Comparación de Tecnologías Inalámbricas en IoT por Arthur Rowley

El Internet de las Cosas (IoT) ha cambiado la forma en que interactuamos con las «cosas» de manera profunda. El Internet de las Cosas (IoT) ha cambiado la forma en que interactuamos con las «cosas» de manera profunda. Desde su casa de diversión favorita, la gestión de flotas hasta la automatización del hogar, IoT se aplica a casi todas las industrias. Para permitir una interacción e intercambio de datos impecables entre productos de IoT, como cerraduras inteligentes para puertas, sensores médicos y relojes inteligentes, necesita contar con la mejor tecnología inalámbrica.

Sin embargo, la gama de requisitos de aplicaciones de IoT varía enormemente de un caso a otro. Como tal, debe elegir la mejor tecnología inalámbrica de IoT para su caso de uso único. La buena noticia es que hay muchas opciones inalámbricas excelentes para elegir. La no tan buena noticia es que no hay una solución de conectividad única para todos.

Para ayudarlo a elegir la solución de comunicación adecuada para su próximo proyecto de IoT, compararemos las tecnologías inalámbricas comunes en IoT y sus aplicaciones ideales.

Entonces, comencemos.

Comparación de tecnologías inalámbricas IoT

LPWANs

Esta tecnología inalámbrica es el nuevo fenómeno en IoT. Las LPWAN proporcionan comunicación de bajo consumo, bajo costo y largo alcance requerida para redes IoT a gran escala. Los transceptores LPWAN están optimizados para el consumo de energía, funcionando con baterías pequeñas y económicas que duran años. Las tecnologías LPWAN proporcionan conectividad para aplicaciones y dispositivos que requieren transferencia de datos poco frecuente, bajas velocidades y baja movilidad, como los sensores de IoT. Permitir que miles de sensores en áreas amplias se comuniquen mientras se mantiene un bajo consumo de energía hace que las LPWAN sean increíblemente útiles para la adopción de IoT.

Algunas aplicaciones incluyen monitoreo de consumibles, monitoreo ambiental, detección de ocupación y seguimiento de activos. Además, es importante tener en cuenta que las LPWAN abarcan diferentes tecnologías y estándares competitivos. Ejemplos de tecnologías LPWAN que operan en el espectro con licencia son LTE-M y NB-IoT, y que operan en el espectro sin licencia incluyen Sigfox, MYTHINGS y LoRa.

Diferentes tecnologías LPWAN tienen diferentes grados de rendimiento en diferentes escenarios. Por ejemplo, la escalabilidad y la calidad del servicio pueden ser problemas significativos con las tecnologías sin licencia y el consumo de energía para las LPW con licencia. Asegúrese de considerar la estandarización de las LPWAN para garantizar la seguridad, confiabilidad e interoperabilidad de su red IoT.

Celular (4G / 5G)

Las redes celulares proporcionan una comunicación de banda ancha confiable para el mercado móvil de consumo, como aplicaciones de transmisión de video y llamadas de voz. Sin embargo, estas tecnologías inalámbricas tienen un alto consumo de energía y altos costos operativos.

Esto hace que la conectividad celular sea ideal principalmente para aplicaciones que no utilizan redes de sensores alimentadas por batería, como la gestión de flotas, el enrutamiento del tráfico, el infoentretenimiento en el automóvil, la telemática de flotas y muchas más. En cambio, la conectividad celular sirve como un excelente backhaul que utiliza LPWAN para conectarse a dispositivos y sensores de IoT. El servicio móvil se conecta a la nube para entregar los datos de IoT.

En el espacio de IoT, se espera que la tecnología celular, como 5G con latencia ultrabaja y soporte de movilidad de alta velocidad, sea el futuro de la realidad aumentada y los vehículos autónomos. Con una latencia de comunicación diez veces inferior a 4G, 5G también es una excelente opción para aplicaciones de tiempo crítico, como máquinas industriales de IoT, salud conectada y seguridad pública.

Además, las nuevas tecnologías celulares como NB-IoT y LTE-M están posicionadas para habilitar diferentes tipos de aplicaciones de IoT al reducir los requisitos de energía y el costo de datos por sensor. Por ejemplo, puede usar la tecnología inalámbrica NB-IoT para sensores ambientales remotos para medir diferentes elementos climáticos, como presión, humedad, viento, temperatura y mucho más.

Estos dispositivos habilitados para NB-IoT ofrecerán actualizaciones periódicas desde una ubicación remota, al tiempo que garantizan un bajo consumo de energía. Estos sensores podrían durar más de una década o más.

