أعلنت Alliance Connectivity Standards عن Zigbee 4.0، وهو تطور عميق للغاية، مع ثلاثة محاور واضحة جدًا: أمان أفضل، عملية إقران مبسطة، والأهم من ذلك، الانفتاح على الترددات الفرعية في نطاق GHz في أوروبا وأمريكا الشمالية. عملياً، تسعى Zigbee إلى الحفاظ على ما جعلها ناجحة في الأتمتة المنزلية مع تصحيح العديد من القيود المعروفة، بما في ذلك النطاق، والموثوقية في البيئات المزدحمة، والنشر على نطاق واسع.

زجبي 4.0 الذي لم يعد محدودًا بنطاق 2.4 GHz

هذه هي النقطة التي تجذب الانتباه على الفور. حتى الآن، في ذهنية العديد من المستخدمين، كانت Zigbee تقريبًا مرادفًا لـ 2.4 GHz. ومع ذلك، تشير CSA إلى أن Zigbee 4.0 تضيف دعمًا لـ PHY الأوروبية عند 800 MHz و PHY الأمريكية الشمالية عند 900 MHz. الهدف: تحسين النطاق، والتغطية، والموثوقية الراديوية، وخاصة في المباني المعقدة أو الاستخدامات الأكثر اتساعًا.

على أرض الواقع، من الواضح أن الفائدة واضحة. الترددات المنخفضة تتجاوز عادةً العقبات بشكل أفضل من شبكة 2.4 GHz المزدحمة بالـ Wi-Fi، وBluetooth، والعديد من الأجهزة الأخرى التي تستخدم بالفعل هذا التردد. بالنسبة لأجهزة الاستشعار الخارجية، والغرف الملحقة، والمرائب، والمنازل الكبيرة أو بعض المباني المكتبية، فإن Zigbee 4.0 تفتح بالتالي آفاقًا مثيرة جدًا. وهذا أيضًا ما تبرزه CSA مع Suzi، العلامة التجارية الجديدة المرتبطة بجزء sub-GHz من نظام Zigbee البيئي، والتي تم تصميمها لتوفير طول نطاق، واستهلاك منخفض، وعملية متداخلة بين الماركات.

تتحدث CSA عن دعم أوروبي “800 MHz” وأمريكي شمالي “900 MHz”، كما يقدم Z-Wave منذ فترة طويلة. لكن CSA لا تحدد القنوات النهائية التي يجب استخدامها في كل منطقة بدقة. لذا، من الأفضل تجنب التأكيد اليوم على أن Zigbee 4.0 ستستخدم بالضبط نفس الترددات كبروتوكول آخر. نحن نعلم أنه يدخل في نفس العائلة الراديوية الكبيرة sub-GHz، ولكننا لا نملك بعد التفاصيل الكاملة للقنوات النهائية للمنتجات الاستهلاكية.

الأخبار الجديدة الحقيقية من Zigbee 4.0: الأمان، والموثوقية، والتشغيل

المجال الكبير الآخر في Zigbee 4.0 يتعلق بالأمان. Silicon Labs تلخص عدة تطورات هامة. نجد على وجه الخصوص مفاتيح الربط الديناميكية، التي تعزز التفاوض على المفاتيح في وقت الدمج وتسمح أيضًا بدوران المفاتيح بعد التحديث. protocol يضيف أيضًا آلية “مقابلة الجهاز”، مما يسمح لمركز الثقة بفحص قدرات جهاز قبل منحه حق الوصول إلى الشبكة. الفكرة هي التحكم بشكل أفضل في من يدخل، كيف، ومع أي مستوى من الثقة.

تم تعزيز مرونة الشبكة أيضًا. Zigbee 4.0 يجلب تزامنًا متقدمًا لعدادات APS للحد من هجمات إعادة التشغيل وإدارة إعادة التشغيل أو الانقطاع بشكل أفضل. كما أنه يضيف تنسيق ترميز TLV، وحمايات توجيه معززة، وإعادة المحاولات الشبكية الموحدة والمفعلّة بشكل افتراضي، بالإضافة إلى استقصاء أكثر موثوقية للأجهزة التي تعمل بالبطارية. ليست من النوع الجديد الذي سيثير الحماس في ورقة التسويق، ولكن في الأتمتة المنزلية، هذا بالضبط نوع التحسينات التي تهم: تقليل فقد الرسائل، وتقليل التصرفات الغريبة، وشبكة أنظف.

