Cos'è Matter? Spiegando il Protocollo Smart Home più Recente del Mondo.

Si sta parlando parecchio di Matter. Con il sostegno di tanti marchi importanti, tra cui Google, Amazon, Apple, IKEA, Somfy e Homey, si propone di unificare la smart home. Ma cos’è di preciso? Come funziona questa tecnologia domotica, e cosa fa?

Matter in sintesi:

• È un protocollo di comunicazione per dispositivi domotici.
• La versione 1.0 è stata lanciata, dopo due rinvii, il 4 ottobre 2022.
• Dispone di un set standardizzato di comandi che consente la comunicazione fra dispositivi di produttori diversi.
• Funziona sulle reti IP via Thread, Wi‑Fi o Ethernet.
• Usa gli approcci Security by Design e Zero-Trust.
• Funziona in locale, in genere collegandosi al cloud con un hub Matter.
• Convive con altri standard domotici come Zigbee, Z‑Wave e 433MHz.
• La durata e l’autonomia della batteria dipendono dalla tecnologia della rete wireless.
• È coordinato da un hub Matter, come Homey Pro.

Quindi, cos’è Matter?

Matter è un protocollo che consente la comunicazione fra dispositivi domotici di aziende diverse. In sostanza, i dispositivi che “parlano la lingua di Matter” funzionano con gli stessi comandi. È interessante notare che non si tratta di una nuova tecnologia di rete wireless, ma di un set standardizzato di comandi trasmessi su reti IP locali. Matter usa Thread, Wi‑Fi ed Ethernet come tecnologie di rete sottostanti. Per l’abbinamento, o “commissioning”, può servirsi della tecnologia BLE. La separazione fra tecnologia di rete e protocollo distingue Matter da tecnologie come Z‑Wave e Zigbee, che invece integrano i due aspetti.

Per te, in quanto utente, la differenza principale fra queste diverse tecnologie domotiche sta però nei dispositivi compatibili. Molti produttori si sono impegnati a rendere compatibili con Matter alcune parti del loro catalogo, e questo è positivo. A volte però serve comunque un altro hub. È il caso per esempio di IKEA Home Smart e Philips Hue, che necessitano di un hub Zigbee. Questi marchi continueranno infatti a usare la tecnologia Zigbee nelle lampadine e consentiranno l’utilizzo di Matter tramite un hub.

La versione 1.0 di Matter è stata introdotta il 4 ottobre 2022. Da quel momento i laboratori di prova autorizzati si occupano della certificazione dei prodotti. E i primi dispositivi Matter hanno così cominciato a comparire sul mercato. Matter è un protocollo promettente che avrà sempre più dispositivi compatibili. Nei prossimi anni però vedremo convivere diverse tecnologie in ambito domotico, con Zigbee già dominante nel comparto dell’illuminazione, Z‑Wave in quello dei sensori e dei moduli, e altre tecnologie ancora in altri campi. L’ideale è adottare un approccio flessibile fra queste tecnologie e disporre di un sistema che ne supporti parecchie.

Informazioni fondamentali su Matter: come funziona

Matter è uno standard per applicazioni. Usa il protocollo Internet (IPv6) a livello di rete e i protocolli UDP (User Datagram Protocol) e TCP (Transmission Control Protocol) a livello di trasporto. Matter 1.0 funzionerà su Thread (IEEE 802.15.4), Wi‑Fi/WLAN (IEEE 802.11) ed Ethernet/LAN (IEEE 802.3). 

Splendido! E in italiano cosa significa?

I dispositivi Matter possono comunicare usando più tecnologie. Possono inoltre essere sia cablati (Ethernet) che wireless (Wi‑Fi, Thread). Come già indicato, è diverso da quanto accade con Zigbee o Z‑Wave, che uniscono il livello fisico, quello di rete e quello dell’applicazione in un solo standard (il cosiddetto full stack). Tutte queste reti sono locali e sono quindi gestite e controllate all’interno dell’abitazione. La maggior parte degli hub Matter include un bridge per internet. Alcuni dispositivi Matter che usano le tecnologie Ethernet o Wi‑Fi potrebbero però connettersi al cloud/a internet senza usare il protocollo Matter. Questo rischia di aggiungere dei problemi di sicurezza che i dispositivi attivi solo in locale non hanno.

È bene tenere presente che non sempre i dispositivi Matter possono semplicemente comunicare tra loro: se i dispositivi Ethernet e Wi‑Fi funzionano in genere sulla stessa rete, la tecnologia Thread opera su una rete diversa. Per raggiungere i dispositivi Matter su Thread serve un border router Matter. Approfondiremo il discorso sui border router in seguito, quando spiegheremo cosa c’è in una rete Matter.

