El tema del que vamos a hablar hoy tiene que ver con las casas inteligentes.
En lo que respecta a los hogares inteligentes, nadie debería desconocerlos. A principios de este siglo, cuando nació el concepto del Internet de las Cosas, el ámbito de aplicación más importante era el hogar inteligente.
Con el paso de los años y el continuo desarrollo de la tecnología digital, se han inventado cada vez más dispositivos inteligentes para el hogar. Estos dispositivos han aportado gran comodidad a la vida familiar y han aumentado el placer de vivir.
Con el tiempo, tendrás muchas aplicaciones en tu teléfono.
Sí, este es el problema de la barrera ecológica que lleva mucho tiempo afectando a la industria de los hogares inteligentes.
De hecho, el desarrollo de la tecnología IoT siempre se ha caracterizado por la fragmentación. Los distintos escenarios de aplicación se corresponden con las diferentes características de las tecnologías IoT. Algunos requieren un gran ancho de banda, otros un bajo consumo energético, algunos se centran en la estabilidad y otros están muy preocupados por el coste.
Esto ha dado lugar a una combinación de tecnologías de comunicación subyacentes como 2G/3G/4G/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread y otras.
El hogar inteligente, a su vez, es un escenario típico de red de área local (LAN), con tecnologías de comunicación de corto alcance como Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread, etc., en una amplia gama de categorías y de uso cruzado.
Además, dado que los hogares inteligentes están orientados a usuarios no especializados, los fabricantes tienden a desarrollar sus propias plataformas e interfaces de usuario, y a adoptar protocolos de capa de aplicación propietarios para garantizar la experiencia del usuario. Esto ha dado lugar a la actual "guerra de ecosistemas".
Las barreras entre ecosistemas no solo han causado un sinfín de problemas a los usuarios, sino también a los proveedores y desarrolladores: lanzar un mismo producto requiere desarrollo para diferentes ecosistemas, lo que aumenta significativamente la carga de trabajo y los costes.
Dado que el problema de las barreras ecológicas supone una seria limitación para el desarrollo a largo plazo de las viviendas inteligentes, el sector ha comenzado a trabajar para encontrar una solución a este problema.
El nacimiento del protocolo de la materia
En diciembre de 2019, Google y Apple se unieron a la Alianza Zigbee, sumándose a Amazon y a más de 200 empresas y miles de expertos de todo el mundo para promover un nuevo protocolo de capa de aplicación, conocido como protocolo Project CHIP (Connected Home over IP).
Como su nombre indica, CHIP se centra en la conectividad del hogar mediante protocolos IP. Este protocolo se lanzó con el objetivo de aumentar la compatibilidad de los dispositivos, simplificar el desarrollo de productos, mejorar la experiencia del usuario e impulsar el sector.
Tras la creación del grupo de trabajo CHIP, el plan original era publicar el estándar en 2020 y lanzar el producto en 2021. Sin embargo, por diversas razones, este plan no se materializó.
En mayo de 2021, la Zigbee Alliance cambió su nombre a CSA (Connectivity Standards Alliance). Al mismo tiempo, el proyecto CHIP pasó a llamarse Matter (que significa "situación, evento, asunto" en chino).
La Alianza cambió de nombre porque muchos miembros se mostraban reacios a unirse a Zigbee, y CHIP se cambió a Matter, probablemente porque la palabra CHIP era demasiado conocida (originalmente significaba "chip") y muy fácil de provocar un fallo.
En octubre de 2022, la CSA finalmente publicó la versión 1.0 del protocolo estándar Matter. Poco antes, el 18 de mayo de 2023, también se publicó la versión 1.1 de Matter.
Los miembros del Consorcio CSA se dividen en tres niveles: Iniciador, Participante y Adoptante. Los Iniciadores se encuentran en el nivel más alto, siendo los primeros en participar en la redacción del protocolo, miembros de la Junta Directiva de la Alianza y participan en cierta medida en el liderazgo y las decisiones de la misma.
Google y Apple, como representantes de los iniciadores, contribuyeron significativamente a las primeras especificaciones de Matter.
Google aportó su propia capa de red y protocolo de aplicación Weave para hogares inteligentes (un conjunto de mecanismos de autenticación estándar y comandos para el funcionamiento de los dispositivos), mientras que Apple aportó HAP Security (para la comunicación de extremo a extremo y la manipulación de la LAN local, lo que garantiza una sólida privacidad y seguridad).
Según los últimos datos publicados en la página web oficial, el consorcio CSA fue creado por un total de 29 empresas, con 282 participantes y 238 usuarios.
Liderados por los gigantes, los actores de la industria están exportando activamente su propiedad intelectual para Matter y están comprometidos con la construcción de un gran ecosistema unificado y perfectamente conectado.
Arquitectura de protocolo de Matter
Después de toda esta charla, ¿cómo entendemos exactamente el protocolo Matter? ¿Qué relación guarda con Wi-Fi, Bluetooth, Thread y Zigbee?
