Matter: cos'è e come funziona

Tutto su Matter e Thread nella casa smart e nella domotica
Alessandro Nodari
Alessandro Nodari
Matter: cos'è e come funziona

Sono finiti i tempi in cui per accendere una lampadina bisognava premere un interruttore, o per ascoltare della musica era imprescindibile premere un tasto Play Grazie alla quantità di dispositivi intelligenti sul mercato, la smart home è una realtà comune a molte famiglie, ma questo fiorire di alternative ha portato a un problema non da poco: la compatibilità.

Standard diversi hanno reso la configurazione dei dispositivi per la domotica molto più complicato del necessario, ma Matter, lo standard per la casa intelligente di nuova generazione, ne risolve i punti deboli, e un po' come l'Unico Anello vi permetterà di domare la vostra casa smart con un tocco. Scopriamo quindi cos'è e come funziona Matter nel 2022, com'è supportato, ed eventuali questioni relative alla privacy.

Indice

Cos'è e cosa significa Matter

Matter è uno standard per la smart home ideato da Project Connected Home Over IP (Project Chip) nel 2019 e gestito dalla Connectivity Standards Alliance (CSA), precedentemente nota come Zigbee Alliance, che vede coinvolti i più grandi attori nel mondo della tecnologia come Google, Amazon, Apple e Samsung. 

Questo standard, che non è un nuovo protocollo, ma una specifica che si basa su protocolli esistenti:

  • Thread (ne parleremo tra poco), per dispositivi a bassa potenza e larghezza di banda ridotta come lampadine e sensori
  • Wi-Fi o Ethernet, per dispositivi a larghezza di banda maggiore come lettori multimediali in streaming e fotocamere

Come abbiamo anticipato in apertura, Matter ovvia a due problemi che la diffusione della domotica, ovvero dei dispositivi intelligenti, nelle nostre case ha dovuto affrontare: l'interoperabilità tra diversi apparecchi e la connessione a Internet costante.

Il primo problema è senz'altro il più pressante ed evidente. Se compro una lampadina pensata per Amazon Alexa (come creare le skill) ma sono un utente Apple HomeKit molto probabilmente non riuscirò a sfruttarne le caratteristiche smart. Matter risolve la questione con uno standard aperto, esente da royalty e ampiamente diffuso. 

La seconda problematica è data dalla connettività alla rete. Se i dispositivi IoT (Internet of Things) devono essere costantemente connessi a Internet, facendo affidamento al cloud per il loro funzionamento, un rallentamento della connessione (o addirittura la mancanza) causa un funzionamento locale inadeguato, per non dire vistosi rallentamenti in caso di velocità non eccelse. Quindi accendere una lampadina sarà veloce come premere un interruttore!

Con Matter i dispositivi non richiedono una connessione Internet per funzionare o per lavorare insieme, ma la connettività cloud è opzionale ed è ovviamente necessaria per il controllo quando si è lontani dalla rete (fuori casa) e gestire alcuni servizi.

Una minore dipendenza dal cloud significa anche maggiore sicurezza per i dispositivi, il che rende Matter ancora più allettante.

Come si può capire, le sfide da affrontare (se non altro per far mettere d'accordo una platea così grande di attori) sono state enormi e Matter ha subito numerosi ritardi, ma a ottobre di quest'anno è stato finalmente lanciato. 

Ma cosa significa nel concreto, per gli utenti? Significa che Matter promette di consentire a diversi dispositivi ed ecosistemi di funzionare tra loro. I produttori di dispositivi che rispettano lo standard Matter garantiscono che i loro dispositivi siano compatibili con la smart home e i servizi vocali come Alexa di Amazon, Siri di Apple, Assistente di Google e altri. Gli utenti quindi non devono più prendere prodotti solo da un marchio (o spulciare nei manuali per sperare in una compatibilità), ma basta controllare che sia presente il bollino Matter per avere la certezza che funzionerà con i sistemi in possesso.