نقطة أخرى مثيرة للاهتمام: “تبديل مركز الثقة”. توضح وثائق Silicon Labs أن Zigbee 4.0 يسمح بإبدال وحدة التحكم الرئيسية في الشبكة بشكل أسهل دون الحاجة إلى إعادة التكوين. بالنسبة للمستخدمين المتقدمين، ومتكاملين ونشطاء الإدارة، هذه مسألة ليست تافهة. تغيير المحور أو استبدال منسق يمكن أن يصبح أقل صعوبة.

أخيرًا، تعمل Zigbee 4.0 أيضًا على تحسين الكفاءة الطاقية. يقدم البروتوكول تطورًا في تقنيات الاستماع المنسقة (CSL)، مما يسمح للأجهزة التي تعمل بالبطارية بالنوم لفترات أطول مع البقاء متزامنة. بالنسبة لأجهزة الاستشعار، وأجهزة القياس، أو الأجهزة الصغيرة المستقلة، قد يترجم ذلك إلى عمر بطارية افضل دون المساس باستجابة الشبكة.

زجبي دايركت: إقران أسهل بفضل Bluetooth LE

من الممكن أن تكون الميزة الأكثر وضوحًا للمستخدم النهائي هي Zigbee Direct. تشرح CSA و Silicon Labs أن هذه الوظيفة تتيح استخدام Bluetooth منخفض الطاقة لعملية التشغيل والتحكم، باستخدام هاتف ذكي أو جهاز لوحي، دون الحاجة للعودة إلى مسار الدمج التقليدي عبر محور لكل تفاعل. بشكل أوضح، يمكن أن يصبح الدمج أكثر سلاسة، وأكثر وصولاً، وأقل رعبًا للجمهور العام وللمركبين.

ومع ذلك، يجب الحذر من عدم المبالغة في تفسير هذا الإعلان. Zigbee Direct لا تعني أن جميع بنية Zigbee التقليدية ستختفي بين عشية وضحاها، أو أن كل جهاز Zigbee 4.0 سيعمل بدون أي بوابة في جميع السيناريوهات. ما يشير إليه مصنع الرقائق هو أن Bluetooth LE يبسط عملية الدمج وبعض التفاعلات، مما يقلل من احتكاك التثبيت. هذا شيء ضخم، خاصة مقابلة لانتقاد متكرر موجه إلى Zigbee: أن تكون ممتازة من الناحية الفنية، ولكن أحيانًا أقل بساطة من حلول أخرى أكثر “جاهزية”.

لعمليات النشر المهنية، تضيف Zigbee 4.0 أيضًا “الدمج الجماهيري”، مما يعني إمكانية إضافة وتكوين عدة أجهزة في وقت واحد. في الاستخدامات السكنية البحتة، قد لا تكون هذه الحجة هي رقم واحد. ومع ذلك، في الإضاءة العامة، أو المتوسطة، أو المباني المتصلة، أو مشاريع التركيب، هذا يوفر الكثير من الوقت.

التوافق مع الموجود: أخبار جيدة على الورق، الحذر في الحياة الحقيقية

الخبر الجيد هو أن Zigbee 4.0 تم الإعلان عنها على أنها متوافقة تمامًا مع Zigbee 3.0 وملفات التعريف الخاصة بالطاقة الذكية. تتحدث CSA حتى عن الاستمرارية مع أكثر من مليار جهاز Zigbee تم نشره بالفعل، و Silicon Labs تحدد أن شهادة Zigbee 3.0 تبقى سارية لمدة 18 شهرًا على الأقل لضمان انتقال تدريجي. بعبارة أخرى، لم يتم تقديم Zigbee 4.0 كقطع مفاجئ للنظام البيئي.

