干渉したり、相互トラフィックしたりしないように、安全であるように設計されています。 Amazonは、Echoの所有者に関係なく、すべてのEchoがSidewalkを介して通信し、ファームウェアパッチなどを共有することで、ユースケースを変更しました。 これに対するZigbeeの立場は何ですか? AmazonのSidewalkの外でZigbeeを使用したパブリックメッシュネットワーキングの良いユースケースシナリオがあると思いますか?
トービン・リチャードソン :それは興味深い質問です。 私たちはまだSidewalkでちょっと待っていて、Amazonがどこに行くのかを見ていると思います。 AmazonはZigbeeAllianceで非常に活発です。 実際、彼らは私たちの取締役会にいます。 Zigbee側とProjectCHIP(Connected Home over IP)の両方、およびZigbeeAlliance内で行っているMACfi関連の両方に参加している素晴らしいエンジニアとプリンシパルアーキテクトがいます。 少し待ち時間がありますが、パブリックネットワークの観点からすると、Amazonのやり方は、魅力的なアプローチだと思います。 プライバシーとセキュリティを扱う上でもう少し見たい分野がいくつかあります。 そして、あなたが言ったように、これがどれほど安全であるかという点で、混合ネットワークがどのように一緒に動作するか。 そして、それは私たちがもう少し調査したい領域です、今のところ言いましょう、しかし今、少し待って、歩道で見てください。
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ジェイソン・チプリアーニ: Zigbeeをさらに絞り込むと、比較的新しいIoTスレッドプロトコルはどのように比較されますか? 私は新しいと言いますが、消費者がついにAppleのHomePodminiといくつかのアクセサリでそれを使い始めることができるという点でのみです。
トービン・リチャードソン: 低電力メッシュネットワーキングに関しては、私たちは本当に同じ領域に座っています。 Zigbeeネットワークは必ずしもネイティブIPではありません。 もちろん、簡単にマッピングでき、MACアドレスなどで20つのデバイスをアドレス指定できます。 したがって、対処する必要がないわけではありませんが、IPの概念は、組織のXNUMX年の歴史にわたって綿密に追跡してきたものです。 そして、Threadは、同じ機能を多数備えた同様の低電力IPスタックの開発を検討していた組織としてちょうどその頃に登場しました。 そのことを知ったとき、姉妹組織と一緒に、競合する組織を作成するのか、それとも提携するのか、というのは、その言語がZigbeeネットワークだけでなく他のIPネットワークでも機能することを知っていたからです。 。 そこで、その時点でスレッドグループと提携することにしました。 また、ThreadのMcAfee側でも、開発に多大な貢献をしてきました。 そして、私たちは事実上、スレッドグループとの良い姉妹組織です。 彼らが商用展開を開始すると、その上にアプリケーション層とProjectCHIPができます。 今日のZigbeeとThreadの違いは、主にIPアドレス可能性に関するものであり、おそらくXNUMXつの中で最もよく知られている違いです。 しかし、そこには組織との多くの相乗効果が見られます。 今日、地球上のほぼすべてのエコシステムで、すぐに使用できる製品を構築したい場合は、Zigbeeが最適です。 この進化的な作品を見ると、IPとスレッドの観点からこの能力が素晴らしいソリューションであることがわかります。 そして、その上にある適切な言語と適切な標準は、Threadの上にあるProjectCHIPになると思います。 そして、それは私たちがZigBee側で行うことと多くの共通点があり、開発側もそこでははるかに簡単になります。
ジェイソン・ペルロ: 計画段階にZigbee4.0はまだありますか? 将来、Zigbeeからどのような改善が期待できますか? データレートを改善しましたか?
トービン・リチャードソン: Zigbee 3.0は、スタック全体を説明する方法の一種です。 さまざまなプロファイルをまとめたときにそれを行いました。 そして、私たちはその道を歩み続けています。 現在、リビジョン23に取り組んでいます。R23の最大の機能の23つは、「すべてのハブ」と呼ばれるものに焦点を当てています。 そしてそれは、すべてのハブオペレーターに、同じルート結合プロセスやその他の要素を持つデバイスを効果的に処理させることを効果的に試みています。 そのため、消費者向けに改善された優れた機能がたくさんあります。 うまくいけば、消費者は、使用するハブやデバイスに関係なく、デバイスをネットワークに取り込む、よりクリーンで鮮明なエクスペリエンスでそれを楽しむことができます。 また、R2.4でサブギガヘルツのサポートを追加する予定です。 そこで、他のチャネルと周波数を利用し始めます。 また、公益事業会社はより大きな場所に到達しようとしているため、ホームオートメーションであれスマートエネルギーであれ、さまざまな市場や市場セグメントでそれに対する需要がありました。 サブギガヘルツと23ギガヘルツは、干渉やバリアとの動作に関して異なる動作をします。大きな厚いコンクリートの建物でのサブギガヘルツは優れたソリューションです。 英国では、実際にすでにそれを行っています。 それで、それをRXNUMXに持ち込みます。 ですから、私たちはそれを別のものと呼ぶつもりはないと思いますが、次のリリースではより多くの機能があり、スマートホームでの消費者体験にとって本当に良い改善になるはずです。
ジェイソン・ペルロ: ありがとう、トービン。 Zigbeeが地球や他の惑星で行っているすべてのことを楽しみにしています。
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出典:https://www.zdnet.com/article/zigbee-inside-the-mars-perseverance-mission-and-your-smart-home/#ftag=RSSbaffb68