Что такое протокол Matter и как он объединяет разные smart home устройства

Раньше интеграция умного дома могла вызывать сложности за счет включения устройств от разных производителей, что нередко приводило к плохой совместимости. С появлением универсального протокола Matter обустройство общей экосистемы перестало быть проблемой.

Больше не нужно проводить сложные манипуляции только для того, чтобы разные устройства могли хорошо «понимать» друг друга и слаженно взаимодействовать, ведь единый стандарт служит для них общим языком.

Если вы интересуетесь интеграцией умного дома в свое пространство, команда Majordo подготовила понятное объяснение о протоколе Matter: что это такое, какие преимущества он дает и чем отличается от других решений.

Что такое протокол Matter

Matter — это универсальный стандарт связи для устройств умного дома, в основе которого применена технология IP (Internet Protocol). Принцип этой технологии заключается в том, что каждое устройство имеет свой собственный адрес, а любые данные (например, команда) разбиваются на пакеты. Каждый пакет содержит адрес отправителя и получателя. После того как пакеты по сети доходят до адресата, они собираются обратно в исходные данные.

Эта концепция стала инновационным решением для устройств IoT, так как позволила построить прямую коммуникацию без сервисов-посредников, переработки данных в «облаках» и обустройства дополнительных хабов. Для всей экосистемы используется универсальный язык, общий для устройств разных производителей.

Протокол Matter был разработан в 2022 году объединением компаний Connectivity Standards Alliance (CSA, ранее Zigbee Alliance), в которое входят сотни брендов: от гигантов, таких как Apple, Google, Amazon, Samsung, IKEA, Philips, до совсем небольших представителей. Его главная миссия — простота использования, полная совместимость и безопасность.

Принцип работы протокола Matter

Базовая архитектура Matter выглядит следующим образом:

• Устройства (лампы, розетки, выключатели и т.д.): выполняют приказы и сообщают о своем состоянии («свет выключен», «дверь закрылась» и т.д.);
• Контроллер: выполняет функции руководителя и диспетчера — добавляет устройства в систему, координирует их работу, проверяет безопасность, запускает сценарии. В качестве контроллера может выступать приложение в смартфоне, центральный хаб или умная колонка;
• Технология IP: дорожная магистраль, по которой данные поступают от исполнителя к контроллеру и обратно, независимо от способа их подключения.

Для общения между собой устройства используют условный набор значений — кластеров. Это универсальное обозначение возможностей каждого устройства. То есть кластерами умной розетки будут: «включить», «выключить» и иногда «потребленная энергия». Кластеры лампы: «включить», «выключить», «яркость», «цвет» и т.д.

Если в старых протоколах функционал устройств назывался по-разному, что усложняло совместимость, то в Matter они стандартизированы. С помощью кластеров протокол может сразу понять, с устройством какого типа имеет дело, и работать с ним независимо от производителя и модели.

Способы передачи данных протокола Matter

Сам по себе Matter не выполняет функции передатчика и не способен стать заменой Wi‑Fi или Bluetooth — он работает поверх сети. Для передачи данных используются следующие виды технологий:

• Wi-Fi — для устройств с высоким уровнем потребления энергии, обрабатывающих большие объемы данных (умные розетки, камеры, телевизоры);
• Ethernet — для стационарных устройств, подключенных к сети кабелем;
• Thread — энергоэффективная mesh-сеть, в которой каждое устройство выполняет функцию ретранслятора и передает сигнал. Это позволяет расширять сеть и сохранять ее, даже когда хаб отключен. Для подключения к интернету необходим специальный узел — Border Router (Пограничный маршрутизатор). В роли Border Router обычно выступают умные колонки, дисплеи, маршрутизаторы и хабы.

Matter объединяет эти технологии в одну логическую сеть, которая может работать одновременно несколькими способами, что не только способствует более стабильному сигналу, но и расширяет возможности для более сложных сценариев.

Локальное управление системой

Одна из самых сильных сторон Matter, благодаря которой умный дом становится независимым от серверов, — сигнал направляется напрямую с контроллера на IP-адрес устройства через роутер и не выходит за пределы квартиры или дома.

У локального управления есть ряд весомых преимуществ, которые выглядят следующим образом:

• Скорость — так как без необходимости путешествовать в «облако» и обратно путь сигнала сокращается, исчезает и задержка при выполнении команд;
• Независимость от интернета — даже если по какой-то причине пропал интернет, сценарии автоматизаций продолжат работать;
• Безопасность и приватность — так как данные остаются в доме и не уходят на серверы, сильно уменьшается риск утечки;
• Энергоэффективность — устройствам не нужно тратить часть заряда на поддержание связи с «облаком».

Облачные сервисы все же частично используются в системе для дистанционного управления, голосовых ассистентов и обновления прошивки.

Локальное управление обеспечивает больший контроль, ведь умный дом не зависит от стабильности работы серверов, не обновляется принудительно, может подключаться к сторонним системам управления (что существенно расширяет функционал) и оставляет личные данные конфиденциальными.

