Antonio Fumero

I+D. Todo se puede solucionar con una cerveza fría.

Las Cosas de la Internet de las Cosas

Hay todo un universo de tecnologías de comunicaciones que se han desarrollado, específicamente, al calor de la Internet de (todas) las cosas. Vale la pena detenerse un rato a considerar las opciones que tenemos sobre la mesa.

Narrowband of the Internet of Things

Probablemente hayamos oído hablar de las redes NB-IoT, cuyas siglas corresponden a Narrowband for the Internet of Things… Puede que, si te dedicas a esto, hayas tenido que repasar las comparativas con LoRa, Sigfox u otras.

5G como catalizador

Las soluciones específicas para IoT siguen estando en la cresta de la ola en términos de innovación tecnológica, pero nunca son sólo los argumentos técnicos, regulatorios o de estandarización los únicos que pesan a la hora de tomar una decisión para la adopción de una de esas soluciones. Aun así, nos detendremos un rato a ver si hay alguna consideración que podamos extraer de esa dimensión tecnológica del problema.

Está claro que NB-IoT y LTE-M, como estándares creados desde 3GPP, van a evolucionar dentro del marco de 5G, como parte de los escenarios y casos de uso de tipo mMTC (massive Machine-Type Communications), ofreciendo todas las características de la generación de comunicaciones móviles que ha prometido cambiar la forma en que entendemos la Internet de “todas” las cosas. Por el camino, el cierre del segundo dividendo digital se retrasaba de junio del año pasado hasta finales de octubre de 2020, y luego al primer trimestre de 2021… y aún estamos esperando que quede liberado el espectro en 700 MHz para el uso en 5G.

Versiones de WiFi y bandas de frecuencias (fuente: WiFi Alliance)
Versiones de WiFi y bandas de frecuencias (fuente: WiFi Alliance)

La competencia en el ámbito de LPWAN de esas tecnologías propias de operador celular son LoRa/LoRaWAN y Sigfox, que son tecnologías con ciertas particularidades:

  • LoRa es una tecnología de modulación, no celular, para LoRaWAN. Es una tecnología propia de Semtech Corporation y utiliza frecuencias no licenciadas. Tiene más latencia y menor velocidad de transmisión que NB-IoT.
  • Sigfox es una red propia de la empresa homónima, de origen francés y que lleva operando desde 2010. Ofrece velocidades de transmisión muy bajas y con un enlace de bajada también muy limitado. Utiliza espectro no licenciado y unos costes de despliegue muy inferior a los de las redes celulares, lo cual hace que resulte muy asequible como servicio. Es muy eficiente en términos de consumo de energía; y resulta muy adecuado para dispositivos estáticos que transmiten poca información con poca frecuencia.

Wi-SUN es una alternativa interesante y menos conocida, con espectro ISM, estandarizada a partir de IEEE 802.15.4g y IEEE 802.15.4e (PHY). Ofrece una muy buena eficiencia energética y muy baja latencia, con alcance de unos pocos kilómetros y velocidades de transmisión en el orden de los 300 Kbps.

En el ámbito de la domótica más “casera” has podido tener que interesarte por los nuevos estándares de WiFi, como WiFi 6, WiFi 6E, o la innovadora WiFi Ha-Low, con tecnología 0G (utilizando bandas libres ISM por debajo de 1 GHz) específicamente pensada para el futuro desarrollo de la IoT y con características muy prometedoras.

Ya sabemos los problemas que ha ido sufriendo WiFi en términos de seguridad, que ha llevado a la aparición del WPA3, o su incapacidad para vencer el tradicional ‘vendor lock-in’ en cuanto a la interoperabilidad entre routers de diferente fabricante para montar redes inalámbricas malladas (Mesh).

Cada vez encontramos más dispositivos conectados en interiores y las opciones de comunicaciones radio de corto alcance también crecen, aunque se consolidan, aparte de WiFi, cosas como BLE (Bluetooth Low Energy, ya en su versión 5.0), Zigbee o Z-Wave. En general, Bluetooth resulta energéticamente más eficiente que WiFi, Zigbee o Z-Wave.

En términos de seguridad, BLE utiliza AES-128 con cifrado CCM y MIC. Existen dos modos de seguridad con diferentes niveles; y los potenciales riesgos que podemos identificar dependen de la configuración de esos modos de seguridad, que tienen que ver con el tipo de procedimiento que siguen los dispositivos para emparejarse. Los modos de seguridad los puede determinar el usuario final y existen ataques conocidos tipo ‘man-in-the-middle’ que pueden tener éxito con dispositivos BLE anteriores a la versión 4.2.

Comparativa tecnologías LAN/PAN con WiFi HaLow (fuente: WiFi Alliance)
Comparativa tecnologías LAN/PAN con WiFi HaLow (fuente: WiFi Alliance)

Zigbee está estandarizada (IEEE 802.15.4) y usa la banda de 2,4 GHz; aunque también se utiliza en las bandas ISM 0G, que han sufrido tradicionalmente mayor fragmentación que las definidas por encima de 1 GHz y que se han beneficiado de recientes esfuerzos de armonización en Europa. Zigbee proporciona bajas velocidades de transmisión y más corto alcance que BLE. Permite la conexión de gran número de dispositivos mediante una jerarquía de dispositivos coordinadores y routers. Su uso es raro fuera de la sensórica.

Z-Wave es una tecnología propietaria (Sigma Designs), similar a Zigbee y que usa las bandas ISM 0G. El ancho de banda es menor que el de Zigbee; y la arquitectura de red es también más limitada, tanto en número de dispositivos conectados como en el número de saltos que se permiten desde el Gateway.

Comparativa de tecnologías de comunicaciones LAN/PAN y WAN para IoT (fuente: WiFi Alliance)

Son muchas alternativas, con diferentes aproximaciones, que van convergiendo al ritmo de la consolidación de distintos escenarios, ámbitos de aplicación y casos de uso: el hogar conectado, la industria conectada, las ciudades inteligentes, los edificios inteligentes, etc.

No se trata tanto de comparar características puramente técnicas, como la velocidad de transmisión o el alcance, que se ven directamente afectadas por parámetros físicos de la propagación radio en determinadas bandas de frecuencias. Se trata de considerar aspectos de negocio, limitaciones en su escalabilidad, regulación y cumplimiento normativo, estandarización, etc.

¿Tienes proyectos de IoT en marcha? ¿Con qué tecnologías tienes más experiencia? ¿Qué ámbitos de aplicación consideras más prometedores para la IoT?

e-Fumérides

El día a día en la Red da para mucho; pero mi día, como el tuyo solo tiene 24 horas. Si bien dormir está sobrevalorado, sabemos que tu tiempo es extremadamente valioso, de tal manera que hemos dedicado parte del nuestro a destilar algunas de las claves de una variedad de conceptos, tendencias, ideas o noticias que conforman la realidad tecnológica y socioeconómica de nuestro entorno empresarial. Huelga decir que las opiniones vertidas en estos breves artículos, así como las responsabilidades que de ellas se deriven, pertenecen, exclusivamente, a su autor.

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