Von Lewin Hubert | 05. Oktober 2022, 17:07 Uhr

Der Ende 2022 angekündigte „Matter“-Verbindungsstandard soll das Internet-of-Things (IoT) revolutionieren. Um die Vereinheitlichung von Industrie-Standards zu erreichen, kooperrieren über 400 Unternehmen in der Connectivity Standard Alliance (CSA) – darunter auch Apple und Google.

Der neue „Matter“-Verbindungsstandard soll grundlegende Probleme der Hersteller und Nutzer von Smart-Home-Geräten lösen. Bisher haben intelligente Lautsprecher, smarte Überwachungskameras, Lampen oder Thermostate alle eines gemeinsam: Sie müssen mit dem Internet verbunden sein, um mit einer App gesteuert zu werden. Jedes Produkt greift für die Kommunikation auf verschiedene Funktechnologien wie Zigbee, Z-Wave, Insteon, Bluetooth, Wi-Fi oder HomeKit zurück, die in der Regel aber nicht kompatibel sind. Verbraucher können bei so vielen Verbindungsmöglichkeiten den Überblick verlieren.

Ab sofort ist „Matter“ in der Version 1.0 verfügbar. Google und Apple haben den Standard bereits in die aktuellen Versionen ihrer Smartphone-Betriebssysteme integriert. Einige Hersteller von Smart-Home-Geräten – etwa Philips und Ikea – haben bereits kompatible Geräte angekündigt. Unter anderem der neue Smart-Home-Hub Dirigera von Ikea unterstützt bereits „Matter“.

Ziel ist es, einen gemeinsamen, herstellerübergreifenden Verbindungsstandard von Smart-Home-Geräten zu schaffen. Denn „Matter“ ermöglicht die Kommunikation über die Grenzen einzelner Smart-Home-Funktechnologien hinaus und bildet ein eigenes Ökosystem. Dadurch sollen sich Smart-Home-Geräte wie Lampen, Thermostate, Sensoren oder Steckdosen auch dann koppeln lassen, wenn sie eigentlich unterschiedliche Standards nutzen.

Auf der IFA 2022 kündigte das Unternehmen AVM an, seine Fritzbox-Modelle ab 2023 „Matter“-kompatibel auszuliefern. Die Fritzbox könnte dann als Brücke für angemeldete Smart-Home-Geräte dienen, um über den gemeinsamen „Matter“-Standard lokal erreichbar zu sein. Alle Geräte, unabhängig vom eigentlich genutzten Smart-Home-Hersteller, sind damit im lokalen Netzwerk steuerbar. Apples HomeKit konnte schon vorher lokal kommunizieren, ohne Umwege über das Internet zu nehmen. Auch Google, Amazon und Samsung wollen künftig die lokale Kommunikation ermöglichen.

Der neue „Matter“-Verbindungsstandard kann somit über die lokale Netzwerkverbindung laufen, eine ständige Internetverbindung ist nicht mehr zwangsläufig nötig, um die Smart-Home-Geräte zu steuern.

Aber eine Ausnahme gibt es. Die Steuerung ohne Internetverbindung ist mithilfe von „Matter“ zunächst nur für Eingaben über eine Smartphone-App oder über ein Smart-Display möglich. Die Sprachsteuerung per Amazon Alexa, Siri, Google Home funktioniert weiterhin nur, wenn das Gerät mit der jeweiligen Hersteller-Cloud verbunden ist.

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Die Vorteile von „Matter“ als gemeinsamer Verbindungsstandard bestehen sowohl für Kunden als auch für Hersteller. Wenn sich die Interoperabilität von Steuerungssystemen der Hersteller und der verwendeten Funkstandards zur Kommunikation zwischen den Geräten verbessert, ist eine systemübergreifende Nutzung möglich. Lampen lassen sich beispielsweise sowohl mit Apple HomeKit als auch mit Samsung SmartThings ansteuern. Gleichzeitig tauchen die Geräte nicht nur in den herstellereigenen Apps, sondern auch in denen anderer Anbieter auf und können dort gesteuert werden.

Das Konzept eines vernetzten Zuhauses mit Smart-Home-Geräten ist in vielen Haushalten bereits Realität. Dazu kommen noch andere Geräte des Internet-of-Things (IoT), die in Industrie und Unternehmen Einsatz sind. Heutzutage sind schätzungsweise 13 Milliarden IoT-Geräte im Umlauf. Die Verbindung mit Smartphone oder Tablets findet normalerweise über WiFi oder Bluetooth statt. Wichtige Anwendungsmöglichkeiten sind das Steuern von Temperatur, Licht oder auch von intelligenten Haustürschlössern und Sicherheitskameras. Doch mit dem Einzug der vernetzten Technologien in unser Leben Einzug hat sich auch die Gefahr durch Cyberattacken oder Fehlfunktionen durch Fernzugriffe erhöht. So gibt es immer wieder Störungen durch DDoS-Angriffe (Distributed Denial of Service – die Überlastung eines Dienstes durch übermässige Zugriffe) oder Diebstahl und Missbrauch von Datensammlungen intelligenter Geräte.

