IoTデバイスにさらなるインテリジェンスをもたらすAmazon SidewalkおよびMatterワイヤレスネットワーク

IoTデバイスの接続範囲を拡張する共有型ワイヤレスネットワーク

世界をよりスマートで安全、そしてつながりのあるものにするために、Amazon Sidewalkは既存のAmazon EchoおよびRingデバイスを活用し、革新的なコンセプトを導入して近隣全体にわたるネットワークを構築します。このネットワークは、デバイスの範囲を拡張してIoT接続性を革命的に変えるだけでなく、家庭と近隣の間のギャップを埋めます。

Amazon Sidewalkは、互換性のあるデバイスが共有ネットワークを介して相互に通信できる共有型ワイヤレスネットワークです。このネットワークは互換性のあるAmazon EchoおよびRingデバイスなどのAmazon Sidewalk Bridgeデバイスを使用して、ネットワーク上のデバイス間の通信を可能にします。このネットワークは個々の家庭を超えて広範囲にわたりデバイスを接続します。Amazon Sidewalkは、屋内外のIoTデバイス（屋外照明、モーションセンサー、位置追跡デバイスなど）に信頼性の高い低帯域幅・長距離通信を提供します。Amazon Sidewalkは、家庭内での短距離通信用のBluetooth Low Energy (LE)をはじめ、900 MHzで動作する長距離通信用のCSSおよびFSKラジオプロトコルなど、複数の通信プロトコルに対応しています。

Amazon Sidewalkは、ラジオ、ネットワーク、アプリケーション層で構成されたアーキテクチャ上に構築されており、3つの異なるRF（無線周波数）プロトコルをサポートします。ラジオ層は、Bluetooth Low Energy、CSS、またはFSKを使用してAmazon Sidewalkデバイスと通信するために使用されます。アプリケーション層はネットワーク層およびBluetooth Low Energyプロトコルスタックの上に位置します。FSKとCSSについては、追加のネットワーク層があります。ネットワーク層は、デバイス間のデータのルーティングおよび転送を処理し、Amazon Sidewalkネットワーク全体でシームレスな通信を確保します。アプリケーション層はデバイスの特定のアプリケーションおよびサービスを管理し、全てのAmazon SidewalkデバイスはAWS IoT Core for Amazon Sidewalk経由でクラウドに接続します。

Amazon Sidewalk は、Echo や Ring デバイスを含む Sidewalk Bridge デバイスを使用して、低帯域幅のネットワークを構築します。これらのブリッジ デバイスは、インターネット帯域幅の一部を共有し、それがまとめられてあなたや近隣の人々に提供されます。多くの近隣住民が参加するほど、ネットワークはより強固になります。Sidewalk Bridge デバイスが Wi-Fi 接続を失う場合、Amazon Sidewalk はルーターへの再接続プロセスを簡素化することができます。また、Sidewalk 対応デバイスを屋外やガレージで接続維持するのにも役立ちます。さらに、Tile のようなトラッキングデバイスと連動して、自宅外で貴重なアイテムを見つけるのを手助けすることもできます。また、複数のプライバシーとセキュリティのレイヤーを特徴としています。

拡張可能なAmazon Sidewalkネットワークアーキテクチャ

Amazon Sidewalkは、近隣のBridgeデバイスで構成される低帯域幅の無線ネットワークです。Amazon Sidewalk Bridgeデバイスの所有者は、Amazon Sidewalkの範囲内で互換性のあるデバイスに無線接続を提供するために、インターネット帯域幅の一部を共有することを選択できます。参加している各Bridgeデバイスがネットワークの範囲を拡張します。Amazon Sidewalkは、新しいデバイスの可能性を引き出し、Amazon Sidewalk対応デバイス（スマート公共デバイス、家電製品、消費者向けデバイスなど）をサポートします。また、公園管理、環境管理、空港などにも使用できます。

多くの単一ゲートウェイに基づくIoT技術とは異なり、Amazon Sidewalkは近隣のBridgeによる分散型ネットワークアーキテクチャに基づいています。あるエリアにAmazon Sidewalk Bridgeが多いほど、ネットワークの有効性が向上します。インフラを拡張する際、Bridgeは分散型ネットワークを形成し、デバイスは特定のBridgeに制限されることなく、範囲内で接続してデータを任意のBridgeに送信できるようになります。Amazon Sidewalk Bridgeは、互換性のあるデバイスからメッセージを受信し、複数層のセキュリティ方式でAWSクラウドを介してユーザーに送信します。

