Von: Simon

Matter unter der Haube – Das neue Zeitalter des Smart Home?

Aus der Zigbee Alliance wird Connectivity Standards Alliance (CSA) und aus CHIP (Connected Home over IP) wird Matter. Mit dieser Bekanntgabe dieser neuen Marke “Matter” kommt nun endlich Bewegung in den Smart Home GerĂ€te-Markt. Denn die CSA ist ein großer Zusammenschluss zahlreicher BranchengrĂ¶ĂŸen wie Apple, Amazon und Google, die sich auf die Fahne geschrieben haben, einen einheitlichen Standard fĂŒr Smart Home GerĂ€tekommunikation zu entwickeln und die Fragmentierung zu vermindern.

Was Matter konkret fĂŒr dich bedeutet, welche Möglichkeiten es bietet, was mit deinen alten GerĂ€ten oder Zentralen passiert und was du jetzt schon beim Kauf von Smart Home GerĂ€ten beachten solltest, findest du hier!

Neues Video von November 2022

Inhaltsverzeichnis

Matter – Alles was du wissen musst

Matter Logo

Warum die neuen Namen?

Zuerst sollte mal angesprochen werden, warum denn beiden Sachen umbenannt wurden.

Nun, die Zigbee Alliance war verwirrend, da sich ja nicht mehr nur mit Zigbee beschĂ€ftigt wurde (was ja lediglich ein Funkstandard ist), sondern auch mit Funkstandard-ĂŒbergreifender, standardisierter GerĂ€tekommunikation. Von daher macht der neue Name Connectivity Standard Alliance einfach mehr Sinn 😉

Andererseits, das der Name CHIP durch Matter abgelöst wird, könnte daran liegen, dass die korrekte AbkĂŒrzung eigentlich CHOIP (Connected Home Over IP) gewesen wĂ€re und es endlich jemandem aufgefallen ist. Oder vielleicht war es schwierig, eine Marke mit diesem Namen anzumelden, der ja ziemlich allgemein und nichtssagend ist. Ich vermute mal, dass es sich hierbei ĂŒberwiegend um Marketing-GrĂŒnde handelte.

Was ist Matter?

Entgegen vieler BefĂŒrchtungen ist Matter (https://buildwithmatter.com) kein neues Funkprotokoll. Matter ist ein IP-Basiertes Protokoll zur Kommunikation zwischen Smart Home GerĂ€ten, Apps und Sprachassistenten auf Anwendungsebene und dadurch unabhĂ€ngig vom genutzten Funkstandard.

Einfach ausgedrĂŒckt ist Matter eine einheitliche Sprache, die GerĂ€te, Apps und Assistenzsysteme im Smart Home nutzen können, um miteinander zu kommunizieren, Befehle zu senden oder zu empfangen.

Das ist wirklich eine große Sache, fĂŒr Hersteller, Entwickler und Nutzer. Warum? Nun, vorher war es notwendig, dass Entwickler ihre GerĂ€te beispielsweise an Alexa, Google Home, Siri und ihre eigenen Apps anbinden (jeweils ĂŒber eine eigene “Sprache”).

Da das sehr kosten- & zeitintensiv ist, stĂ€ndig aktualisiert werden muss und daher von den wenigsten (gut) umgesetzt wurde, mussten wir als Nutzer uns entscheiden, welches System wir nutzen wollen und waren dann mehr oder weniger in einem Ökosystem gefangen.

ZukĂŒnftig mĂŒssen wir hoffentlich nur noch auf das “Build with Matter” Logo achten (anstatt auf Works with Apple HomeKitAmazon Alexa oder auch Google Assistant Aufkleber) und wissen sofort, dass dieses GerĂ€t mit ALLEN Systemen UND GerĂ€ten funktioniert.

Quelle: zigbeealliance.org

Open Source Ansatz

Nicht zuletzt wegen des Quelloffenen Codes erhofft man sich eine Schnelle Annahme des Kommunikations-Standards Matter vom Markt. Hersteller können auf Referenz-Implementierungen zurĂŒckgreifen und den Quellcode gemeinsam weiterentwickeln oder auch Fehler (Bugs) ausbessern. Je mehr mitmachen, desto besser wird alles 🙂

Den Source-Code findet man auf GitHub unter: https://github.com/project-chip/connectedhomeip

Funkstandards von Matter

In der aktuellen Definition unterstĂŒtzt Matter folgende Funkstandards:

  • Thread
  • WLAN (WiFi)
  • Ethernet (Netzwerkkabel)
  • Bluetoot Low Energy (BLE)

Bluetooth Low Energy wird lediglich zum Einrichten der GerĂ€te genutzt. Thread und Wi-Fi sind die Verbindungen, ĂŒber die Daten gesendet / empfangen werden, die interne GerĂ€tekommunikation stattfindet oder Befehle gesendet werden.