Мультисистемное управление

Мультисистемность — одна из ключевых идей Matter, благодаря которой система становится максимально гибкой. Она позволяет не оставаться в жестких рамках одной экосистемы и дает возможность управлять одним и тем же устройством через несколько систем одновременно. У этого принципа есть следующие преимущества:

• Свобода выбора — можно управлять умным домом с телефонов с разными операционными системами (больше не надо выбирать iOS или Android) и с помощью разных голосовых ассистентов;
• Гибкость — возможность одновременно использовать устройства из разных экосистем, выбирая лучший функционал, а не бренд;
• Надежность — в случае, если одна система «упала» или обновляется, можно осуществлять управление из другой;
• Приватность — можно выбрать, в какой системе хранить личные данные.

На практике это работает следующим образом: новое устройство добавляется в одну систему, там для него генерируется специальный «код доступа», который вводится во вторую систему — теперь можно управлять одним устройством из двух приложений одновременно.

Уникальный цифровой сертификат устройств

В контексте Matter — это своеобразный паспорт устройства, гарантирующий его оригинальность и безопасность. Это криптографический ключ, подтверждающий, что устройство прошло сертификацию Connectivity Standards Alliance (CSA). При подключении контроллер сканирует сертификат и допускает устройство в систему, только если сертификат подлинный.

Для чего эта технология нужна пользователю:

• Защита от подделок — ненастоящее устройство не подключится к системе;
• Безопасное подключение — когда устройство добавляется в систему, создается защищенный канал связи, использующий шифрование;
• Отсутствие паролей — не надо ничего запоминать и вводить, для общения используется обмен сертификатов;
• Приватность — для подключения не используются никакие личные данные, только сертификаты.

Уникальный цифровой сертификат — основа безопасности стандарта Matter, ведь он полностью устраняет человеческий фактор, заменяя его математическим алгоритмом, и превращает умный дом в защищенную экосистему, состоящую только из проверенных устройств.

Преимущества и недостатки протокола Matter

Протокол Matter сделал огромный шаг вперед для развития индустрии, существенно подняв уровень комфорта и удобства управления, но технология имеет как сильные, так и слабые стороны. Вот как выглядят преимущества стандарта:

• Совместимость разных брендов: больше не надо подбирать экосистему из устройств только одного бренда — теперь умная лампа от Apple абсолютно комфортно чувствует себя в одной системе с розеткой от Google;
• Простая настройка: подключение стандартизировано и не требует ввода паролей или ручной настройки — нужно просто отсканировать QR-код для того, чтобы система добавила устройство;
• Локальная работа: сигнал идет напрямую, минуя серверы, поэтому отклик системы мгновенный, уровень приватности выше, а большинство автоматизаций способно работать без интернета;
• Mesh-сеть: сигнал передается от устройства к устройству, что делает сеть более надежной и гибкой и позволяет легко ее масштабировать;
• Совместное управление: благодаря технологии Multi-Admin системой можно управлять из разных приложений и операционных систем одновременно;
• Безопасность: уникальный сертификат, предоставляемый каждому устройству, предотвращает использование подделок и гарантирует шифрование данных.

Несмотря на действительно впечатляющие преимущества, у протокола Matter есть и определенные недостатки:

• Не все типы устройств поддерживаются: пока категории устройств, которые поддерживает стандарт, довольно ограничены, туда не входят умные замки, кухонная техника, камеры, умные пылесосы и другие сложные девайсы;
• Отсутствие поддержки для старых устройств: система неохотно работает с устройствами, выпущенными примерно до 2022 года, не делает для них обновлений и требует специальные шлюзы для подключения. Поэтому в основном она рассчитана на новые девайсы;
• Необходимость иметь Thread-роутер: для работы некоторых устройств и обустройства mesh-сети обычного подключения к Wi-Fi будет недостаточно — понадобится Thread Border Router. У многих пользователей такая настройка вызывает сложности;
• Ограниченный функционал: стандартизированное управление приводит к потере уникальных функций, которые остаются только в родном приложении производителя.

Стандарт еще молод и очень активно развивается, у него есть как очень сильные крутые «фишки», так и уязвимые моменты, но он уже однозначно изменил глобальный подход к технологии умного дома.

Заключение

Протокол Matter сделал использование технологий умного дома гораздо более удобным, интуитивно понятным, быстрым и безопасным. С помощью этого универсального переводчика стала возможной совместная работа устройств от разных производителей, исчезла необходимость в сложной настройке, а подключить поддельный девайс стало невозможно благодаря сертификации.

Команда Majordo возьмет на себя все этапы интеграции умного дома, в том числе и обустройство системы. Вам не нужно будет самостоятельно подбирать Thread Border Router и подключать mesh-сеть. Пользуйтесь готовой системой на основе протокола Matter с максимальным комфортом и безопасностью!