Ad esempio, potrete acquistare una lampadina smart supportata da Matter e configurarla con Apple Homekit, Google Assistant o Amazon Alexa, senza doversi preoccupare di niente altro.

Cos'è Thread

come funziona matter

Fonte: Thread

Prima abbiamo parlato di Thread come di un protocollo su cui si basa Matter per la connessione con dispositivi a bassa potenza. Ma cos'è Thread? 

Thread è un protocollo wireless aperto e royalty free di rete mesh a bassa potenza e bassa latenza basato su IPv6 per prodotti IoT. Simile al protocollo Zigbee, Thread funziona sullo stesso spettro a 2,4 GHz ed è progettato per gli stessi dispositivi a bassa potenza, come sensori, lampadine o prese, ma essendo basato su IPv6 può comunicare direttamente con Internet, mentre i dispositivi Zigbee richiedono un hub, spesso proprietario.

Questo consente di essere indipendente dall'applicazione, e offre ai produttori la flessibilità di scegliere uno (o più) livelli di app per connettere i dispositivi su più reti.

Massima flessibilità quindi, ma anche sicurezza e soprattutto grazie alla bassissima latenza può inviare e ricevere istantaneamente dati tra i dispositivi.

Le tecnologie su cui si basa Thread non sono innovative in sé, è sostanzialmente un hub collegato a più dispositivi attraverso sistemi di connessione wireless preesistenti. Nel suo caso però il router si chiama border router, e può essere più di uno (a differenza di Zigbee), in modo da creare un sistema ridondante a prova di possibili problemi nella rete. E come il Wi-Fi, con la sua vasta gamma di dispositivi, Thread è uno standard aperto non legato a un produttore specifico, il che riduce al minimo il rischio di incompatibilità.

I border router Thread hanno quindi solo bisogno di alimentazione continua e Wi-Fi, quindi possono essere qualsiasi cosa, da una lampadina a uno speaker, e tutti svolgono la medesima funzione.

Ma come si combina questo con Matter? I controller Matter si occupano dei dispositivi Wi-Fi ed Ethernet, ma essendo anche border router Thread possono comunicare con dispositivi Thread.

Queste sono le ragioni dell'ampia compatibilità e capacità di funzionare anche in assenza di connessione a Internet di Matter, e purtroppo anche il motivo per cui per essere compatibili con Matter i dispositivi non possono ricevere solo un aggiornamento, ma devono essere dotati dell'hardware compatibile con Thread.

Ma non dovete preoccuparvi, molti dei dispositivi esistenti di Apple, Eero, Google e Samsung dispongono di border router Thread, e quindi possono essere aggiornati a Matter, come stanno facendo Amazon, Google e Philips.

Differenze tra Matter e altri sistemi per la domotica

Ora che abbiamo parlato di Matter e Thread, dobbiamo capire cosa li rendono diversi dagli altri sistemi per la domotica. I dispositivi IoT esistono infatti da anni, ma non c'era uno standard universale unico, il che è stato una delle maggiori fonti di frustrazione per gli utenti.

Zigbee, Z-Wave, Samsung SmartThings, Wi-Fi HaLow, Insteon sono solo alcuni sistemi per la domotica nati negli anni e in molti casi ogni azienda si è dotata di una propria app proprietaria necessaria durante e dopo il processo di configurazione iniziale.

E maggiore era la varietà di marchi di dispositivi in vostro possesso, maggiore era il numero di app da installare e usare.

Non proprio smart per una smart home, no?

Abbiamo già parlato delle principali differenze tra Thread e Zigbee, ovvero il fatto che Thread sfrutta il protocollo IPv6, che non definisce livelli applicativi specifici, il che lo rende più flessibile, oltre ad avere un'autenticazione è più facile, non essendo centralizzata con messa in servizio basata sulla prossimità.

Ma è solo un esempio. La grande forza di Matter è che non si basa su una singola tecnologia e quindi, a differenza di Zigbee per esempio, non porterà a frammentazione e diventare obsoleta con il tempo, ma continuerà a evolversi e migliorare.