Amazon Sidewalkは、異なるネットワークユースケースに対応するために、ラジオ層で3つの異なる物理層（PHY）を使用することができます。これには、Bluetooth Low Energy、サブギガヘルツGFSK、およびサブギガヘルツCSSが含まれます。Bluetooth Low Energyは、家庭内および電話からデバイスへの接続に使用されます。Bluetooth Low EnergyラジオPHYは、家庭内のAmazon Sidewalkアプリケーションで使用でき、位置ベースのデバイスなどの機器に対して短距離接続を提供するほか、Amazon Sidewalkのカバレッジを利用してスマートフォンとデバイスを接続します。

サブGHz GFSKは、家庭内および屋外の玄関アプリケーションに使用されます。GFSKラジオPHYは、1エーカーまでのエリアをカバーすることができ、プール、スパ、排水システムなどの離れた建物や庭を必要とするアプリケーションにも対応できます。GFSKは、Amazon Sidewalkのカバレッジの助けを借りて、スマートシティや近隣地域のアプリケーションをサポートすることも可能です。

サブGHz CSSは、家庭内およびフェンス外のアプリケーションに使用されます。CSS (Chirp Spread Spectrum) ラジオPHYは数マイルにも及ぶ範囲をカバーすることができ、スマートな近隣地域、大学、Amazon Sidewalkエリア内の農業施設など、最寄りのブリッジから遠く離れた場所のアプリケーションをサポートします。

最も完全なAmazon Sidewalk開発エコシステムを提供

Amazon Sidewalk対応デバイスの開発を加速するために、IoTソリューションの主要プロバイダーであるSilicon Labsは、IoTデバイスメーカー向けに最も包括的でワンストップの開発エコシステムを提供しています。これには、Amazon Sidewalk SDK（ソフトウェア開発キット）、ワイヤレスハードウェア、セキュリティ機能、開発キット、ツールが含まれており、開発プロセスを簡素化し、コストを削減し、市場投入までの時間を短縮します。

Silicon Labsは、Amazon Sidewalkデバイスの開発を簡素化し、コストを削減し、市場投入までの時間を短縮するための認定SDKを発表しました。SG28デュアルバンドSoC、SG23 SoC、BG21/BG24 Bluetooth Low Energyモジュールを含む、さまざまなハードウェアオプションも利用可能です。IoTにおいてセキュリティは非常に重要であり、Silicon LabsはAmazon Sidewalkデバイスに堅牢なセキュリティ機能を提供するためのソリューションを提供しています。開発者は、開発キットやツールを使用して、コンセプトから製品の発売までに必要な統合ツールとサービスにアクセスすることができます。

Silicon LabsはAmazonと密接に協力し、Amazonの進化するエコシステムとの互換性を確保するために継続的にハードウェアのロードマップを革新し、デバイスの性能とセキュリティを向上させるために定期的にソフトウェアの更新を行っています。Amazon Sidewalkデバイスを開発する際に適切なハードウェアを選択するお客様を支援するため、Silicon LabsはAmazon Sidewalk Hardware Selector Guideを発表しました。このガイドは、Silicon Labsの統合ツールとサービスポートフォリオを開発者が理解し、Sidewalk対応デバイスに最適なモジュールやSoCおよび関連開発ハードウェアを選択するのに役立てるもので、コンセプトから発売までの完全な開発の旅を促進します。

業界をリードするAmazon Sidewalkソリューション

Silicon LabsのSG23 (EFR32SG23)は、Amazon Sidewalkアプリケーション向けに設計されたサブGHz FSK ワイヤレスSoCです。このセキュアで低消費電力、高性能なSoCは、最大78 MHzで動作するARM Cortex®-M33を搭載し、512 kBフラッシュメモリと64 kB RAMを備えています。その低い動作電流とスリープ時電流により、Amazon Sidewalkための電池駆動型スマートホームデバイス（ドア、窓、温度センサーなど）に最適です。EFR32SG23は、玄関の外まで信頼できる範囲を提供し、例えば独立した建物、プール、スパなどをカバーし、129.5 dBmのリンクバジェットで長距離の信頼性の高い通信を実現します。専用のセキュリティコアはSilicon LabsのSecure Vault™ Highをサポートし、IoTデバイスやワイヤレスデータを遠隔およびローカル攻撃から守るために業界をリードするセキュリティを提供します。

Silicon LabsのSG28 (EFR32SG28)は、Amazon Sidewalkデバイス向けに設計された安全性が高く低消費電力のデュアルバンドワイヤレスSoCであり、Sub-GHz FSKおよびBluetooth Low Energyをサポートしています。家庭内ではBluetooth Low Energyを利用して信頼性の高い接続を提供し、玄関外ではSub-GHz FSKを利用してより広範囲のネットワークをカバーします。この低消費電力デバイスは、最大78 MHzで動作するARM Cortex®-M33を搭載し、1024 kBのフラッシュメモリと256 kBのRAM、さらに最大49のGPIOをサポートしています。低アクティブおよびスリープ電流特性により、バッテリー駆動のエンドデバイスや、より多くのリソースを必要とするアプリケーションに適しています。SG28のリンクバジェット128.6 dBmは、長距離の信頼性のある通信を保証し、Silicon Labsの専用セキュアVault™高セキュリティコアをサポートすることで接続されたデバイスのセキュリティを確保します。

