За 16 лет с момента своего появления беспроводная технология умного дома Z-Wave обросла многочисленными домыслами и легендами. Часть из них связана с проектированием и производством Z-Wave-устройств, часть — с их настройкой и применением. Самые распространенные из мифов о Z-Wave развенчивает Томас Мортенсен, старший менеджер по продуктам компании Sigma Designs. Предлагаем тезисы из его интервью, недавно опубликованного в журнале Electronic Design.
Это далеко не так. Еще в 2001 году, впервые появившись на рынке, Z-Wave использовала надежный алгоритм шифрования данных AES 128. С тех пор инженеры постоянно работают над повышением безопасности этой технологии.
Z-Wave — одна из самых безопасных и защищенных технологий умного дома на рынке
Недавно эксперты компании Sigma Designs и отраслевого консорциума Z-Wave Alliance представили новый набор спецификаций безопасности под названием Security 2 (S2). Помимо алгоритма AES 128 для защиты Z-Wave теперь применяется механизм обмена сетевыми ключами на основе криптографического протокола Диффи-Хеллмана, а также система аутентификации устройств, устраняющая возможность взлома путем так называемой «атаки посредника» (man in the middle). Кроме того, стал еще безопаснее обмен данными между устройствами Z-Wave и различными облачными сервисами: он выполняется через защищенный туннель.
С апреля 2017-го все производители сертифицированных устройств Z-Wave в обязательном порядке используют спецификации Security 2. Продукты для умного дома на чипсетах 500-й серии, выпущенные до этого момента, обновляются до стандарта S2 через беспроводное соединение. Все это делает Z-Wave одной из самых защищенных технологий умного дома на рынке.
Z-Wave — открытая спецификация, основанная на международном стандарте PHY MAC ITU-T G.9959. Лицензию на нее может получить любой производитель. Все, что для этого нужно — пройти процедуру сертификации.
Z-Wave — открытая спецификация, доступная для лицензирования
Право выпускать устройства Z-Wave получили уже сотни компаний. В рамках отраслевого консорциума Z-Wave Alliance они постоянно совершенствуют требования к стандартизации продуктов Z-Wave. Публичный стандарт Z-Wave, выпущенный в конце 2016 года, гарантирует, что все Z-Wave-устройства и сервисы для умного дома могут беспрепятственно взаимодействовать между собой.
Протоколу Z-Wave уже больше полутора десятилетий, но называть его устаревшим — большая ошибка. Эта технология постоянно развивается. В работе над совершенствованием Z-Wave участвуют такие известные бренды как: ADT Pulse, SmartThings, Wink, Vivint, Control4, AT&T, Verizon, Nokia и многие другие. Все они считают, что принцип ячеистой сети, лежащий в основе Z-Wave, — лучшее решение для построения умных домов.
Технология Z-Wave постоянно развивается
Разработчики других беспроводных технологий, например Bluetooth и Wi-Fi, только недавно обратили внимание на преимущества ячеистых сетей в построении систем «умный дом» и пытаются адаптировать под эту архитектуру свои решения. Z-Wave же изначально развивалась как технология ячеистой сети. Сегодня ассортимент устройств Z-Wave насчитывает уже свыше 2 тыс. надежных, эффективных и безопасных моделей от сотен производителей.
Z-Wave с самого начала разрабатывалась как энергоэффективная технология для объединения в сеть десятков устройств. Однако с ее помощью можно без проблем создавать и простые соединения «точка-точка» между двумя и более гаджетами.
Z-Wave дает возможность объединять в сеть от нескольких до нескольких сотен устройств
В отличие от Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee и некоторых других беспроводных протоколов, Z-Wave не использует диапазон частот 2,4 ГГц. Сегодня в нем работает множество продуктов потребительской электроники, а это снижает общую скорость передачи данных в домашних сетях. Z-Wave использует частотный диапазон до 1 ГГц, более свободный от помех, создаваемых другой домашней электроникой.
Для инженеров и интеграторов решений Z-Wave созданы наборы инструментов и информационные ресурсы, которые значительно упрощают процесс разработки. В распоряжении производителей — готовые решения, техническая документация, обучающие курсы и видеоуроки, которые помогают в создании и отладке датчиков, актуаторов и контроллеров, а также их подготовке к сертификации.