Man mano che dispositivi e scenari miglioreranno, si svilupperanno altri standard e piattaforme che (sperabilmente) si fonderanno con Matter. La sfida sarà di farli funzionare in concerto.

Come funziona Matter

come funziona matter

Fonte: Pixaboy

Matter è composto essenzialmente da due dispositivi: un controller e un border router Thread. Il controller Matter non è un hub specifico (come il bridge Philips), ma può essere un dispositivo qualunque, come un'app su smartphone, un assistente vocale controllato da uno smart speaker, un hub apposito.

La cosa importante è che gestisca le comunicazioni, il controllo, le automazioni e (eventualmente) l'accesso remoto, quindi dovrebbe essere sempre in casa, collegato alla rete elettrica e alla rete wireless della casa. 

Gli ultimi sistemi operativi Android e Apple integrano i controller Matter e tutti gli smart speaker e i dispositivi come Apple HomePod Mini, Apple TV 4K, speaker e smart display Amazon Echo o Google Nest Hub e Samsung Hub SmartThings sono potenzialmente controller Matter.

L'aggiunta di un dispositivo Matter alla smart home è molto semplice, indipendentemente dal dispositivo o dalla piattaforma, e Amazon ha introdotto nelle specifiche dello standard l'associazione "Frustration-Free", ovvero senza frustrazioni.

Per aggiungere i dispositivi Matter utilizza

  • codici di configurazione numerici 
  • codici QR 
  • Bluetooth Low Energy
  • NFC
  • rilevamento automatico

Tutto quello che dovete fare è aprire l'app del produttore del dispositivo o l'app della vostra piattaforma smart home, scansionare il codice QR, inserire manualmente il codice numerico scritto sul dispositivo o avvicinarlo per connetterlo tramite NFC e seguire le istruzioni.

Alcune piattaforme poi supporteranno il rilevamento automatico, quindi il telefono vedrà solo che c'è un dispositivo pronto per essere accoppiato e vi chiederà di aggiungerlo.

Una volta configurato il dispositivo in una piattaforma, potete aggiungerlo ad altre app e piattaforme utilizzando la funzione multi-amministratore di Matter, utilizzando un codice di accoppiamento.

È importante notare che i controller Matter non sono necessariamente dispositivi Matter. Molto probabilmente non si potrà controllare un Amazon Echo Show con Google Nest Hub Max o un frigorifero Samsung Family Hub con una Apple TV.

Come abbiamo spiegato sopra, i border router Thread sono inclusi nei dispositivi compatibili con Matter, quindi potranno essere gestiti dai controller Matter (a loro volta vorder router Thread).

Abbiamo capito come Matter migliorerà considerevolmente la gestione (e diffusione) della smart home e non dovrete effettuare nessuna installazione o fare niente di complicato. Matter non deve essere installato e quando comprate un prodotto smart compatibile dovrete solo collegarlo alla rete e associarlo al controller. 

L'obiettivo finale è creare un ecosistema in stile "imposta e dimentica" in cui i dispositivi IoT passano in secondo piano.

Supporto Matter

In apertura, abbiamo detto che le più grandi aziende tecnologiche come Apple, Google, Amazon e Samsung stiano lavorando insieme per rendere Matter un protocollo unificato per la domotica. Questo significa che i dispositivi Apple HomeKit, Amazon Alexa, Google Nest e Samsung SmartThings funzioneranno perfettamente insieme, solo per citare i più importanti.

Ma non solo.

Grazie a una funzionalità di Matter chiamata Multi-Admin, che consente di controllare gli stessi dispositivi Matter con più piattaforme, non dovete utilizzare per forza un'app dei brand di cui sopra, ma anche app di produttori minori che saranno abilitate a diventare controller Matter (TP_Link ad esempio ha già confermato che la sua app Tapo lo sarà).

E questo ci riporta alla chiusura del precedente paragrafo. Non solo Matter non si installa, ma non ha una sua app ufficiale, in quanto è la lingua che i dispositivi usano per parlarsi.