Wi-Fi

Wi-Fi es indiscutiblemente la tecnología inalámbrica más utilizada en la actualidad. Al igual que el celular y las LPWAN, hay diferentes versiones de Wi-Fi, incluidas 802.11 b, 802.11 n, 802.11 a, 802.11 g y 802.11 ac. Estos estándares varían significativamente en términos de interferencia de señal de fuentes externas, velocidad de datos y costo.

Una diferencia clave con respecto a otras tecnologías inalámbricas es que el Wi-Fi transmite a frecuencias mucho más altas. Esto significa que puede transportar más datos. Sin embargo, el Wi-Fi tiene altos requisitos de energía y cobertura limitada. Estos problemas, además de las limitaciones en la escalabilidad, hacen que el Wi-Fi sea menos frecuente en el espacio de IoT.

Wi-Fi puede ser una excelente opción para casos de uso de IoT que no utilizan dispositivos alimentados por batería, no requieren un alto rango y necesitan transmitir grandes cantidades de datos. Como tal, se utiliza principalmente en entornos domésticos y empresariales para conectar enrutadores de Internet a dispositivos como teléfonos inteligentes, computadoras, dispositivos domésticos inteligentes y sistemas de seguridad.

La última generación de Wi-Fi, Wi-Fi 6, ofrece un ancho de banda de red mejorado para mejorar el rendimiento de datos por dispositivo, incluso en entornos congestionados. Esto ayuda a impulsar la infraestructura Wi-Fi pública al tiempo que mejora la experiencia del cliente con los servicios digitales en los sectores de entretenimiento y retail.

Zigbee y otros protocolos de Malla

Esta es otra tecnología inalámbrica de corto alcance que funciona a 2,4 GHz y consume muy poca energía. Está estandarizado como IEEE 802.15.4 y generalmente se implementa en una topología de malla para transmitir datos de sensores de IoT a través de múltiples nodos de sensores para una cobertura extendida.

Si bien Zigbee comparte muchas similitudes con Bluetooth LE, su red en malla puede admitir hasta 65 000 nodos, el doble de los que BLE puede acomodar. Zigbee también tiene velocidades de datos más altas que LPWAN, pero es menos eficiente en energía.

Debido a su corto alcance de menos de 100 metros, Zigbee y otras tecnologías de malla, como Z-Wave, son ideales para aplicaciones de IoT con nodos distribuidos uniformemente en proximidad cercana. Esto hace de Zigbee una excelente opción para aplicaciones de automatización del hogar como controles de HVAC, iluminación inteligente, medidores inteligentes, energía del hogar, monitoreo de seguridad y termostatos inteligentes.

Bluetooth y BLE

Bluetooth es una tecnología de conectividad de corto alcance que pertenece a la categoría de Redes de área personal inalámbricas. Fue diseñado inicialmente para auriculares inalámbricos, pero desde entonces se ha expandido a muchas aplicaciones, como controladores de videojuegos, impresoras, altavoces y mucho más.

La tecnología Bluetooth también es crucial para el creciente espacio de IoT, incluidas las aplicaciones industriales y los hogares inteligentes. A diferencia de Wi-Fi, Bluetooth es una opción de conectividad inalámbrica de alto ancho de banda, bajo alcance y baja potencia que funciona en la banda ISM de 2,4 GHz. Se puede utilizar en topologías de red de estrella, malla, difusión y punto a punto. Admite un rendimiento de datos de 2 Mbps, con un máximo de ocho dispositivos conectados.

Hay dos versiones de Bluetooth, a saber, Bluetooth de baja energía (LE) y Bluetooth Clásico, que se usan comúnmente en aplicaciones de transmisión. Por otro lado, Bluetooth Low Energy admite un menor rendimiento de datos y extiende la vida útil de la batería de los dispositivos Bluetooth al reducir significativamente el consumo de energía.

Los dispositivos IoT habilitados para BLE se suelen usar junto con dispositivos inteligentes, como su teléfono inteligente, lo que ayuda a entregar datos a la nube. Debido a sus bajos requisitos de energía, BLE ahora se usa ampliamente en dispositivos IoT como relojes inteligentes y cerraduras inteligentes para puertas. Las redes de BLE beacon se están empleando para desentrañar nuevas innovaciones de servicio, como la entrega de contenido, la navegación en la tienda y las promociones personalizadas.

