Matter und Thread: warum Geräte endlich dieselbe Sprache sprechen sollen

Wer ein vernetztes Zuhause aufbaut, stößt schnell auf ein altes Problem: Die Leuchte des einen Herstellers versteht nur die App des eigenen Hauses, der Heizkörperregler braucht eine eigene Basisstation, und der Sprachassistent kennt nur einen Teil der Geräte. Jahrelang konkurrierten Funkstandards wie Zigbee, Z-Wave, WLAN und Bluetooth, dazu kamen geschlossene Plattformen der großen Technologiekonzerne. Für Nutzerinnen und Nutzer bedeutete das: viele Apps, viele Hubs und die ständige Frage, ob ein neues Gerät mit dem Bestand zusammenarbeitet.

Matter ist der Versuch, diese Zersplitterung auf der Ebene der Anwendung zu überwinden. Der Standard wird von der Connectivity Standards Alliance gepflegt, einer Industrievereinigung, die früher als Zigbee Alliance bekannt war. Angestoßen wurde das Vorhaben Ende 2019 unter dem Arbeitstitel "Project CHIP" gemeinsam mit mehreren großen Plattformanbietern. Die erste Version der Spezifikation erschien im Herbst 2022.

Was Matter technisch festlegt

Matter ist kein neues Funkverfahren, sondern eine gemeinsame Sprache, die über bestehende IP-Netze gesprochen wird. Geräte kommunizieren über WLAN, Ethernet oder Thread. Bluetooth Low Energy wird nur für die Ersteinrichtung genutzt, also für den Moment, in dem ein neues Gerät per QR-Code oder Zahlencode in das Heimnetz aufgenommen wird.

Kern des Standards ist ein Datenmodell. Jedes Gerät beschreibt sich als Sammlung sogenannter Cluster: ein Cluster für Ein und Aus, einer für Helligkeit, einer für Farbtemperatur, einer für Temperaturmessung und so weiter. Jeder Cluster hat festgelegte Attribute und Befehle. Eine Steuerzentrale muss deshalb nicht wissen, von welchem Hersteller eine Lampe stammt; sie muss nur verstehen, dass das Gerät den Cluster für Helligkeit anbietet.

Zwei weitere Eigenschaften sind für den Alltag wichtig:

• Lokale Steuerung: Matter-Befehle laufen im Heimnetz. Ein Lichtschalter funktioniert auch dann, wenn die Internetverbindung ausfällt oder ein Cloud-Dienst abgeschaltet wird.
• Mehrere Verwalter: Ein Gerät kann gleichzeitig in mehreren Ökosystemen eingebunden sein, etwa in der App eines Smartphone-Herstellers und in einer lokalen Hausautomation. Die Spezifikation nennt das Multi-Admin.

Sicherheit ist in den Standard eingebaut: Zertifizierte Geräte tragen ein kryptografisches Gerätezertifikat, die Kommunikation ist verschlüsselt, und die Aufnahme ins Netz erfordert den physischen Einrichtungscode.

Thread: das Funknetz für kleine Geräte

Thread ist ein Funkprotokoll für Geräte mit wenig Energie, etwa batteriebetriebene Tür- und Fensterkontakte oder Temperaturfühler. Es nutzt dieselbe Funktechnik nach IEEE 802.15.4 wie Zigbee, arbeitet aber durchgängig mit IPv6. Thread bildet ein vermaschtes Netz: Netzbetriebene Geräte wie Steckdosen oder Leuchten fungieren als Router und reichen Nachrichten weiter. Fällt ein Router aus, sucht sich das Netz einen anderen Weg. Eine einzelne Zentrale, deren Ausfall alles lahmlegt, gibt es im Funknetz selbst nicht.

Damit Thread-Geräte mit dem übrigen Heimnetz sprechen können, braucht es mindestens einen Border Router. Diese Rolle übernehmen heute häufig smarte Lautsprecher, Medienboxen oder WLAN-Router. Gibt es mehrere Border Router verschiedener Hersteller, sollten sie dasselbe Thread-Netz nutzen; dass das in der Praxis nicht immer reibungslos klappt, gehört zu den bekannten Kinderkrankheiten.