La certificazione Matter implica un processo piuttosto laborioso di test, che alcune aziende, come Samsung, avevano avviato prima del lancio ufficiale, ma essendo open source e royalty free, i produttori si stanno rivelando particolarmente entusiasti e il tasso d'adozione è stato oltre le aspettative, il che fa ben sperare per il futuro.

Vediamo come le maggiori piattaforme supportano Matter.

Matter e HomeKit

Apple ha affermato che tutte le API HomeKit esistenti funzioneranno con gli accessori Matter, oltre al fatto che Apple Home e Siri supportano lo standard. Per quanto riguarda i dispositivi, con iOS 16.1 e iPadOS 16.1, Apple ha aggiunto il supporto a Matter e fatto diventare controller i modelli 2021 e 2022 di

  • HomePod
  • HomePod Mini
  • Apple TV 4K

Mentre sul fronte border router Thread, troviamo i seguenti dispositivi:

  • HomePod Mini
  • Apple TV 4K Wi-Fi e Ethernet (2022) 
  • Apple TV 4K (2021)

Matter e Google

Google ha certificato Home per Matter e ha aggiornato i suoi speaker e smart display Nest in modo da farli diventare controller Matter:

  • Wi-Fi router: Nest Wifi Pro (Wi-Fi 6E)
  • Speaker: Google Home, Google Home Mini, Nest Mini, Nest Audio
  • Smart display: Nest Hub (1st gen), Nest Hub (2nd gen), Nest Hub Max

Da dicembre 2022, poi anche tutti gli smartphone Android possono essere controller, grazie all'ultimo aggiornamento.

I prodotti più recenti, come Nest Wi-Fi, Nest Wi-Fi Pro, Nest Hub Max e Nest Hub (2nd gen) sono dotati di Thread integrato, quindi sono anche border router

Matter e Alexa

Da dicembre 2022, 17 dispositivi Echo, inclusa tutta la gamma attuale, sono diventati controller Matter grazie a un aggiornamento.

  • Echo speaker (terza gen e nuovi)
  • Echo Dot (terza gen e nuovi)
  • Echo Dot con orologio (terza gen e nuovi)
  • Echo Studio
  • Echo Show 8 (seconda gen e nuovi)
  • Echo Show 10 (terza gen)
  • Echo Show 5 (seconda gen e nuovi)
  • Echo Input
  • Echo Flex
  • Echo Plus (v2)

Inizialmente supporteranno solo Matter-over-Wi-Fi e solo tre su delle prime tipologie di dispositivi Matter: prese smart, lampadine smart e interruttori smart.

A breve dovrebbe arrivare l'aggiornamento di Alexa per Android, mentre quella per iOS arriverà nel 2023.

Per quanto riguarda i border router Thread, Amazon aggiornerà lo speaker Echo di quarta all'inizio del 2023, mentre Echo Studio, Echo Show 10 ed Echo Plus, pur dotati dell'hardware, non sono ancora stati nominati.

Anche i router Eero possono essere border router Thread, e verranno aggiornati all'inizio del 2023.

  • Eero 5
  • Eero 6 Plus
  • Eero Beacon
  • Eero PoE Gateway
  • Eero PoE 6
  • Eero Pro 6
  • Eero Pro 6E
  • Eero Pro

Matter e SmartThings

Come gli altri big, anche Samsung ha avviato i lavori da tempo per aggiornare i suoi dispositivi a Matter. Per quanto riguarda i controller, il gigante coreano ha aggiornato gli hub

  • SmartThings v2
  • SmartThings v3

Mentre i border router Thread sono

  • Hub SmartThings v3
  • hub Aeotec SmartThings

Tutti gli smartphone e tablet Galaxy, le nuove smart TV e monitor e i frigoriferi Family Hub verranno aggiornati per supportare Matter-over-Wi-Fi.

Matter e la privacy

come funziona matter

La domotica è da tempo al centro delle preoccupazioni di esperti e utenti per quanto riguarda la sicurezza e la privacy. Dispositivi sempre connessi e in grado di controllare le nostre vite sono un potenziale pericolo, e il CSA ha messo in atto una serie di contromisure. 

