1. 개요
스마트홈에 사용되는 근거리무선통신기술 프로토콜 중 하나로 한국어로 직비 또는 지그비라고 부른다. 삼성 SmartThings의 SmartThings Hub와 같은 허브 중심의 사물인터넷 플랫폼에서 대표적인 통신규격으로 쓰이고 있다.2. 상세
Zigbee는 IEEE의 802.15.4 표준에 기반 CSA[1]에서 개발한 양방향 통신 규격이다. 이름의 유래는 꿀벌이 춤을 통해 의사소통을 한다는것에 유래했으며 10~100m의 넓은 범위에서 빠르게 통신할 수 있다는 장점으로 널리 쓰이고 있다.단거리 양방향 통신 규격이라는 점에서 블루투스와 비슷해 보이며 실제로 사용 주파수도 겹친다[2] 단 기기간 다양한 종류의 데이터 통신을 주 목적을 개발된 블루투스와는 다르게 Zigbee는 기본적으로 초저전력 환경에서 대량의 기기의 통신을 목적으로 제작되었다.
최소한의 전력으로 최대한의 통달거리를 달성하기 위해 다양한 방법을 사용한다 일단 통신속도 자체도 수십~수백 Kbit 정도로 매우 느리며 통달거리 자체도 수백 미터 수준으로 상대적으로 짧다.[3] 대신에 Zigbee는 이 한계를 극복하기 위해 메시 네트워크를 사용한다. 즉 각개의 직비 노드는 중계기를 겸하며 노드의 개수가 많을수록 그만큼 넓은 범위를 커버할 수 있다.
IEEE 802.15.4 규격에 기반한 통신규격이라 WiFi나 BLE 하고는 직접 호환이 되지 않기 때문에[4] 별도의 칩셋, 제어장비가 필요하다. 단 Zigbee에 필요한 IEEE 802.15.4 표준이 공개되어있기 때문에 PAN 통신 기술 중에서는 가장 칩셋등의 비용이 저렴한 편에 속하고 사용 주파수 대역이 블루투스와 같기 때문에 동시에 지원하는 기기도 많다.
3. THREAD와 Matter
원래 직비는 자체적인 주소체계를 사용했는데 기본적으로 직비에서 사용하던 종단 식별자 라는 주소체계는 1~240개의 주소를 배정할수 있었다.[5]
이 주소체계는 배정 가능한 주소도 한정되어 있었는데다가 외부망과 연결을 고려하지 않고 만들었기 때문에 다른 서비스와의 연동성이 매우 낮았다. 이문제를 해결하기 위해 나온 규격이 THREAD로 THREAD 협회에서 기본적으로 ZIgbee가 쓰던 IEEE 802.15.4 표준에 기반해 IPv6 주소체계를 적용한 규격을 자체적으로 만들었다.
한편 직비 얼라이언스에서는 같은 문제를 해결하기 위해서 IP주소를 바탕으로 동작하는 새로운 규격을 만들기 위해 아마존 등의 다른 기업과 연합해 Connected Home Over IP (CHIP) 그룹을 만들었고 나중에 직비 얼라이언스가 CSA로 바뀌고 난 다음에 나온 통신 프로토콜이 바로 Matter다.
Matter의 가장 큰 특징은 IP 기반 주소를 적용할수 있다는 점으로 IP 주소 덕분에 Zigbee기기가 별다른 변환 없이도 WiFi등의 다른 통신규격을 통해서 데이터를 보낼수 있게되어 상호 운용성이 매우 발전하였으며 여기에 같은 표준 기반인 THREAD와의 상호운용성 또한 있다.
[1]
기존 이름은 ZigBee Alliance.
[2]
2.4Ghz ISM대역. 단 Zigbee는 국가에 따라 다른 대역도 사용 가능하나 블루투스는 2.4Ghz 대역만 사용한다는 차이점이 있다.
[3]
와이파이나 블루투스가 10m 밖으로만 나가도 끊기는데 긴것 아니냐고 할수 있지만 Zigbee는 기본적으로 장거리 통달을 위한 통신규격이며 짧게는 블루투스와 경쟁해야하지만 넓게보면 LoRa같이 10km 통달거리를 가진 규격과 경쟁해야 한다.
[4]
이를 커버하기 위해 Zigbee노드에서 BLE를 지원하면 해당 노드를 경유해 BLE로 제어가 가능한
Zigbee Direct라는 기술이 나오기도 했다.
[5]
8비트 변수라 256가지 상태만 존재 가능한데 이중 241~254까지의 영역을 예비대역으로 지정, 0값은 예약되어 있고 255는 신호 송출로 예약되어 있어 사용 불가능해서 240개 정도만 사용이 가능하며 각각의 기기는 이 식별자를 가지고 있다가 자신이 가진 식별자가 아닌 신호가 들어오면 중계하고 자신의 식별자와 맞는 정보가 들어오면 그대로 수신한다.