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Smarthome-Funknetzwerk

Matter – zwischen Anspruch und Wirklichkeit

21. Oktober 2024, 6:00 Uhr | Von Klaus Dembowski

Der Verbindungsstandard Matter ist angetreten, um die Smarthome-Vernetzung zu vereinheitlichen und zu vereinfachen. Obwohl seit circa zwei Jahren für Matter geworben wird, ist das Angebot von Geräten und Informationen unbefriedigend. Wird Matter noch eine zentrale Rolle im Smarthome spielen?

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Entgegen der Beteuerungen der Matter-Initiatoren – Apple, Amazon, Google, Samsung – sowie Anbietern von Matter-fähigen Endgeräten und der CSA (Connectivity Standard Alliance) mit über 400 Mitgliedern, scheint Matter für den Anwender noch nicht in Schwung gekommen zu sein. Dies mag zunächst daran liegen, dass es nach wie vor nicht einfach zu erkennen ist, welche Geräte den Verbindungsstandard Matter überhaupt unterstützen, denn das versprochene Logo zur Kennzeichnung ist nicht bei allen geeigneten Geräten zu finden. Selbst aus den Gerätebeschreibungen renommierter Hersteller wie Google, Samsung oder Bosch wird nicht immer deutlich, ob nur die jeweils etablierte eigene Technik oder aber auch Matter unterstützt wird. Im Internet werden zwar Listen mit Matter-kompatiblen Geräten geführt [1], die aber nicht wirklich hilfreich sind. Sie können weder umfassend noch aktuell sein, und die Links verweisen zudem nicht zu den angeführten Geräten, sondern meist auf (irgend)eine Seite des jeweiligen Herstellers.

Im Grunde genommen erfordert Matter lediglich zusätzliche Software auf der Schicht 7 des OSI-Modells (OSI, Open Systems Interconnection). Üblicherweise ist in den Endgeräten nicht ausschließlich Matter – BLE mit WLAN oder Thread – implementiert, sondern auch die eigene (bevorzugte) Technik des jeweiligen Herstellers, die quasi die Basis für Matter bildet, was meist WLAN entspricht und wofür der Hersteller eine eigene Smartphone-App zur Verfügung stellt.

Beim Einsatz von mehreren Geräten unterschiedlicher Hersteller führt das dann zu dem beklagenswerten Durcheinander von Techniken und Apps und zu Sicherheitsbedenken, weil auch nicht ersichtlich ist, welche Daten eigentlich von den Apps im Smarthome abgegriffen und wohin sie übertragen werden, was mit Matter der Vergangenheit angehören sollte. Hier sollte es lediglich einen einzigen Account für das Smarthome – eine Cloud – beim Hersteller der jeweiligen Matter-Zentrale geben.

Als wichtiges Sicherheitskriterium wird von der CSA angeführt, dass ein Matter-Netzwerk nach dem Commissioning [2] vom Internet unabhängig ist und deshalb ohne jedwede Verbindung nach außen autark funktioniert. Im heimischen Netzwerk muss ein Matter-kompatibles Gerät demnach für Apps und Smarthome-Steuerzentralen ohne Umweg über das Internet erreichbar sein. Die Kommunikation muss also rein lokal zwischen Smartphone, Hub und Endgerät stattfinden (können). Obwohl die Hersteller dies allgemein versprechen, ist aus den Gerätebeschreibungen leider nicht ersichtlich, ob dies tatsächlich der Fall ist. Bei sprachgesteuerten Matter-Zentralen mit Amazon Alexa, Google Assistant oder Siri beim Apple Home Kit ist es eigentlich offensichtlich, dass sie eben nicht ohne eine Internet-Verbindung funktionieren.