Innanzitutto, il consorzio ha pubblicato una serie di principi chiave di sicurezza e privacy e afferma di utilizzare un approccio zero-trust sicuro per progettazione.

Inoltre per convalidare i dispositivi verrà usata un'infrastruttura a Chiave Pubblica che dovrebbe garantire che solo i dispositivi certificati verranno utilizzati con la piattaforma. 

Per quanto riguarda la raccolta e la condivisione dei dati, questa avverrà tra utente e produttore del dispositivo o il fornitore della piattaforma, ma saranno in essere protezioni della privacy, inclusa la riduzione al minimo della quantità di dati condivisi in qualsiasi interazione con Matter e la definizione dello scopo della condivisione dei dati quando richiesto.

Sarà sufficiente a garantire la sicurezza? Difficile dirlo. La forza di Matter, ovvero il controllo IP diretto che consente ai dispositivi di comunicare direttamente a Internet, è anche un possibile problema di sicurezza in quanto saranno più suscettibili agli hacker e ai malware. Ma Matter prevede anche il controllo locale, quindi il comando dal telefono o smart display non deve passare attraverso un server cloud, anche se ovviamente la maggioranza degli utenti manterranno il controllo da remoto.

In ogni caso il CSA afferma che l'approccio alla sicurezza di Matter è forte, agile (per affrontare l'evoluzione di tecnologie come i tipi di crittografia nel tempo) e proattivo, e che hanno adottato un approccio alla sicurezza resiliente piuttosto che orientato alla chiusura. Solo il futuro dirà se hanno ragione. 

Gli attuali dispositivi sono da cambiare?

Come abbiamo già detto, Matter è progettato per supportare dispositivi già presenti nelle nostre case e molti di questi sono già stati aggiornati o lo faranno a breve.

Matter 1.0, la prima versione dello standard, copre solo alcune categorie di dispositivi, come:

  • Lampadine e interruttori
  • Prese intelligenti
  • Serrature intelligenti
  • Sensori
  • Dispositivi multimediali compresi i televisori
  • Tendine smart
  • Controller della porta del garage
  • Termostati
  • Controller HVAC

Alcuni dispositivi funzioneranno dopo un aggiornamento, mentre altri non saranno mai compatibili. Non è possibile dare una risposta semplice, perché la varietà di dispositivi in commercio è piuttosto ampia.

Molti dispositivi che attualmente lavorano con Thread o Zigbee dovrebbero essere in grado di supportare Matter, ma non è detto che verranno aggiornati per farlo.

Per quanto riguarda Z-Wave, non ci sono segnalazioni di aggiornamenti in vista per Matter, in quanto sembra ci sia una notevole complessità tecnica e i produttori come Samsung devono controllare i dettagli tecnici per vedere se ciò sarebbe possibile. Nondimeno, la Z-Wave Alliance sta promuovendo soluzioni per collegare i dispositivi Z-Wave esistenti a Matter, ma niente è ancora ufficiale. Il consiglio è di mantenere l'hub attuale o di passare a SmartThings o Google Home per avere la compatibilità com Matter.

I dispositivi solo Bluetooth che non si basano su bridge non possono essere aggiornati per funzionare con Matter poiché Matter non supporta il Bluetooth ad eccezione della configurazione iniziale. I numerosi ritardi di Matter hanno causato anche alcuni problemi, perché diversi produttori, tra cui Nanoleaf, Belkin WeMo e Schlage, hanno venduto prodotti Thread che pensavano di aggiornare con il supporto a Matter, ma hanno poi scoperto che l'hardware non era in grado di gestire il requisiti software della versione finale.

Philips ha affermato che aggiornerà il suo Hue Bridge a Matter all'inizio del prossimo anno, mentre IKEA ha messo in vendita il nuovo hub Dirigera, compatibile con lo standard.

Le telecamere di sicurezza e i campanelli, gli aspirapolvere robot e altri dispositivi saranno probabilmente coperti da una specifica successiva.

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