La tecnologia Thread è una tecnologia di rete mesh wireless a bassa potenza e bassa latenza. Usa il protocollo IP, ed è per questo che è compatibile con Matter. Costruita sulle fondamenta di Zigbee, la tecnologia Thread è relativamente nuova. Si può trovare in dispositivi a batteria che richiedono la massima efficienza energetica, per esempio sensori e serrature, o in dispositivi elettrici semplici, come lampadine o prese smart.

In breve:

• I dispositivi Matter riescono a comunicare facilmente gli uni con gli altri grazie al livello dell’applicazione, che è unificato.
• Matter può usare le tecnologie Thread, Wi‑Fi ed Ethernet come livello fisico di comunicazione.
• Non tutti questi livelli di comunicazione sono automaticamente compatibili gli uni con gli altri (LAN e Thread).
• I dispositivi Matter su Thread utilizzano la rete Mesh.

Reti mesh 

Una rete mesh in sostanza è una rete in cui più dispositivi assumono il ruolo di router, cioè di ripetitore. Invece di rispedire semplicemente i segnali alla sorgente di origine, i dispositivi ripetono i segnali e li inoltrano agli altri dispositivi di rete presenti nel loro raggio d’azione. Questi, a loro volta, sono in grado di ritrasmettere i segnali. Questo “salto di segnale” garantisce alle reti mesh una portata e un’affidabilità maggiori rispetto alle tradizionali “reti a stella”. Le reti si espandono automaticamente quando si aggiungono altri dispositivi. Insieme i dispositivi rendono la rete più forte e affidabile. 

I dispositivi Matter fanno parte di una rete mesh solo se usano Thread come tecnologia wireless. Nella maggior parte dei casi, i dispositivi Matter sono connessi al Wi‑Fi e quindi non creano reti mesh.

Cosa c’è in una rete Matter? 

Le reti Matter utilizzano dispositivi con ruoli diversi. In totale, si possono distinguere cinque diversi tipi di dispositivi.

1. Hub Matter: il coordinatore della configurazione Matter

Ogni rete ha bisogno di un punto centrale, ed è proprio questo il ruolo dell’hub Matter. Per configurare una rete Matter ne serve almeno uno, ma se ne possono usare anche di più. Alcuni hub Matter – tra cui Homey Pro – sono anche dei border router Matter, ma non si tratta di una caratteristica obbligatoria.

L’hub Matter è il cervello della rete. Il coordinatore può connettere i dispositivi smart, stabilire le autorizzazioni, consentire l’accesso ad altri dispositivi e coordinare la rete. L’hub Matter mette inoltre a disposizione le interfacce con cui controllare la rete Matter. Può trattarsi di interfacce di automazione, come Homey Flow, di interfacce dati (sui consumi energetici) come Homey Energy e Homey Insights, o semplicemente di interfacce di controllo. L’hub Matter è anche il gateway internet della rete Matter. Alcuni hub, come Homey Pro, connettono inoltre i dispositivi Matter ai dispositivi che usano altri protocolli, come Zigbee, Z‑Wave, il protocollo a infrarossi o quello a 433MHz. 

2. Border router Matter: un ponte tra LAN e Thread

Lo abbiamo accennato prima: non tutti i dispositivi Matter sono in grado di comunicare automaticamente tra loro. Questo dipende dal fatto che la LAN – la rete domestica usata da Ethernet e Wi‑Fi – è una rete diversa da Thread.

Funzionano in modi radicalmente differenti. Confrontiamo le versioni wireless: Thread è una rete mesh creata per avere bassi consumi energetici e una larghezza di banda ridotta, mentre il Wi‑Fi è una rete con topologia a stella creata per garantire un’elevata larghezza di banda (con consumi energetici maggiori).

Per consentire la comunicazione tra i dispositivi Matter che operano via LAN e quelli che funzionano con Thread, serve un bridge che faccia da traduttore. È quello che fa il border router Matter, a volte chiamato border router Thread. Il border router “parla” la lingua sia della LAN (Ethernet o Wi‑Fi) che di Thread, funziona con l’energia fornita dalla rete elettrica ed è in grado di trasmettere i segnali da una rete all’altra, colmando così il divario esistente.

A volte un hub Matter è anche un border router Thread. È quello che accade quando l’hub Matter integra anche Thread, come nel caso di Homey Pro.

