La Internet de los objetos (IoT) se está desarrollando rápidamente y desempeña un papel cada vez más importante en la vida de las personas. Con el crecimiento de las aplicaciones de Internet de los objetos, cada vez habrá más tecnologías y dispositivos diversos, y cada vez dependerán más de la tecnología de comunicación inalámbrica.
El Internet de las cosas empieza con la conectividad de red, pero como el IoT es un campo tan amplio y diverso, no encontrará una solución de comunicaciones que sirva para todo. En este artículo analizamos seis de las principales tecnologías inalámbricas para IoT.
1. Móvil celular (2G/3G/4G/5G)
Las redes de telefonía móvil están muy arraigadas en el mercado de consumo, ofrecen comunicaciones de banda ancha fiables y admiten diversas aplicaciones de llamadas de voz y transmisión de vídeo. El inconveniente es que tienen unos costes de funcionamiento y unos requisitos energéticos muy elevados.
Aunque las redes móviles celulares no son adecuadas para la mayoría de las aplicaciones IoT con sensores alimentados por baterías, sí lo son para casos de uso específicos, como los coches conectados o la gestión de flotas en el transporte y la logística. Además, servicios como el infoentretenimiento en el automóvil, el enrutamiento del tráfico, los sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS) y la telemática y el seguimiento de flotas pueden basarse en redes celulares ubicuas de gran ancho de banda.
5G, la red móvil de próxima generación con altas velocidades y latencia ultrabaja, será el futuro de los coches autoconducidos y la realidad aumentada (RV). También se espera que la 5G permita la videovigilancia en tiempo real para la seguridad pública, la transmisión móvil en tiempo real de conjuntos de datos médicos para la salud conectada y algunas aplicaciones de automatización industrial sensibles al tiempo.
2. Red de área extensa de bajo consumo (LPWAN)
Las redes de área extensa de bajo consumo son un nuevo fenómeno en el Internet de las cosas. Esta familia de tecnologías está diseñada para dar soporte a aplicaciones de IoT a gran escala en la industria, el comercio y los campus mediante el uso de baterías pequeñas y baratas para proporcionar servicios de comunicaciones remotas durante años.
La LPWAN puede conectar prácticamente todos los tipos de sensores IoT, lo que facilita numerosas aplicaciones, desde la supervisión remota, la medición inteligente y la seguridad de los trabajadores hasta el control de edificios y la gestión de instalaciones. Aun así, la LPWAN solo puede enviar pequeños fragmentos de datos a baja velocidad, por lo que es más adecuada para casos de uso que no requieren un gran ancho de banda y no son sensibles al tiempo.
Además, una vez más, no todas las LPWAN son iguales. En la actualidad, existen tecnologías LPWAN con licencia (NB-IoT, LTE-M) y tecnologías LPWAN sin licencia (como MIOTY, LoRa Sigfox, etc.). Estas tecnologías varían en el grado en que influyen en los factores clave de la red. Por ejemplo, el consumo de energía es un problema importante para las LPWAN con licencia celular, mientras que la calidad del servicio y la escalabilidad son consideraciones a tener en cuenta cuando se adoptan tecnologías sin licencia. principal problema. Además, la normalización es otro factor importante a tener en cuenta si se quiere garantizar la fiabilidad, seguridad e interoperabilidad a largo plazo.
3. Wi-Fi y Wi-Fi HaLow
Dado el uso generalizado de Wi-Fi en entornos empresariales y domésticos, realmente no hay necesidad de explicarlo (IEEE 802.11a/b/g/n). Sin embargo, en el mundo del IoT, el papel del Wi-Fi no es tan importante.