Aber auch andere IP-Basierte Protokolle wie Breitband, Mobilfunk und andere sind theoretisch möglich und werden von der CSA bei Bedarf des Marktes oder aus der Projektgruppe ggf. mit aufgenommen.

Other technologies like cellular, broadband or others may be in scope in future…

Mark Tekippe – Youtube Kanal von Connectivity Standards Alliance

Was mit deinen GerĂ€ten passiert, die keinen dieser Standards nutzen (z.B. ZigBee GerĂ€te), klĂ€ren wir im nun folgenden Aufbau der Netzwerktopologie. So ist es einfacher nachzuvollziehen 😉

Netzwerktopologie von Matter – einfach erklĂ€rt

Um sich wirklich vorstellen zu können, wie Matter funktioniert, habe ich dir hier den Aufbau eines Netzwerks mit Matter-GerÀten visualisiert. Keine Sorge, es wird nicht zu technisch. Aber um den Sinn von Matter erkennen zu können, muss man meiner Ansicht nach wirklich verstanden haben, wie die Kommunikation funktioniert.

Controller – Der Startpunkt

Der sogenannte Controller kann in vielen GerĂ€te eingebaut werden, wie etwa Smart Speaker, Security Panel, Smart Home Hubs & Bildschirme, Mobile Betriebssysteme und Apps. Dieser Controller kann zu einem smarten Ökosystem gehören oder auch eine einzige (unabhĂ€ngige) App sein und steuert dann z.B. ĂŒber Sprachbefehle die mit ihm verbundenen Matter-GerĂ€te.

Netzwerktopologie Matter - Controller
Multi-Admin erklÀrt

Auch das Prinzip der Multi-Admins ist in Matter möglich. Das bedeutet also, dass nicht nur deine Echo-Lautsprecher mit Amazon Alexa (Controller 1), Google Nest GerĂ€te (Controller 2) oder HomeKit (Controller 3), sondern alle Controller Gleichzeit die GerĂ€te steuern können. Falls alle steuern wollen, gewinnt ĂŒbrigens der letzte gesendete Befehl.

Somit kannst du z.B. Siri benutzen, weil du wie ich ein kleiner Apple-Fanboy bist und die restliche Familie alle GerĂ€te ĂŒber Alexa steuern, weil mache doch einen wirklich guten Sprachassistenten bevorzugen 😉

Aber nicht nur dass, du kannst sogar individuell aussuchen, welches GerĂ€t mit welchem System geteilt wird. Beispielsweise kannst nur du das TĂŒrschloss ĂŒber deine Lieblingsapp steuern, wĂ€hren alle Familienmitglieder die Lichter ĂŒber Alexa, Google Home und Siri steuern können. Klingt fast zu schön um wahr zu sein, ist aber Fakt.

Das gilt natĂŒrlich auch fĂŒr Automationen & Routinen. Du kannst alle Matter-GerĂ€te in der App oder mehreren Apps deiner Wahl einrichten und automatisieren, aber ĂŒber völlig verschiedene Wege steuern. Richtig genial!

Neues WLAN basiertes GerÀt einrichten

Über Bluetooth Low Energy werden neue GerĂ€te gefunden und ins Netzwerk aufgenommen werden. BLE wird genutzt, um das Einrichten der Wi-Fi-Verbindung so einfach wie möglich zu machen. (Egal ob ĂŒber das Smartphone oder smarte Sprachassistenten und deren Lautsprecher.)

Schaubild - Neues Matter GerĂ€t ĂŒber BLE anlernen

Wi-Fi GerÀte in Matter

Nach der Einrichtung kommunizieren die GerĂ€te ĂŒber dein Lokales Netzwerk (LAN oder WLAN) miteinander & mit den Controller(n). DafĂŒr benutzen sie das Matter-Protokoll (Wir erinnern uns, eine gemeinsame Sprache).

Schaubild der WiFi GerÀte

Thread GerÀte

Die Einrichtung von Thread GerĂ€ten mit Matter UnterstĂŒtzung, funktioniert prinzipiell genau so, wie die Einrichtung ĂŒber WLAN. Thread erfordert allerdings ein GerĂ€t mit der Thread Border Router Funktion, also z.B. einen HomePod mini oder Google Hub (sobald die Thread-Funktion bei Google freigeschaltet wird).