3. Dispositivi Matter

Sono dispositivi Matter tutti quei dispositivi controllabili con Matter e in grado di connettersi alla rete LAN. Possono essere dotati di connessione Ethernet o Wi‑Fi. Non ripetono nessun segnale e non partecipano alla rete mesh, perché non “parlano” la lingua di Thread. N.B.: anche se Matter è un protocollo locale, i dispositivi Matter presenti nella rete Ethernet o Wi‑Fi possono connettersi a internet tramite tale rete. Questa capacità si aggiunge alle funzioni Matter. Per esempio un Philips Hue Bridge – quindi un dispositivo Matter che opera sulla LAN locale – è in grado di connettersi anche ai server di Philips Hue.

4. Ripetitori mesh Thread: dispositivi Thread ad alimentazione elettrica

I ripetitori mesh Thread sono simili ai “router” delle reti Zigbee o Z‑Wave. Questi dispositivi, che si collegano alla rete elettrica e quindi non hanno problemi di batteria, prolungano la rete mesh e fanno da ripetitori per i segnali Thread. Comunicano con tutti gli altri dispositivi nel raggio d’azione della rete e ripetono il segnale della rete stessa. I ripetitori mesh Thread “parlano” solo la lingua di Thread, non quella delle tecnologie Wi‑Fi o Ethernet. È per questo motivo che nemmeno loro possono connettersi a internet.

5. Dispositivi terminali Thread: dispositivi Thread a batteria

Questi dispositivi sono i mittenti o i destinatari dei dati trasmessi. Spesso alimentati da una piccola batteria, non ripetono né inoltrano alcun segnale. In altre parole, sono i punti estremi della rete. Nella maggior parte dei casi, i dispositivi Matter standard si collegano a una LAN (per esempio un Wi‑Fi) o sono dei ripetitori mesh Thread. A meno che non si scelgano dei dispositivi a batteria come luci wireless, interruttori ecc. In genere questi ultimi sono dispositivi terminali perché così la carica della batteria dura di più.

Quali dispositivi sono compatibili con Matter?

È bene ricordare che Matter è un protocollo nuovo. Nonostante il clamore e le tante anticipazioni, per ora non ci sono molti dispositivi Matter. Persino nei prossimi anni, quando il loro numero aumenterà notevolmente, Matter sarà solo una delle tecnologie disponibili, anche perché continueranno a circolare prodotti precedenti.

In più, il protocollo Matter 1.0 rilasciato a ottobre 2022 dalla Connectivity Standards Alliance, il consorzio che sovrintende alla tecnologia, supporta solo queste tipologie di dispositivi:

• Lampadine, interruttori della luce, controller di illuminazione
• Spine e prese
• Serrature per porte
• Termostati e altri controller per il condizionamento ambientale
• Persiane e tapparelle
• Sensori per la sicurezza domestica (rilevatori di movimento, contatto, monossido di carbonio/fumo)
• Controller per porte da garage
• Punti di accesso wireless e bridge
• Televisori e lettori per streaming video

Tutto questo sembra fantastico, ma restano esclusi molti dispositivi comuni, per esempio videocamere di sicurezza, sistemi audio/altoparlanti e robot aspirapolvere. 

Perché usare Matter?

Il protocollo Matter promette delle belle novità per i dispositivi domotici e per chi li usa. Non è però perfetto e non è “la miglior soluzione in assoluto” per l’automazione domestica. Matter ha i suo pro e i suoi contro. Iniziamo dai pro.

Interoperabilità: nella maggior parte dei casi, i dispositivi Matter funzionano gli uni con gli altri, indipendentemente da chi li produce (attenzione però alla differenza LAN/Thread!). Questo però è vero solo tra dispositivi Matter, e non vale rispetto ai dispositivi domotici che adottano altre tecnologie. Al momento quindi l’interoperabilità tanto sbandierata assomiglia un po’ a quella di Zigbee e Z-Wave. Matter ha preso un certo slancio e ha parecchi produttori alle spalle, ma anche qui ci sono già le prime aziende che si tirano indietro. La piena interoperabilità di cui si parla deve ancora arrivare. Alla fine, gli hub universali che abbinano Matter e altre tecnologie saranno sempre i più interoperabili.

Sicurezza: il protocollo Matter usa pratiche e protocolli di sicurezza all’avanguardia e ampiamente diffusi come Security by Design e Zero-Trust. Matter utilizza la crittografia AES. I dispositivi comprendono i comandi solo se sono autenticati.

Esperienza utente semplificata: nella maggior parte degli hub Matter, come Homey Pro, le interfacce per il controllo e l’automazione della smart home sono intuitive. Nel protocollo Matter, inoltre, è semplice abbinare i dispositivi.