Silicon Labsは、Amazon Sidewalk向けのSilicon Labs Pro Kitも発表し、高容量でスケーラブルなAmazon Sidewalkデバイスを評価および開発するための必要なツールを提供しています。このキットは、Bluetooth Low Energy、サブGHz FSK、CSSワイヤレスプロトコルを含む、Amazon Sidewalkプロトコルの全てをサポートしています。このワイヤレスプロキットにはKG100Sラジオボードが含まれており、Amazon Sidewalkで使用されるBluetooth、FSK、CSSプロトコルをサポートする完全なリファレンスデザインを提供します。また、BG24ラジオボードとFSK/CSSアダプターボードも含まれており、個別の設計が必要な顧客に適しています。ワイヤレスプロキットのメインボードには、拡張ヘッダーを介して接続されたラジオボードや外部ハードウェアのアプリケーション開発およびデバッグを可能にするパケットトレースインターフェースと仮想COMポートを備えたオンボードJ-LINKデバッガーが含まれています。このAmazon Sidewalkプロキットは、高いスケーラビリティを持つ大量のIoTアプリケーションを開発するために必要な全てのツールを提供します。

Matter規格により、ブランド間のスマートホームデバイス接続が容易に

スマートホームの構築は私たちの生活を楽にすることを目的としていますが、特に異なるブランドのデバイスを組み合わせる場合、スマートホームデバイスの管理は面倒な場合があります。これは、多くのスマートホームデバイスがメーカー独自のアプリケーションでのみ使用できるためです。Google Home、Alexa、HomeKit、SmartThingsのようなプラットフォームは、より大きなスマートホームエコシステムをサポートしますが、通常、それぞれのエコシステム内に制限されており、デバイスの選択肢を制限してしまいます。

一方で、BluetoothやWi-Fiは広く普及しているため優れた通信プロトコルといえますが、Thread（Matterスマートホームデバイス向けに設計された低電力メッシュネットワーキングプロトコル）はスマートホーム分野においていくつかの利点があります。Threadは非常にエネルギー効率が高いだけでなく（これはバッテリー駆動のスマートホームデバイスにとって重要な要素です）、そのメッシュネットワークの特性によりデバイス同士が信号を中継し、自動で効率的にデータを調整・ルート設定できます。これにより、Threadはより堅牢で信頼性の高い接続性を提供することが可能で、拡張も容易です。

Matterは、Connectivity Standards Alliance (CSA) によって開発されたロイヤリティフリーの接続規格です。Matterは、スマートホームデバイスが相互に通信するための互換性のある方法を作り出すことを目的としています。Matterを使用することで、メーカーに関係なく、Matter認定のスマートホームデバイス（例えば、ライトスイッチやサーモスタットなど）をMatter対応のアプリケーションやハブに接続することができます。

現在、AppleのiPhone 15 ProおよびPro MaxはThreadラジオを搭載しており、この機能を備えた初のスマートフォンとなっています。新しいiOS 17.6、macOS 14.6、watchOS 10.6、およびtvOS 17.6のバージョンでは、これらの新機能に対するコードリファレンスのサポートも追加されます。一方で、Android 15を搭載した一部のモバイルデバイスはThreadプロトコルをサポートし、Matterスマートホームデバイスの迅速な普及を支援します。

結論

Amazon Sidewalkは、IoTデバイス向けに特別に設計されたネットワークサービスであり、家庭や近隣におけるスマートデバイスのより広い接続性を提供することを目的としています。低帯域幅Bluetoothと900 MHz周波数帯を利用することで、Amazon Sidewalkはデバイスの通信範囲を拡張し、Wi-Fi信号が弱いまたは存在しない地域でも動作可能にします。この技術は、デバイスの性能とユーザー体験を向上させるだけでなく、デバイスの位置設定、監視、管理においてより柔軟なソリューションを提供します。Amazon Sidewalkの登場は、スマートホームおよびスマートシティの発展に新たな勢いをもたらし、IoTデバイスをより賢く、効率的に運用できるようにします。Silicon Labsは完全なAmazon Sidewalkの開発環境とソリューションを提供しており、関連製品の開発において最適なパートナーの1つとなっています。一方、iOSおよびAndroidはMatter規格のサポートを開始しており、ブランドを超えたスマートホームデバイスの接続をより便利にし、未来のスマートホームアプリケーションの普及への道を拓くでしょう。