ولكن يجب توضيح ذلك على الفور. هذه التوافقية لا تعني أن جميع الأجهزة الحالية ستستفيد فجأة بطريقة سحرية من sub-GHz أو من جميع الوظائف الجديدة. للاستفادة من نطاقات الراديو الجديدة 800/900 MHz، سيتوجب أن تكون الأجهزة متوافقة من الناحية الراديونية. لا يصبح محول Zigbee 2.4 GHz الموجود منسقًا sub-GHz من خلال تحديث البرمجيات فقط إذا لم يكن الهاردوير متضمنًا للراديو اللازم. هذه قيود مادية حتمية. هذه النتيجة هي استنتاج تقني منطقي من إضافة PHY راديوية جديدة ومن حقيقة أن الشركات المصنعة تعلن بالفعل عن SDK وأجهزة “جاهزة لـ Zigbee 4.0”.

نقطة أخرى يجب أن نأخذها في الاعتبار: تعتمد توافقية النظام البيئي أيضًا على التنفيذات الفعلية. بين شرط نشر، مجموعات رقاقة متوافقة، منسقون تم تسويقهم فعليًا، ثم تطبيقات في Home Assistant، Zigbee2MQTT أو صناديق السوق، هناك دائمًا تأخير صغير. تشير Silicon Labs إلى أنها جاهزة من ناحية التحقق والدعم SDK، لكن هذا لا يعني بعد أن النظام البيئي العام للجمهور ناضج بالفعل اليوم.

باختصار، لا يجب الهلع بخصوص الموجود. شبكات Zigbee 3.0 لا تصبح مهملة بين عشية وضحاها. ومع ذلك، يمكن أن تفتح الأجيال القادمة من البوابات، ووحدات التحكم USB، والوحدات الراديوية الوصول تدريجياً إلى مزايا Zigbee 4.0. بالنسبة لعشاق Home Assistant، فهذا موضوع يجب مراقبته عن كثب للرقاقات ووحدات التحكم القادمة.

التوازي مع Z-Wave: نعم، Zigbee تقترب بوضوح من مجال لعبها

من المستحيل الحديث عن Zigbee 4.0 دون الإشارة إلى Z-Wave. تاريخيًا، كانت إحدى المزايا الكبيرة لـ Z-Wave هي وظيفته في نطاق sub-GHz. في أوروبا، كان هذا البروتوكول يستخدم بشكل خاص الترددات 868.4 MHz و 869.85 MHz وفقًا للمناطق والاستخدامات، مما يمكّنه لفترة طويلة من تجنب نطاق 2.4 GHz المزدحم.

مع Zigbee 4.0، تأتي Zigbee بوضوح لتحدي Z-Wave في هذه النقطة بالذات. يحتفظ البروتوكول بمنطقه من الشبكة المنسوجة منخفضة الاستهلاك، ولكنه يسعى الآن أيضًا إلى تقديم نطاق أفضل واختراق راديوي أفضل عبر sub-GHz. من هذه الزاوية، نعم، التقارب واضح. تسترد Zigbee جزءًا من الحجة التاريخية لـ Z-Wave.

هل يعني وجود ذلك أن Zigbee 4.0 وZ-Wave ستستخدمان “نفس الترددات”؟ يجب أن نكون دقيقين: إنهم يقتربون من حيث نطاق التشغيل، حيث نتحدث في كلا الحالتين عن sub-GHz، لكن المصادر الرسمية التي تم الاطلاع عليها لا تسمح بالقول بشكل قاطع أنهم سيتشاركون بالضبط نفس القنوات الراديوية في أوروبا. تتحدث CSA عن PHY الأوروبية 800 MHz لـ Zigbee 4.0، في حين أن المراجع الرسمية لـ Z-Wave تشير في أوروبا إلى 868.4 MHz و 869.85 MHz. لذا فإن الملخص الجيد اليوم هو: نفس العائلة من الترددات، نفس وعد النطاق الأفضل من 2.4 GHz، لكن ليس هناك ما يكفي من التفاصيل العامة لضمان أن “هذا متطابق تمامًا”.