Schaubild der Thread GerÀte im Matter-Netzwerk

Die Kommunikation zwischen WLAN und Thread GerĂ€te erfolgt aber trotz der unterschiedlichen Funkverbindungen direkt, da beide Protokolle auf dem IP-Standard basieren und durch Matter dieselbe Anwendungsschicht (Sprache) haben. Klingt kompliziert, heißt aber einfach nur, dass sich alle GerĂ€te unabhĂ€ngig von der Funk-Technologie verstehen und miteinander reden können.

Außerdem bedeutet es, das alle Thread-Zertifizierten GerĂ€te automatisch mit Matter kompatibel seien können (ggf. nach FW-Update)!

Cloud-Verbindungen

Durch Matter kommunizieren die GerĂ€te untereinander ausschließlich ĂŒber das lokale Netzwerk ohne Cloud, aber sie können eine Cloud-Verbindung fĂŒr eigene Zwecke haben.

Cloud Verbindungen in Matter als Schaubild

Also sind Verbindung zu Cloud-Diensten der Hersteller trotzdem möglich, aber NICHT standardisiert. Das bedeute, Hersteller können Kundendienst, Analysen Verbesserungen der Benutzerfreundlichkeit und weiterfĂŒhrende Funktionen weiterhin ĂŒber ihre eigene Cloud bereitstellen.

Aber eben nur, wenn der Nutzer es will. Denn Dank Matter funktioniert einfach alles lokal ohne Internet.

Es wird ebenfalls an einer Anbindung von Clouds ĂŒber des Matter Protokolls gearbeitet. Das ist aber nur auf der Roadmap und wohl kaum in naher Zukunft fertig.

Matter Bridge – (GerĂ€te mit Zigbee, BidCos oder anderen (zukĂŒnftigen) Standards)

Ein großes Ziel von Matter und der CSA ist ebenfalls die Reduzierung der Fragmentierung von Smart Home GerĂ€ten. Es hilft also nichts, GerĂ€te mit anderen Funkstandards oder Zentralen nicht mit in Betracht zu ziehen.

Die Lösung ist simpel: Matter unterstĂŒtzt einen GerĂ€tetyp „Bridge“, der ins Netzwerk mit aufgenommen werden kann. Wenn also Hersteller ihre ZigBee oder BidCos Bridge Matter kompatibel machen, können die anderen Matter GerĂ€te mit der Bridge kommunizieren und so indirekt auch mit den ganzen alten GerĂ€ten.

ZusÀtzlich können auch Controller Verbindungen zu anderen Protokollen herstellen. Einfach genial!

Schaubild der andere GerÀte mit ZigBee BidCos und Co. im Matter-Verbund

Matter hat außerdem keine expliziten Protokolle wie Zigbee oder andere definiert, die von den Bridges oder Gateways genutzt werden mĂŒssen. Also kann prinzipiell wirklich jedes Smart Home System angebunden werden, solange der Hersteller auch willens ist, das zu tun.

Ob so z.B. auch die HomeBridge an Matter angebunden werden kann, ist eine Frage, die ich mir stelle. Wenn das gehen wĂŒrde, gĂ€be es bereits unglaublich viele unterstĂŒtzte Plugins und Systeme.

FAQ zum Thema Matter

Wann wird Matter eingefĂŒhrt?

Matter wird voraussichtlich im vierten Quartal 2021 von der Connectivity Standards Alliance eingefĂŒhrt.

Benötigt man fĂŒr Matter eine andere Zentrale?

Nein, die Kommunikation von Matter lĂ€uft immer direkt zwischen den GerĂ€ten, egal ob es sich um einen Sprachassistenten oder einen Sensor handelt. Du benötigst lediglich einen Matter-Kompatiblen “Controller”, z.B. in Form eines Lautsprechers oder einer App.

Benötige ich neue GerÀte, um Matter zu nutzen?

Nicht unbedingt, da sowohl existierende GerĂ€te als auch Zentralen theoretisch auf Matter umgerĂŒstet oder kompatibel gemacht werden können. Letztendlich kommt es hier auf die verbaute Hardware an, die kompatibel sein muss und auf den Willen des Herstellers.

Wann wird es erste GerÀte mit Matter geben?

Signify, der Hersteller hinter Philips Hue & WiZ hat bereits angekĂŒndigt, alle seine Produkte mit Matter kompatibel zu machen. Andere Hersteller, die Mitglied der CSA sind, werden folgen.