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Netzwerkkopplungseinheiten nach dem OSI-Schichtenmodell
Repeater: Signalverstärker, Signalumsetzer oder auch Medienkonverter, der gleichartige Netze über die OSI-Schicht 1 miteinander verbindet. Hub: Traditionell auch als Konzentrator oder Sternverteiler bezeichnet, der im Prinzip wie ein Repeater arbeitet und ein Eingangssignal auf mehrere Ports aufteilt, was auf der OSI-Schicht 2 stattfindet. Switch: Arbeitet wie ein Hub auf der OSI-Schicht 2 und stellt jedem Teilnehmer die vollständige Datenübertragungsrate zur Verfügung. Bridge: Arbeitet selektiv auf der OSI-Schicht 2 anhand einer Filterfunktion, die dafür sorgt, dass nur diejenigen Signale in ein Segment übertragen werden, in dem sich die adressierten Teilnehmer befinden. Eine Bridge eignet sich durch die Verarbeitung der MAC-Geräteadressen somit für die Aufteilung eines LANs in einzelne Netzwerksegmente. Router: Router arbeiten auf der OSI-Schicht 3, sodass sich die Schichten 1 und 2 der zu koppelnden Netze voneinander unterscheiden können. Router sind üblicherweise für die Kopplung von Netzen, z. B. xDSL–Ethernet, ausgelegt, um etwa ein lokales Netzwerk mit dem Internet zu verbinden. Gateway: Dient der Kopplung unterschiedlicher Netze über die OSI-Schicht 3. Ein Gateway funktioniert im Prinzip wie ein Router mit der Fähigkeit, zusätzlich Codes und Protokolle umsetzen zu können, wie es etwa für die Übersetzung der Zigbee- oder Z-Wave-Protokolle in das Internet Protokoll (IP) für Matter notwendig ist.

Netzwerkkopplungseinheiten nach dem OSI-Schichtenmodell

Repeater: Signalverstärker, Signalumsetzer oder auch Medienkonverter, der gleichartige Netze über die OSI-Schicht 1 miteinander verbindet.
Hub: Traditionell auch als Konzentrator oder Sternverteiler bezeichnet, der im Prinzip wie ein Repeater arbeitet und ein Eingangssignal auf mehrere Ports aufteilt, was auf der OSI-Schicht 2 stattfindet.
Switch: Arbeitet wie ein Hub auf der OSI-Schicht 2 und stellt jedem Teilnehmer die vollständige Datenübertragungsrate zur Verfügung.
Bridge: Arbeitet selektiv auf der OSI-Schicht 2 anhand einer Filterfunktion, die dafür sorgt, dass nur diejenigen Signale in ein Segment übertragen werden, in dem sich die adressierten Teilnehmer befinden. Eine Bridge eignet sich durch die Verarbeitung der MAC-Geräteadressen somit für die Aufteilung eines LANs in einzelne Netzwerksegmente.
Router: Router arbeiten auf der OSI-Schicht 3, sodass sich die Schichten 1 und 2 der zu koppelnden Netze voneinander unterscheiden können. Router sind üblicherweise für die Kopplung von Netzen, z. B. xDSL–Ethernet, ausgelegt, um etwa ein lokales Netzwerk mit dem Internet zu verbinden.
Gateway: Dient der Kopplung unterschiedlicher Netze über die OSI-Schicht 3. Ein Gateway funktioniert im Prinzip wie ein Router mit der Fähigkeit, zusätzlich Codes und Protokolle umsetzen zu können, wie es etwa für die Übersetzung der Zigbee- oder Z-Wave-Protokolle in das Internet Protokoll (IP) für Matter notwendig ist.

Die Matter-Zentrale

Im Gegensatz zu einigen anderen Smarthome-Systemen ist grundsätzlich ein so genannter Matter Hub [2] notwendig, der einen Router für Wi-Fi (WLAN) und üblicherweise auch Thread beinhaltet und als Matter-Zentrale fungiert.

Der ebenfalls notwendige Matter Controller wird meist von einem Smartphone mit der passenden App gebildet und sendet IPv6-Pakete zum besagten Matter Hub, der diese in entsprechende WiFi- und Thread-Pakete konvertiert und zum jeweiligen Endgerät transportiert (Bild 1).