Was sich seit Version 1.0 getan hat

Die erste Fassung deckte vor allem Leuchten, Steckdosen, Schalter, Schlösser, Thermostate, Rollläden und einfache Sensoren ab. Spätere Versionen haben den Katalog erweitert: zunächst um Haushaltsgeräte wie Waschmaschinen, Kühlschränke und Saugroboter, danach um Funktionen zur Messung und Meldung des Energieverbrauchs sowie um Energiegeräte wie Wallboxen, Wärmepumpen, Batteriespeicher und Solaranlagen. Gerade die Energiefunktionen sind interessant, weil sie es erlauben, Verbraucher herstellerübergreifend nach Strompreis oder Eigenerzeugung zu steuern.

Ein gemeinsames Datenmodell ist nicht nur für Apps nützlich. Es ist die Grundlage dafür, dass ein KI-Assistent zuverlässig weiß, was ein Gerät kann.

Warum das für KI-Assistenten zählt

Sprachmodelle können natürliche Sprache gut deuten, aber sie müssen am Ende einen konkreten Befehl an ein konkretes Gerät schicken. Ohne einheitliche Beschreibung ist das fehleranfällig: Heißt die Funktion "dimmen", "brightness" oder "Level"? Akzeptiert das Gerät Prozentwerte oder Stufen? Ein standardisiertes Datenmodell nimmt dem Assistenten diese Übersetzungsarbeit ab. Die Anfrage "Mach es im Wohnzimmer gemütlicher" kann in eine Liste von Clustern und Befehlen übersetzt werden, die für alle kompatiblen Leuchten gleich ist.

Dazu kommt die lokale Steuerung. Wenn ein Assistent Entscheidungen trifft, ist es sinnvoll, dass die Ausführung nicht von der Erreichbarkeit eines fernen Servers abhängt. Ob die Sprachverarbeitung selbst lokal oder in der Cloud stattfindet, ist eine davon getrennte Frage, die der Beitrag über Datenschutz im Smart Home behandelt.

Grenzen und offene Fragen

• Nicht jede Funktion ist abgebildet. Hersteller können eigene Erweiterungen definieren, die dann nur in ihrer eigenen App sichtbar sind. Wer etwa spezielle Lichtszenen oder Kalibrierungen nutzen will, landet oft doch wieder in der Hersteller-App.
• Plattformen setzen unterschiedlich schnell um. Ein Gerätetyp kann in der Spezifikation stehen, aber von einer bestimmten Steuerzentrale noch nicht unterstützt werden. Vor dem Kauf lohnt der Blick in die Liste der unterstützten Gerätetypen der eigenen Zentrale.
• Bestandsgeräte bleiben außen vor, sofern der Hersteller kein Update liefert. Brücken können ältere Zigbee- oder Z-Wave-Geräte in Matter sichtbar machen, bringen aber eine weitere Komponente ins Haus.
• Kamera und Video waren lange nicht abgedeckt; hier hat sich die Spezifikation erst schrittweise bewegt.

Praktische Hinweise für die Auswahl

Beim Kauf neuer Geräte hilft das offizielle Matter-Logo auf der Verpackung, das eine Zertifizierung anzeigt. Für batteriebetriebene Sensoren ist Thread meist die bessere Wahl als WLAN, weil die Batterien deutlich länger halten. Für Geräte mit hohem Datenaufkommen oder fester Stromversorgung ist WLAN oder Ethernet unproblematisch. Wer bereits einen Border Router im Haus hat, etwa in einem Lautsprecher oder einer Medienbox, braucht dafür keinen zusätzlichen Hub. Und wer Wert auf Unabhängigkeit legt, prüft, ob sich ein Gerät auch ohne Herstellerkonto einrichten lässt.

Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für den Aufbau findet sich im Ratgeber, die Rolle der einzelnen Schichten zeigt das Schaubild der vernetzten Wohnung.

Quellen

• Connectivity Standards Alliance: Informationen zum Matter-Standard, csa-iot.org.
• Thread Group: Technische Übersicht zu Thread, threadgroup.org.
• IEEE 802.15.4: Standard für drahtlose Netze mit niedriger Datenrate.