6. RFID

La identificación por radiofrecuencia (RFID) emplea ondas de radio para transferir pequeñas cantidades de datos de una etiqueta RFID a los lectores a corta distancia. Esta tecnología inalámbrica IoT puede funcionar fuera de la línea de visión o cuando está conectada con etiquetas que se pueden leer a unas pocas pulgadas o incluso varios metros de alcance.

Adjuntar etiquetas RFID a todos sus equipos y productos le permite realizar un seguimiento de sus activos e inventario en tiempo real para una cadena de suministro optimizada y una mejor planificación de producción y existencias. Esto ha provocado una gran revolución de IoT en las industrias de logística, atención médica y venta minorista.

La revolución RFID IoT permite nuevas aplicaciones IoT, como espejos inteligentes, estanterías inteligentes y autopago, en el sector minorista. Para el cuidado de la salud, la RFID facilita las aplicaciones de IoT, como los sistemas de seguimiento de pacientes hospitalarios, el inventario automatizado y el seguimiento y la gestión de costosos equipos hospitalarios.

Qué buscar en Tecnologías inalámbricas para aplicaciones de IoT

Las diferentes aplicaciones de IoT tienen diferentes requisitos específicos. Como tal, es crucial asegurarse de elegir la tecnología inalámbrica adecuada para su proyecto de IoT único. Estas son algunas de las cosas clave que debe buscar en las tecnologías inalámbricas:

• Calidad del Servicio

Una de las cosas clave a tener en cuenta al elegir una tecnología inalámbrica para su proyecto de IoT es la Calidad del Servicio. Para garantizar una calidad de servicio excelente y la fiabilidad de su tecnología inalámbrica, compruebe la tasa de recepción de datos. Por lo general, una alta tasa de recepción de datos garantiza que los datos críticos de IoT se transmitan cuando más se necesitan para responder a tiempo a problemas inminentes.

• Escalabilidad

Elegir un protocolo de IoT escalable es crucial para la expansión de la red a medida que se agreguen más y más dispositivos finales en el futuro. Una excelente manera de determinar la escalabilidad es por la cantidad de dispositivos IoT compatibles o los mensajes diarios que se pueden transmitir desde una estación base.

• Consumo de Energía

Los dispositivos y sensores alimentados por baterías deben ser energéticamente eficientes para reducir los ciclos de recarga y los reemplazos de baterías, lo que puede afectar significativamente la cantidad de datos que envía o recibe. Además, el bajo consumo de energía puede reducir drásticamente el costo total de propiedad, lo que lo ayuda a alcanzar objetivos empresariales sostenibles.

• Movilidad

La transmisión de datos de alta velocidad desde dispositivos finales facilita las aplicaciones clave de IoT, por ejemplo, la telemática de flotas y la seguridad de los trabajadores.

• Seguridad

Para garantizar la seguridad y la integridad de los datos durante la transmisión, opte por el cifrado multicapa con sistemas de identificación y autenticación robustos.

• Gestión de Redes

Dependiendo de la complejidad de su estrategia de IoT y de su caso de uso, debe determinar quién administrará la red y si tiene las herramientas y los recursos de automatización necesarios para respaldarla.

• Intervalo

Por lo general, cuanto más densa es la modulación, mayor es la frecuencia y menor es el rango. Esto también afecta la capacidad de penetrar obstáculos. Como tal, elija el rango correcto en función de su caso de uso específico. Por ejemplo, Wi-Fi, Zigbee o Bluetooth pueden ser excelentes opciones para aplicaciones domésticas inteligentes, ya que no requieren línea de visión, ofrecen un mejor alcance y pueden transmitir más datos.

Conclusión

Como ha visto, hay muchas tecnologías inalámbricas excelentes para aplicaciones de IoT. Sin embargo, ninguna tecnología es única para todos. Como tal, elegir la mejor tecnología inalámbrica depende principalmente de los requisitos y necesidades específicos de su proyecto de IoT. Además, evaluar con precisión el ancho de banda, el consumo de energía, la calidad de servicio, la administración de la red, la seguridad y el alcance puede ayudar a reducir sus opciones y, en última instancia, elegir la tecnología más adecuada para su caso de uso de IoT.

Si no desea navegar por el complejo y en constante evolución espacio de IoT por su cuenta, hay expertos en IoT que pueden ayudarlo a tomar la decisión correcta a partir de las opciones de tecnología inalámbrica de IoT disponibles.

Sobre el autor:

Arthur Rowley es un escritor ávido que se especializa principalmente en tecnología y marketing. Después de haber pasado años perfeccionando su oficio, ahora puede asegurarte que tiene mucho reconocimiento por estas áreas y se dedica a proporcionar contenido de blogs de alta calidad.