Einige Hersteller bezeichnen den Matter Hub auch als Matter Controller oder als Matter Router, was zu Verwirrungen führt. Ebenfalls missverständlich ist, dass Funkprotokolle, die keinen IP-Transport bieten, wie beispielsweise Zigbee oder Z-Wave, über sogenannte »Matter Bridges« in die Matter-Infrastruktur eingebunden werden können. Laut Definition der Open Systems Interconnection (OSI) sind dies jedoch keine Bridges, sondern Gateways. Im Info-Kasten »Netzwerkkopplungseinheiten nach dem OSI-Schichten-modell« sind die verschiedenen Bezeichnungen erläutert.

Ohne eine Matter-Zentrale (Matter Hub) ist kein Matter-Netzwerk möglich (Bild 1), sie bildet quasi die Matter-Plattform, typischerweise mit einem Gerät von Amazon, Apple, Google, Samsung oder auch Bosch, und kommuniziert mit der dazugehörigen App auf dem Smartphone.

In der Tabelle sind Matter-fähige Geräte der bekanntesten Hersteller aufgeführt, die als Matter-Zentralen arbeiten können. Am preisgünstigsten sind Smart Speaker, die über kein Display verfügen. Für die Einrichtung von Matter-Geräten von Apple (Home Kit) wird ein iPhone benötigt, mit anderen Geräten – auch mit einem Apple iMac – funktioniert es nicht. Die Google-Home-Software verlangt hingegen lediglich Android-Version 6.0, und es gibt sie auch für iOS.

Bei der Suche im Internet nach einem Matter Hub wird auch der Matter Smarthome Hub M1 mit Matter-Logo von der chinesischen Firma Tya angezeigt – 53 Euro bei Amazon. Das Unternehmen verkauft seine Produkte unter Markennamen wie Benexmart, Calex oder Woox sogar in Baumärkten. Auch wenn die Firma Tya Mitglied in der CSA ist, erweckt die Gerätebeschreibung zum Matter Hub kein Vertrauen, insbesondere weil der Funktionsumfang und die »Kontaktfreudigkeit ins Internet« überhaupt nicht deutlich werden. Von derartig schlecht dokumentierten Matter-Geräten – vorwiegend aus China – wimmelt es geradezu am Markt, was der Akzeptanz dieser Technik sicher nicht förderlich ist.

Zu beachten ist, dass das Low-Power-Funksystem Thread nicht von allen – meist älteren – Hubs, die erst über ein Update Matter-fähig geworden sind, unterstützt wird, sondern lediglich WLAN, wie es beispielsweise bei einigen Echo-Modellen von Amazon der Fall ist. Deshalb ist es wichtig, vor dem Kauf zu verifizieren, welcher Funkstandard unterstützt wird. Allein die Aussage, dass ein Gerät Matter-kompatibel ist, reicht nicht aus.

Samsung Smart Things

Smart Things ist ein System von Samsung, das mit Ethernet, WLAN, Zigbee sowie Z-Wave arbeiten kann, sodass es mittlerweile eine Vielzahl von verschiedenen Sensoren und Aktoren hierfür gibt. Ab der Version 3 von Smart Things werden auch Thread und Matter unterstützt. Samsung selbst bietet aktuell keine Matter Hubs mehr an, stattdessen ist der Smart Things Home Hub V3 der Firma Aeotec für circa 120 Euro erhältlich.

Bosch Smart Home

Für das Smarthome-System von Bosch gibt es fast jede erdenkliche Einheit wie beispielsweise auch Rauch- und Wassermelder, Alarmanlagen, Beleuchtungs- und Rollladensteuerungen, Thermostate, Türschlösser und Kameras. Es basiert im Wesentlichen auf Zigbee und hat sich als verlässliches und sicheres System mit Vor-Ort-Fachpartnern etabliert.

Für den Smart Home Controller II (ca. 75 Euro) gibt es seit Juni 2024 das lang angekündigte Update für Matter. Die bereits vorhandenen Smart- home-Endgeräte werden dadurch jedoch nicht Matter-fähig, sondern kommunizieren weiterhin über das bisherige Protokoll mit dem Controller.