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Cos’è e come funziona il sovra-standard “Matter” (over-Thread e over-Wi-Fi)
Componenti, Formazione, Matter, Standard

Cos’è e come funziona il sovra-standard “Matter” (over-Thread e over-Wi-Fi)

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Produttore: Connectivity Standard Alliance
Disponibilità: attuale
Categoria: sovra-standard
Tipologia: interconnessione, integrazione e interfacciamento

Matter logo

Matter (inizialmente conosciuto come “Project CHIP“) è un sovra-standard di integrazione concepito per domotica personale basato sostanzialmente sull’uso combinato degli standard Wi-Fi (o Ethernet), Thread e (a margine) Bluetooth.

Matter viene utilizzato sostanzialmente per il “commissionamento” (l’associazione, l’integrazione) facile e standardizzata dei propri accessori per la smart home (attuatori, sensori, dispositivi vari eccetera) presso la propra domotica personale. In pratica, se con altri standard e sovra-standard, l’associazione delle componenti agli ecosistemi di riferimento era laboriosa e talvolta complicata, con Matter si agevola e semplifica di molto il processo, oltre a standardizzare la natura stessa degli oggetti integrabili.

Inoltre, Matter garantisce l’interoperabilità: mentre standard come per esempio ZigBee vincolano gli accessori all’appartenimento a una e una sola rete wireless ZigBee, i componenti basati su Matter possono “parlare” tra loro, siano essi basati su Thread che su Wi-Fi/Ethernet. Nella pratica, un componente compatibile Matter può essere integrato contemporaneamente con più ecosistemi compatibili Matter presenti in casa (Amazon Alexa, Google NEST eccetera), nonché un qualsiasi HUB personale che supporti tale sovra-standard.

Soggiacenti allo standard Matter (motivo per cui si tratta di un “sovra-standard”) stanno sostanzialmente due ulteriori standard, LAN (Ethernet/Wi-Fi) e Thread, i quali vengono utilizzati come strato di trasporto. Un terzo standard hardware, Bluetooth, è incluso ma utilizzato per la sola fase di prima associazione (“commissioning“); i protocolli di rete tra Matter e questi due standard sono TCP/UDP via IPv6.

Matter - Stack

N.b. Ad oggi Matter dal punto di vista wardware supporta “solo” Wi-Fi, Thread e Bluetooth, ma in campo puramente teorico nulla vieterebbe alla Connectivity Standard Alliance, in futuro, di mettere sotto il suo cappello anche altri standard come ZigBee, Z-Wave e altro. Esistono infatti già dei BRIDGE/Gateway e degli HUB che consentono di canalizzare le comunicazioni per esempio ZigBee su Matter, come nel caso di Sonoff ZigBee Bridge Ultra e Aqara HUB M3.

Comunque sia, Matter è un oggetto open che, nel tempo, subisce e subirà una serie di evoluzioni.

Matter over-Thread

Thread è uno standard wireless per smart device a se stante, inizialmente di scarso successo malgrado il suo valore e le sue evoluzioni, che vive però una nuova primavera grazie all’adozione sotto il cappello di Matter.

Thread si basa su protocollo 802.15.4, analogamente allo standard ZigBee. Come quest’ultimo, Thread è un protocollo di rete mesh, il che significa (semplificando) che tutti i dispositivi di una rete di questo tipo possono parlare tra loro e più elementi fungono da repeater, consentendo così ampliare automaticamente la rete in termini di copertura radio. I componenti Thread possono essere alimentati a lungo via batteria, in quanto minimamente energivori.

Una rete Thread prevede almeno un BRIDGE/Gatway Thread↔︎LAN (chiamato “router di frontiera” o “di confine“) che funga da ponte tra i dati IP dai dispositivi Thread e la rete LAN e Internet stessa, oltra a definire la rete Thread stessa. Ci si può dotare di un proprio router di confine dotandosi di OpenThread Border Router o/e acquistando e posizionando sulla propria rete delle soluzioni di mercato.

Come si nota dallo schema a seguire, sono presenti in questo esempio due router di frontiera, così da non avere single-point-of-failure nella comunicazione Thread-IP (se non quello rappresentato dal router Wi-Fi in sé).

Thread Matter - schema

Matter over-Wi-Fi

Matter prevede, oltre alle comunicazione over-Thread, anche comunicazioni over-Wi-Fi. Questo significa che, con semplici aggiornamenti dei firmware di larga parte dei componenti Wi-FI presenti e futuri, praticamente qualsiasi produttore può aderire allo standard Matter e far sì che i vari router di frontiera dell’utenza, attestati sulla stessa LAN di un componenet Matter over-Wi-Fi, possano controllarli. In realtà sarebbe più corretto chiamarlo Matter over-LAN, dato che anche componenti cablati via Ethernet possono usufruire dello standard.

Questa pratica è talmente elementare che anche singoli utenti finali possono sperimentare in proprio la creazione di un componente Matter over-Wi-Fi: in occasione di questo workshop, per esempio, si è visto come realizzare in proprio una configurazione di questo tipo tramite semplici board ESP32-C3-DevKitM-1.

Project CHIP - Topologia di rete

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