Können GerĂ€te mit Matter nachgerĂŒstet werden?

Alle GerĂ€te die IEEE 802.15.4 & WLAN unterstĂŒtzen können theoretisch auf Matter umgerĂŒstet werden. Das kommt aber auch auf die vorhandene Rechenleistung des GerĂ€tes, den Speicherplatz des Chips und natĂŒrlich den Hersteller an.

Werden Phillips Hue Birnen Matter unterstĂŒtzen?

Laut der Pressemitteilung von Signify, wird nur die Hue Bridge mit Matter kompatibel sein, nicht direkt die Leuchtmittel. Die Leuchtmittel können nicht direkt umgerĂŒstet werden, da ZigBee nicht auf IP-Basis setzt und somit nicht kompatibel ist.

Was kannst du jetzt tun, um zukĂŒnftig Matter zu Nutzen?

Bevor die ersten GerĂ€te in Q4 2021 erscheinen, solltest du möglichst auf Thread GerĂ€te setzen oder dich an die Hersteller halten, die Mitglied der CSA sind oder bereits Matter-UnterstĂŒtzung angekĂŒndigt haben. Aber Achtung, nicht alle Unternehmen halten ihr Wort, ein gewisses Risiko bleibt.

Wie sicher ist Matter?

Matter wurde von Anfang an auf Sicherheit ausgelegt, sodass sich weder Kunden noch Hersteller darĂŒber Gedanken machen mĂŒssen. Es wird auf kryptografische Standard-Verfahren gesetzt, wie z.B. ECC NIST P256 & AES-CCM-128.

Fazit – Wird Matter sich durchsetzen?

Definitiv ja! Mit dieser Marktmacht hinter der CSA ist es nur eine Frage der Zeit, bis auch große Hersteller Matter einfĂŒhren und so einen gehörigen Vorteil gegenĂŒber allen anderen haben. Denn die Konsumenten mĂŒssen sich keine Gedanken mehr darum machen, mit welchen Systemen die GerĂ€te funktionieren. Sie funktionieren nĂ€mlich einfach mit allen Systemen!

Darauf kommt es ja letztendlich an, dass die Konsumenten (wir) noch schneller und bereitwilliger Produkte kaufen. Und sein wir doch mal ehrlich, wĂŒrdest du nicht zuschlagen? 😉

Schreib mir deine Meinung oder Gedanken in die Kommentare!

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GrĂŒnder von simon42. Schreibt hier ehrlich und leidenschaftlich ĂŒber Smart Home und Technik Themen, denn das Zuhause wurde bereits von Sprachassistenten ĂŒbernommen und die Kontrolle abgegeben 😁

3 Gedanken zu „Matter unter der Haube – Das neue Zeitalter des Smart Home?“

  1. Als ob die zahlreichen Funkstandards fĂŒr einen Neueinsteiger in die Hausautomatisierung wie mich nicht schon verwirrend genug sind (z-wave, zigbee, dect, wifi, ???), kommt jetzt mit “thread” noch ein weiterer hinzu! Ich halte “thread” fĂŒr so ĂŒberflĂŒssig wie einen Kropf! Meine Entscheidung ist ĂŒbrigens fĂŒr z-wave gefallen, hauptsĂ€chlich weil z-wave NICHT in dem gleichen Frequenzbereich wie Wifi sendet.

    Was “Matter” angeht, so halte ich eine Standardisierung grundsĂ€tzlich fĂŒr wĂŒnschenswert. Aber Matter scheint mir doch sehr eng an Thread gebunden sein (bzw. an IP-basierende Technologien wie Bluetooth LE, Wifi, Ethernet). Damit können zigbee- und z-wave-GerĂ€te nur ĂŒber BrĂŒckengerĂ€te (Router) angebunden werden, oder?

    Ich bin, wie gesagt, ein Neueinsteiger, der bisher nur 3 z-wave GerĂ€te sein eigen nennt: einen Heizkörper-Thermostat, einen Fenstersensor und einen Bewegungsmelder fĂŒr außen (noch nicht installiert). Soll ich jetzt auf Thread/Matter GerĂ€te umsteigen, weil z-wave keine Zukunft mehr hat? Meine Home Assistant Zentrale ist ĂŒbrigens ein Raspberry-Pi 4.

    Vielen Dank an dich, Simon, fĂŒr deine ausfĂŒhrlichen, verstĂ€ndlichen und objektiven Videos zum Thema Hausautomatisierung und Home Assistant.

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