Excepto para unas pocas aplicaciones como la señalización digital y las cámaras de vigilancia en interiores, Wi-Fi no es una solución viable para conectar dispositivos finales IoT porque tiene limitaciones significativas en cuanto a cobertura, escalabilidad y consumo de energía. En cambio, la tecnología puede servir como una red back-end que transmite datos agregados desde un concentrador IoT central a la nube, especialmente en hogares inteligentes. Los graves problemas de seguridad suelen dificultar su adopción en casos de uso industrial y comercial.
Wi-Fi HaLow (IEEE 802.11ah) – a new, lesser-known derivative of Wi-Fi – brings significant improvements in range and energy efficiency to meet a wider range of IoT use cases. Despite this, the technology has received little traction and industry support so far, in part due to its low security profile. HaLow also operates on the 900 MHz band, which is only available in the United States, making it far from a global solution.
4. Bluetooth y BLE
Bluetooth pertenece a la categoría de redes inalámbricas personales y es una tecnología de comunicación de corto alcance bien posicionada en el mercado de consumo. El nuevo Bluetooth Low Energy optimiza aún más las aplicaciones IoT de consumo gracias a sus características de bajo consumo.
Los dispositivos con BLE se utilizan principalmente junto con aparatos electrónicos (normalmente smartphones) que actúan como concentradores para transmitir datos a la nube. Hoy en día, BLE está ampliamente integrado en dispositivos médicos y de fitness para llevar puestos (como relojes inteligentes, medidores de glucosa en sangre, pulsioxímetros, etc.), así como en dispositivos domésticos inteligentes (como cerraduras de puertas), a través de los cuales los datos pueden transmitirse fácilmente a los teléfonos inteligentes y visualizarse en un teléfono inteligente. En entornos minoristas, BLE puede combinarse con la tecnología de balizas para mejorar los servicios al cliente, como la navegación dentro de la tienda, las promociones personalizadas y la entrega de contenidos.
5. Zigbee y otros protocolos de malla
Zigbee es una tecnología inalámbrica de corto alcance y bajo consumo (IEEE 802.15.4) que suele desplegarse en una topología de malla para ampliar la cobertura mediante la retransmisión de datos de sensores a través de múltiples nodos sensores. En comparación con las redes de área extensa de baja potencia, Zigbee proporciona mayores velocidades de transmisión de datos, pero al mismo tiempo reduce la eficiencia energética debido a la configuración en malla.
Debido a su corta distancia física (<100m), Zigbee and similar mesh protocols (e.g. Z-Wave, Thread, etc.) are best suited for mid-range IoT applications where nodes are evenly distributed and in close proximity. In general, Zigbee is a perfect complement to WI-FI for various home automation applications such as smart lighting, HVAC control, security and energy management. Before the advent of low-power wide area networks, mesh networks were also implemented in industrial environments to support a variety of remote monitoring solutions. However, they are far from ideal for many geographically dispersed industrial facilities, and their theoretical scalability is often limited by increasingly complex network setup and management.
6. RFID Identificación por radiofrecuencia (RFID)
Las ondas de radio se utilizan para transmitir pequeñas cantidades de datos desde una etiqueta RFID a un lector a corta distancia. Hasta la fecha, esta tecnología ha impulsado una gran revolución en el comercio minorista y la logística. Al fijar etiquetas RFID a diversos productos y equipos, las empresas pueden realizar un seguimiento de sus inventarios y activos en tiempo real, lo que permite una mejor planificación del inventario y la producción y una gestión optimizada de la cadena de suministro. A medida que las aplicaciones de IoT siguen creciendo, RFID sigue consolidando su lugar en el comercio minorista, permitiendo aplicaciones de IoT como estanterías inteligentes, autofacturación y espejos inteligentes.
En resumen, cada campo vertical y aplicación de IoT tiene sus propios requisitos de red, que se adaptan a los diferentes requisitos de las aplicaciones. A la hora de elegir la tecnología IoT, tenga en cuenta no solo la distancia, sino también factores como la banda de frecuencia, el consumo de energía, la velocidad de transmisión de datos, la seguridad y el despliegue de la red.