هناك أيضًا اختلاف في الفلسفة يجب مراعاته. Z-Wave لا يزال مركزًا جدًا حول نظام بيئي متخصص في الأتمتة، مع توافقية مؤطرة تاريخيًا. بينما تظل Zigbee أوسع، وأكثر حجمًا، وحضورًا كبيرًا في الإضاءة، وأجهزة الاستشعار، والأشياء منخفضة التكلفة، وتستفيد من حديقة كبيرة جداً تم تركيبها. إذا وفرت Zigbee 4.0 ما وعدت به، فإنه يمكن أن يجمع بين عالمين بدت حتى الآن مفصولة: سعر وتوزيع Zigbee، مع جزء من مزايا الراديو التي تم ربطها عادةً بـ Z-Wave.

ما يمكن أن يغيره Zigbee 4.0 حقًا في منزل متصل

بالنسبة للمستخدم النهائي، فإن الفائدة الأكثر وضوحًا ربما لن تكون مرئية على علبة المنتج، ولكن في السلوك اليومي. أجهزة استشعار أكثر استقرارًا، مدى أفضل في الهواء الطلق، شبكة أقل حساسية لشبكة Wi-Fi المزدحمة، استبدال وحدة التحكم أقل إرهاقًا، إقران أسهل بالهاتف الذكي… عند قول ذلك، يبدو الأمر وكأنه أمر شائع تقريبًا. ومع ذلك، هذا بالضبط ما يمكن أن يحدث فرقًا بين منزل متصل مريح وتثبيت يثير القلق بعد ثلاثة أسابيع.

في منزل كبير، وحديقة مع غرفة ملحقة، وبوابة بعيدة، وغرفة فنية لمسبح، ومخزن أو ورشة، قد تصبح Zigbee 4.0 أكثر ملاءمة من ذي قبل. في القطاع المتوسط أيضًا، مع احتياجاته للنشر السريع وسعيه للاستقرار، فإن الإضافات واضحة. وتضع CSA أيضًا Suzi على الاستخدامات السكنية والتجارية، وليس فقط في الأتمتة المنزلية العامة.

لا ينبغي أيضًا استبعاد Zigbee 3.0 الحالي بسرعة. الحديقة المثبتة ضخمة، والمنتجات كثيرة، والأسعار لا تزال جذابة، والتطبيقات في Home Assistant أو Zigbee2MQTT ناضجة جدًا اليوم. لذا يجب النظر إلى Zigbee 4.0 على أنها ترقية تدريجية للمعيار بدلاً من كونها استبدالًا مفاجئًا.

هل ينبغي الانتظار حتى Zigbee 4.0 قبل شراء Zigbee؟

ليس حقًا. بالنسبة لشخص يقوم بإعداد منزله اليوم، لا يزال Zigbee 3.0 خيارًا ذا صلة جدًا، تمامًا لأن Zigbee 4.0 تم الإعلان عنها باعتبارها متوافقة للخلف وأن الانتقال سيكون تدريجيًا. الانتظار لتحول متوقع كامل لن يكون له معنى كبير، خاصة أن العروض المنتجة لـ Zigbee 4.0 المتاحة فعليًا في السوق ستستغرق بعض الوقت لتتنظم.

ومع ذلك، بالنسبة للتركيب، أو الشركة المصنعة، أو المستخدم المتقدم الذي يعد مشروعًا يمتد لسنوات، فإن Zigbee 4.0 تغير الأمور بشكل واضح. إنها تعيد Zigbee إلى سباق المواضيع الخاصة بالنطاق الطويل، والموثوقية، والدمج الحديث. وهناك، بصراحة، يستحق هذا الحركة أن يتم متابعتها عن كثب.

في النهاية، Zigbee 4.0 لا تدفن Zigbee 3.0، ولا Z-Wave. ولكنها تعيد توزيع الأوراق بشكل جاد. يقوم المعيار بتصحيح عدة نقاط ضعف تاريخية دون كسر النظام البيئي الحالي، وهذه ربما هي أفضل الأخبار في كل هذا الإعلان. يبقى الآن الأهم: رؤية ظهور المنتجات الأولى، والمنسقين المتوافقين، والتطبيقات الأولى القابلة للاستخدام فعليًا على أرض الواقع. هنا حيث ستُحسم الأمور.