В мире выпущено около 70 млн устройств на чипсетах Z-Wave
Производители могут взять за основу эталонные комплекты микросхем и антенн, и проектировать на их базе собственные устройства. Все это намного сокращает время разработки. В результате, на сегодняшний день в мире выпущено уже около 70 млн устройств на чипсетах Z-Wave.
С датчиками и актуаторами Z-Wave можно использовать широкий ассортимент управляющих устройств. В продаже доступно множество их разновидностей — от простейших брелоков с парой кнопок до компьютерных USB-адаптеров и большого количества специализированных контроллеров/шлюзов.
Для сетей Z-Wave доступно множество управляющих устройств самых разных форм-факторов
С помощью последних можно объединять устройства Z-Wave в сеть и удаленно управлять умным домом со смартфона или планшета в любом месте, где есть интернет-подключение.
Благодаря модульной архитектуре Z-Wave производителям легко добавлять ее поддержку в системы умного дома на основе других технологий. Во многих случаях сделать это очень просто. Например, если существующий контроллер умного дома снабжен USB-портом, то для добавления поддержки Z-Wave достаточно подключить к нему специализированный USB-адаптер и обновить программное обеспечение.
Иногда для добавления Z-Wave в существующий контроллер достаточно USB-адаптера
Z-Wave — хороший выбор для производителей, желающих самостоятельно производить все компоненты умного дома и предлагать их в качестве готовых решений под одним брендом. На основе технологии Z-Wave можно проектировать системы умного дома практически любой сложности: от простых конфигураций «контроллер-устройство» до разветвленных ячеистых сетей со множеством датчиков и актуаторов.
На основе Z-Wave можно проектировать монобрендовые решения самого разного масштаба
Как уже говорилось, Z-Wave не использует частотный диапазон 2,4 ГГц, чересчур загруженный устройствами Wi-Fi, Bluetooth или ZigBee. В Северной Америке, Европе, России и других странах под Z-Wave отводятся разные диапазоны частот. Например, в США это 908,42 МГц, в ЕС — 868,42 МГц, а в России официально разрешен диапазон 869 МГц. Для каждого диапазона доступен широкий выбор компонентов, которые дают возможность построить систему умного дома любого масштаба.
Вне зависимости от используемой частоты Z-Wave-устройства имеют одинаковые функциональные возможности
Иными словами, покупателям, например, в России доступен ассортимент контроллеров, датчиков и актуаторов, которые по функциональным возможностям ничем не отличаются от компонентов, доступных в США и Европе, несмотря на разницу в частотах. Пользователю достаточно просто выбрать комплект устройств, работающих в одном и том же частотном диапазоне.
Чтобы добавить в сеть Z-Wave новое устройство, надо перевести и само устройство, и контроллер умного дома в режим добавления устройств. Способы переключения в этот режим могут различаться в зависимости от модели и производителя. Но все нужные действия обязательно указываются в инструкции по эксплуатации и зачастую сводятся к нажатию одной-единственной кнопки на устройстве и выбору нужного пункта меню в мобильном приложении.
Для добавления устройств в сеть Z-Wave нужно перевести контроллер и устройство в режим добавления
Зато, в отличие от полностью закрытых технологий, Z-Wave дает возможность без проблем объединять в сеть сертифицированные устройства самых разных брендов, а не только лишь одного производителя.
Современные контроллеры добавляют новые устройства в сеть Z-Wave за считанные секунды
Время, которое требуется на то, чтобы контроллер добавил в сеть новое устройство, различается в зависимости от модели контроллера, датчика или актуатора. При добавлении устройств одни контроллеры автоматически запрашивают у них информацию обо всех их функциях и состояниях. Другие просят пользователя ввести часть сведений в диалоговые окна на смартфоне. Современные контроллеры способны добавлять новые устройства в сеть Z-Wave за считанные секунды.
Мифы о «недостатках» технологии Z-Wave лучше всего развенчивают цифры, иллюстрирующие развитие ее экосистемы. Только за первую половину 2017-го в отраслевой ассоциации Z-Wave Alliance, которая продвигает Z-Wave в качестве стандарта умного дома, стало на 150 больше участников. Теперь в ней насчитывается свыше 600 компаний. А общее количество моделей сертифицированных устройств на базе чипсетов Z-Wave достигло 2100. По сути, за полтора десятилетия Z-Wave стала самой крупной в мире экосистемой взаимосовместимых гаджетов умного дома.