Funzionamento in locale: Matter è un protocollo locale, e questo lo rende relativamente affidabile e veloce. In più, i dispositivi Matter che operano su reti Thread sono in grado di connettersi direttamente a internet, togliendo così un possibile punto di accesso ai potenziali aggressori. Attenzione però, questo non vale per i dispositivi Matter su reti LAN (Wi‑Fi/Ethernet). I dispositivi Zigbee e Z-Wave condividono inoltre le stesse funzioni locali.

Efficienza energetica: dato che Thread fa parte del protocollo Matter, i dispositivi Matter possono avere grande efficienza energetica. I dispositivi terminali Thread consumano pochissima energia quando sono in standby, cosa che riduce notevolmente i consumi elettrici e, in caso di utilizzo della batteria, ne migliora la durata. Ancora una volta, lo stesso vale per i dispositivi Zigbee e Z-Wave.

Amministrazione multipla: Matter supporta più hub Matter su una singola rete Matter. Gli utenti possono quindi scegliere le loro interfacce e i loro sistemi preferiti, e possono persino usare in parallelo più interfacce e più sistemi. In tal modo non è più necessario disabbinare e riabbinare i dispositivi a un nuovo sistema, e la flessibilità aumenta ancora di più. Un consiglio: usa un hub Matter principale per le automazioni, altrimenti può essere molto difficile capire perché a casa tua sta succedendo qualcosa 😉

Niente male, vero? Sì, ma è bene ricordarsi che Matter non è perfetto. Ecco alcuni svantaggi di Matter:

• Per ora sul mercato c’è solo una manciata di dispositivi Matter, e se vuoi usare solamente dispositivi Matter non hai una gran scelta.
• La prima versione di Matter non includerà tutti i tipi di dispositivi. Per esempio sono escluse le videocamere di sicurezza e i robot aspirapolvere, due dispositivi domotici molto diffusi.
• Non tutti i marchi integrano Matter direttamente nei dispositivi messi a disposizione degli utenti. Marchi come Philips e IKEA richiederanno ancora un hub Zigbee come Philips Hue Bridge, Homey Bridge o Homey Pro.
• I dispositivi Matter in genere usano chip nuovi e sono quindi più costosi delle loro controparti su Zigbee, per esempio.
• Non tutti i dispositivi saranno compatibili con Matter. Ci sono in giro molti dispositivi che usano Zigbee, Z‑Wave, la tecnologia RF a 433 MHz, gli infrarossi, le API proprietarie o altre tecnologie domotiche.

Come iniziare a usare Matter

Iniziare a usare Matter è relativamente facile. O meglio, lo è se in questo preciso momento storico riesci a trovare dei dispositivi Matter.

1. Scegli un hub Matter. Ovviamente consigliamo Homey Pro. Ti permette di mantenere la flessibilità rispetto ad altre tecnologie domotiche.

2. Scegli i dispositivi Matter. Attenzione: non tutti i dispositivi Matter funzionano con tutti gli hub Matter! In particolare i dispositivi terminali Thread e i ripetitori mesh Thread funzionano solo se l’hub Matter include Thread (come nel caso di Homey Pro) o se è in funzione anche un border router Thread.

3. Configura l’hub.

4. Attacca alla corrente e connetti i dispositivi Matter.

Conclusioni

Matter è una novità molto promettente per il mondo della smart home. Ha il forte sostegno di aziende importanti e fa un uso intelligente di tecnologie esistenti come Ethernet, Wi‑Fi e Thread (e BLE per l’abbinamento). Per ora, però, Matter è più che altro una promessa. Abbiamo visto solo la versione 1.0. Al momento sul mercato non ci sono molti dispositivi Matter, non si tratta certo delle opzioni più economiche e non tutti i tipi di dispositivi sono compatibili. Alla fine ci saranno semplicemente tanti prodotti con tecnologie diverse, soprattutto perché i marchi sono interessati anche alla retrocompatibilità.

In fin dei conti, la maggior parte delle tecnologie domotiche ha molto da offrire. Matter è solo una nuova opzione, tra le varie opzioni esistenti. In più, con sistemi domotici come Homey, compatibili con più protocolli, non c’è motivo per cui tutti i tuoi dispositivi debbano usare lo stesso protocollo. Homey Pro supporta otto tecnologie domotiche, compresa Matter ovviamente. La tua smart home ideale probabilmente include un mix di tecnologie, ed è quindi più importante che il tuo hub centrale sia compatibile con tutto quello che ti serve per automatizzare la casa.

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