Redes celulares (3G/4G/5G)

Bien establecidas en el mercado de la telefonía móvil de consumo, las redes celulares ofrecen una comunicación de banda ancha fiable que admite diversas llamadas de voz y aplicaciones de transmisión de vídeo. El inconveniente es que imponen unos costes operativos y unos requisitos de energía muy elevados.

Aunque las redes celulares no son viables para la mayoría de las aplicaciones de IoT alimentadas por redes de sensores alimentadas por baterías, encajan bien en casos de uso específicos como los coches conectados o la gestión de flotas en el transporte y la logística. Por ejemplo, el infoentretenimiento en el coche, el enrutamiento del tráfico, los sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS) y los servicios telemáticos y de seguimiento de flotas pueden depender de la conectividad celular omnipresente y de gran ancho de banda.

La próxima generación de redes celulares 5G, con soporte de movilidad de alta velocidad y latencia ultrabaja, está llamada a ser el futuro de los vehículos autónomos y la realidad aumentada. También se espera que el 5G permita la videovigilancia en tiempo real para la seguridad pública, la entrega móvil en tiempo real de conjuntos de datos médicos para la salud conectada, y varias aplicaciones de automatización industrial sensibles al tiempo en el futuro.

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Zigbee y otros protocolos de malla

Zigbee es un estándar inalámbrico de corto alcance y baja potencia (IEEE 802.15.4), comúnmente desplegado en topología de malla para ampliar la cobertura mediante la retransmisión de datos de sensores a través de múltiples nodos de sensores. En comparación con la LPWAN, Zigbee proporciona mayores velocidades de datos, pero al mismo tiempo, mucha menos eficiencia energética debido a la configuración de malla.

Debido a su corto alcance físico (< 100m), Zigbee y otros protocolos de malla similares (por ejemplo, Z-Wave, Thread, etc.) son los más adecuados para aplicaciones IoT de medio alcance con una distribución uniforme de nodos en estrecha proximidad. Normalmente, Zigbee es un complemento perfecto de Wi-Fi para varios casos de uso de la automatización del hogar, como la iluminación inteligente, los controles de HVAC, la seguridad y la gestión de la energía, etc. – Aprovechando las redes de sensores domésticos.

Hasta la aparición de LPWAN, las redes de malla también se han implementado en contextos industriales, dando soporte a varias soluciones de monitorización remota. Sin embargo, están lejos de ser ideales para muchas instalaciones industriales que están dispersas geográficamente, y su escalabilidad teórica a menudo se ve inhibida por una configuración y gestión de la red cada vez más complejas.

Bluetooth y BLE

Definida en la categoría de redes de área personal inalámbricas, Bluetooth es una tecnología de comunicación de corto alcance bien posicionada en el mercado de consumo. Bluetooth Classic estaba pensado originalmente para el intercambio de datos punto a punto o punto a multipunto (hasta siete nodos esclavos) entre dispositivos de consumo. Optimizado para el consumo de energía, Bluetooth Low-Energy se introdujo más tarde para abordar las aplicaciones IoT de consumo a pequeña escala.

Los dispositivos habilitados para BLE se utilizan sobre todo en conjunción con dispositivos electrónicos, normalmente teléfonos inteligentes que sirven de centro para la transferencia de datos a la nube. Hoy en día, BLE está ampliamente integrado en los wearables médicos y de fitness (por ejemplo, smartwatches, medidores de glucosa, oxímetros de pulso, etc.), así como en los dispositivos domésticos inteligentes (por ejemplo, cerraduras de puertas) – por lo que los datos se comunican convenientemente y se visualizan en los teléfonos inteligentes.

El lanzamiento de la especificación Bluetooth Mesh en 2017 tiene como objetivo permitir un despliegue más escalable de los dispositivos BLE, en particular en contextos de venta al por menor. Las redes de balizas BLE, que ofrecen versátiles funciones de localización en interiores, se han utilizado para desbloquear nuevas innovaciones de servicios como la navegación en las tiendas, las promociones personalizadas y la entrega de contenidos.

Wi-Fi

Prácticamente no es necesario explicar el Wi-Fi, dado su papel fundamental a la hora de proporcionar una transferencia de datos de alto rendimiento tanto en entornos empresariales como domésticos. Sin embargo, en el espacio del IoT, sus principales limitaciones en cuanto a cobertura, escalabilidad y consumo de energía hacen que la tecnología sea mucho menos frecuente.

Al imponer altos requisitos de energía, el Wi-Fi no suele ser una solución viable para grandes redes de sensores del IoT que funcionan con baterías, especialmente en escenarios de IoT industrial y edificios inteligentes. En su lugar, se trata más bien de conectar dispositivos que puedan conectarse cómodamente a una toma de corriente, como aparatos y electrodomésticos inteligentes, señalización digital o cámaras de seguridad.

Wi-Fi 6 -la más reciente generación de Wi-Fi- aporta un ancho de banda de red muy mejorado (es decir, <9,6 Gbps) para mejorar el rendimiento de datos por usuario en entornos congestionados. Con ello, el estándar está preparado para mejorar la infraestructura Wi-Fi pública y transformar la experiencia del cliente con nuevos servicios móviles digitales en los sectores del comercio minorista y el entretenimiento de masas. Además, se espera que las redes de infoentretenimiento y diagnóstico a bordo de los vehículos sean el caso de uso que más cambie el Wi-Fi 6. Sin embargo, es probable que el desarrollo lleve algo más de tiempo.

RFID

La identificación por radiofrecuencia (RFID) utiliza ondas de radio para transmitir pequeñas cantidades de datos desde una etiqueta RFID a un lector en una distancia muy corta. Hasta ahora, la tecnología ha facilitado una importante revolución en el comercio minorista y la logística.

Al colocar una etiqueta RFID en todo tipo de productos y equipos, las empresas pueden realizar un seguimiento de sus inventarios y activos en tiempo real, lo que permite una mejor planificación de las existencias y la producción, así como una gestión optimizada de la cadena de suministro. Junto con la creciente adopción de IoT, la RFID sigue afianzándose en el sector minorista, permitiendo nuevas aplicaciones de IoT como estanterías inteligentes, autocajas y espejos inteligentes.

Para resumir rápidamente, cada vertical y aplicación de IoT tiene su propio conjunto de requisitos de red. Elegir la mejor tecnología inalámbrica para su caso de uso de IoT significa sopesar con precisión los criterios en términos de alcance, ancho de banda, QoS, seguridad, consumo de energía y gestión de la red.