No tan rápido, veamos un diagrama:
Este es un diagrama de la arquitectura del protocolo: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) y Ethernet son los protocolos subyacentes (capas física y de enlace de datos); hacia arriba está la capa de red, incluidos los protocolos IP; hacia arriba está la capa de transporte, incluidos los protocolos TCP y UDP; y el protocolo Matter, como ya hemos mencionado, es un protocolo de la capa de aplicación.
Bluetooth y Zigbee también cuentan con capas dedicadas de red, transporte y aplicación, además de los protocolos subyacentes.
Por lo tanto, Matter es un protocolo mutuamente excluyente con Zigbee y Bluetooth. Actualmente, los únicos protocolos subyacentes que Matter admite son Wi-Fi, Thread y Ethernet.
Además de la arquitectura del protocolo, debemos saber que el protocolo Matter está diseñado con una filosofía abierta.
Se trata de un protocolo de código abierto que cualquier persona puede visualizar, utilizar y modificar para adaptarlo a diferentes escenarios y necesidades de aplicación, lo que permitirá obtener los beneficios técnicos de transparencia y fiabilidad.
La seguridad del protocolo Matter es también una de sus principales ventajas. Utiliza la tecnología de cifrado más avanzada y admite el cifrado de extremo a extremo para garantizar que las comunicaciones de los usuarios no sean robadas ni manipuladas.
Modelo de redes de Matter
A continuación, analizaremos la interconexión real de la materia. Esto se ilustra nuevamente mediante un diagrama:
Como muestra el diagrama, Matter es un protocolo basado en TCP/IP, por lo que Matter es todo aquello en lo que se agrupa TCP/IP.
Los dispositivos Wi-Fi y Ethernet compatibles con el protocolo Matter pueden conectarse directamente a un enrutador inalámbrico. Los dispositivos Thread compatibles con el protocolo Matter también pueden interconectarse a redes basadas en IP, como Wi-Fi, mediante enrutadores de borde.
Los dispositivos que no son compatibles con el protocolo Matter, como los dispositivos Zigbee o Bluetooth, pueden conectarse a un dispositivo tipo puente (Matter Bridge/Gateway) para convertir el protocolo y, posteriormente, conectarse a un enrutador inalámbrico.
Avances industriales en la materia
Matter representa una tendencia en la tecnología para hogares inteligentes. Como tal, ha recibido una gran atención y un apoyo entusiasta desde su creación.
El sector se muestra muy optimista respecto a las perspectivas de desarrollo de Matter. Según un informe reciente de la empresa de investigación de mercado ABI Research, entre 2022 y 2030 se venderán en todo el mundo más de 20.000 millones de dispositivos domésticos inteligentes con conexión inalámbrica, y una gran proporción de estos dispositivos cumplirá con las especificaciones de Matter.
Actualmente, Matter utiliza un mecanismo de certificación. Los fabricantes desarrollan hardware que debe superar el proceso de certificación del consorcio CSA para recibir el certificado de Matter y poder utilizar el logotipo de Matter.
Según la CSA, la especificación Matter se aplicará a una amplia gama de tipos de dispositivos, como paneles de control, cerraduras de puertas, luces, enchufes, interruptores, sensores, termostatos, ventiladores, controladores de climatización, persianas y dispositivos multimedia, cubriendo casi todos los escenarios en el hogar inteligente.
En el ámbito industrial, ya existen varios fabricantes cuyos productos han obtenido la certificación Matter y están entrando gradualmente en el mercado. Por parte de los fabricantes de chips y módulos, también existe un apoyo relativamente sólido a Matter.
Conclusión
La principal función de Matter como protocolo de capa superior es derribar las barreras entre diferentes dispositivos y ecosistemas. Existen distintas perspectivas sobre Matter: algunos lo ven como una solución milagrosa, mientras que otros lo consideran un nuevo comienzo.
Por el momento, el protocolo Matter aún se encuentra en las primeras etapas de su comercialización y se enfrenta a algunos problemas y desafíos, como costes más elevados y un ciclo de renovación más largo para el stock de dispositivos.
En cualquier caso, supone un cambio radical en los sistemas de tecnología para hogares inteligentes que llevaban años estancados. Si el sistema antiguo limita el desarrollo tecnológico y la experiencia del usuario, necesitamos tecnologías como Matter para dar un paso al frente y asumir este importante reto.
No podemos asegurar si Matter tendrá éxito o no. Sin embargo, la visión de toda la industria del hogar inteligente y la responsabilidad de cada empresa y profesional del sector es integrar la tecnología digital en la vida doméstica y mejorar continuamente la experiencia digital de los usuarios.
Esperemos que el hogar inteligente pronto rompa todas las barreras técnicas y llegue realmente a todos los hogares.
Fecha de publicación: 29 de junio de 2023