Schon in der Lieferkette können die Geräte zahlreichen Angriffen durch Malware ausgesetzt sein. Auch vom Hersteller nicht autorisierte, bösartige Software-Updates sind ein Problem. Für „Matter“ hingegen sollen die Hersteller eine Geräteidentität bereitstellen. Dadurch ist sichergestellt, dass nur geprüfte Soft- und Hardware von vertrauenswürdigen Firmen in den Umlauf kommt.

Nur verifizierte „Matter“-kompatible-Geräte können sich dann mit dem Netzwerk verbinden. Um welches Gerät es sich handelt, wird in Registern gespeichert. Zu jedem Gerät sind Name des Unternehmens, Identifikationsnummer (Vendor ID), eine Liste mit Stammzertifikaten und Informationen zur aktuellen Software-Version verfügbar.

„Matter“ will die Kommunikation unter den Geräten verbessern. Genau genommen ist „Matter“ ein einheitliches, IP-basiertes Verbindungsprotokoll, dass auf bewährte Funktechnologien zurückgreift. Dazu wird ein Internet-Protokoll verwendet, das auf Netzwerkprotokoll IPv6 basiert, bei dem sich die Geräte untereinander selbstständig vernetzen können. Wichtig dabei ist, dass „Matter“ weiterhin auf bestehende Funkstandards setzt. Es funktioniert sowohl über WiFi und Ethernet als auch Bluetooth.

Ohne einen dominanten Verbindungsstandard wie „Matter“ gibt es immer mehr uneinheitliche inkompatible Netzwerke. Jeder Standard hat dann ein eigenes einzigartiges Anwendungsprotokoll, was zu einer inkonsistenten Benutzererfahrung und Fragmentierung führt. Ein Internetprotokoll dagegen ist auf Interoperabilität ausgelegt. Sie sind ein altbewährtes hierarchisches Schichtmodell, wobei jede Ebene eines Protokolls die darunterliegende Ebene abstrahiert. Über die IP können sich die Geräte gegenseitig eindeutig identifizieren und untereinander selbstständig ansteuern.

Das Problem mit der Internet-Protokoll-Technologie war bislang, dass sie mehr Strom verbraucht. Deshalb war sie meist größeren Geräten vorbehalten. Kleine Geräte, die zum Teil eine Batterie jahrelang verwenden, benutzten energiesparende Mesh-Netzwerke wie Zigbee oder Z-Wave. Diese Protokolle können sich auch ohne Netzwerk untereinander verbinden, ähnlich wie das von „Matter“ verwendete IP-Protokoll „Thread“. Auch Bluetooth und Insteon sind als energieeffiziente (non-IP) Anwendungsprotokolle für Geräte geeignet, die nicht viel Energie verbrauchen dürfen.

Mit dem „Matter“-Standard sollen Vorteile verschiedener Funkstandards nutzbar sein, in denen Datenpakete auf verschiedene Art und Weise versendet werden. Das Transmission Control Protocol (TCP) und das User Datagram Protocol (UDP) sind beides Kommunikationsprotokolle, die mit IP-basierten Netzwerken arbeiten. Während TCP mehr Ressourcen verbraucht und langsamer ist, bringt die Datenpakete zuverlässiger ans Ziel. Das UDP dagegen ist schneller und Ressourcen schonender, die Datenpakete kommen aber nicht immer zuverlässig an. UDP wird bevorzugt für Spiele, Live-Übertragungen und Voice-ove-IP verwendet.

Das Internet-Protokoll-Version-6 (IPv6) arbeitet paketorientiert in einem Netzwerk, um Daten zu übertragen. Ein großer Vorteil von IPv6 besteht in der bereits erwähnten zustandslosen Autokonfiguration, die es Geräten ermöglicht, sich selbst IP-Adressen zuzuweisen. Es ist somit kein Server für die Verbindung von Geräten notwendig. Die Internet-Protokolle ermöglichen somit die Verwendung einer Vielzahl von Funkstandards, wie WiFi, Thread oder Bluetooth-Low-Energy.

In der CSA sind die größten Konzerne der Welt vertreten. Wichtige Unterstützer und Gerätehersteller des „Matter-Standards“ sind folgende Unternehmen: