Protocolos importantes utilizados para dispositivos IoT (Internet Of Things)

Rubén Castro, 13 mayo 2020

Hay tantas opciones que no siempre es fácil elegir el mejor protocolo de comunicación para nuestros dispositivos IoT. Algunos de ellas son muy familiares, pero otras que puede resultar mejor para nuestra instalación son mucho menos conocidas. En este artículo vamos a ver una lista de los mejores protocolos para aplicaciones IoT.

1. Bluetooth

El Bluetooth es una importante tecnología de comunicaciones de corto alcance que funciona a 2,4 GHz. En la actualidad, el protocolo Bluetooth tiene dos variantes: el Bluetooth Classic (el normal) y el Bluetooth Low Energy o BLE (Bluetooth de Baja Energía) que está específicamente destinada a los dispositivos que utilizan menos datos. Por lo tanto, el BLE es más adecuado para utilizarlo con los dispositivos IoT como sensores, medidores de fitness y monitores de salud.

Relacionados con el Bluetooth Classic y el Bluetooth LE tenemos los conceptos de Bluetooth Smart y Bluetooth Smart Ready que determinan la compatibilidad entre los dos modos de funcionamiento que acabamos de ver.

2. WI-FI

El Wi-Fi se ha convertido en una de las opciones más populares para los dispositivos IoT en el entorno doméstico. Su principal ventaja es la comodidad. Casi todos los hogares disponen ya de una red Wi-Fi capaz de soportar una docena de dispositivos IoT sin cambiar nada. Sin embargo, muchos routers (no preparados) pueden fallar o no dejarnos conectar muchos dispositivos.

Otro problema de los dispositivos IoT Wi-Fi es que consumen mucha más energía que los dispositivos con otros protocolos más eficientes y, por tanto, no es el mejor protocolo si queremos utilizar dispositivos que funcionen con batería.

Aunque para eso existe el WiFi-ah (HaLow), una versión de bajo consumo y largo alcance del estándar IEEE 802.11 que son muy útiles a la hora de conectar sensores y controladores a larga distancia con una baja velocidad de datos.

El último punto negativo desde mi punto de vista, aunque puede ser una ventaja por la comodidad, es que los dispositivos Wi-Fi suelen funcionar directamente desde la nube del fabricante. Tu te conectas por web o con una app del móvil al sistema del fabricante, modificas lo que quieras (la intensidad de la luz, el volumen, etc.) y desde allí se conecta a tu dispositivo y se ejecutan los cambios. Esto tiene varios problemas: privacidad, retardo (la señal tiene que hacer un viaje de ida y vuelta de mucha distancia), fiabilidad (si se cae la nube del proveedor o si se te quedas sin conexión a intener no podrás ejecutar los comandos)…

Hay otros protocolos que se pueden controlar de manera directa sin que la señal tenga que salir de tu hogar.

Por último, señalar que otra ventaja muy importante del Wi-Fi es que permite la transferencia de grandes cantidades de datos de manera muy rápida.

3. Zigbee

Zigbee es un protocolo con ciertas similitudes al Bluetooth, pero que funciona creando una red de área local (LAN) de malla. Zigbee se basa en el protocolo IEEE802.15.4, una tecnología de redes inalámbricas a 2,4 GHz y que funciona bien para intercambios de datos poco frecuentes, a bajas velocidades y a distancias cortas, por ejemplo, en casas o edificios.

El protocolo Zigbee ha tenido épocas de mucha popularidad en sistemas domóticos como termostatos inalámbricos, pero parece que en la actualidad está perdiendo algo de protagonismo, sin embargo, la incorporación reciente de Apple, Google, Amazon al desarrollo y adopción de Zigbee mediante la creación del Project Connected Home over IP va a potenciar mucho el estándar.

La especificación rf4ce de Zigbee (Zigbee rf4ce) tiene algunas ventajas significativas en sistemas complejos que ofrecen un funcionamiento de baja potencia, alta seguridad, robustez y alta escalabilidad con un alto número de nodos. Rf4ce está diseñado para proporcionar un control de baja potencia y baja latencia para una amplia gama de productos que incluyen dispositivos de entretenimiento para el hogar, abridores de puertas de garaje, sistemas de entrada sin llave y más.

En combinación con los perfiles de control remoto y dispositivos de entrada de Zigbee, rf4ce da como resultado controles remotos sin restricciones de línea de vista que también ofrecen comunicación bidireccional, mayor alcance de uso y mayor duración de las baterías.

4. Z-Wave

Z-Wave es un protocolo de comunicaciones inalámbricas utilizado principalmente para domótica. Utiliza una red mallada que conecta los diferentes dispositivos Z-Wave mediante una onda de radio de baja energía, permitiendo el control inalámbrico de electrodomésticos y otros dispositivos, como control de iluminación, sistemas de seguridad, termostatos, ventanas, cerraduras, piscinas y garaje abrepuertas.

Tiene la ventaja de que las conexiones individuales tienen mayor alcance que las de Zigbee, sin embargo, la señal solo puede hacer 3 saltos. Además, también consume más.

Symphony Link es un estándar de red en estrella que tiene la ventaja de conseguir un alcance mucho mayor que Zigbee y Z-Wave. Por lo tanto, es ideal para empresas y clientes industriales que necesitan una conexión fiable y segura. Symphony Link también es mucho más fácil de escalar y es más fiable.

6. Conexiones móviles

También existe la posibilidad de conectar los dispositivos IoT muy alejados entre sí mediante comunicaciones celulares GSM, 3G, 4G o 5G. Lógicamente, a mayor velocidad de transferencia de datos (4G o 5G) también aumenta el coste y el consumo de energía. Por tanto, sus usos ideales son los basados en sensores con poco volumen de transmisión de datos.

7. RFID

La RFID (Identificación por radiofrecuencia) es un protocolo de IoT donde el uso inalámbrico de campos electromagnéticos ayuda a identificar objetos. Las etiquetas de lectura (sistema de etiquetas pasivas de lector activo o ARPT) pueden almacenar información y no requieren energía para funcionar.

Gracias a eso y a su bajo coste, la RFID se ha convertido en una tecnología ampliamente utilizada en las tiendas, en los peajes de las carreteras, en el acceso a los edificios, en la recogida de datos de las fábricas, en la identificación de los animales, etc.

8. Sigfox

Sigfox es una tecnología que en términos de alcance se encuentra entre Wi-Fi y las conexiones móviles. Sin embargo, una de las ventajas de Sigfox es que utiliza las bandas ISM, por lo que no es necesario adquirir ninguna licencia para su uso.

Supera el corto alcance del Wi-Fi y; es menos costosa y consume menos energía que las conexiones móviles. Utliza la tecnología UNB (Ultra Narrow Band o Banda Ultra Estrecha) que es capaz de transmitir datos a bajas velocidades (de 10 a 1.000 bits por segundo) utilizando muy poca potencia. Consume solo 50 microvatios en comparación con los 5.000 microvatios de la comunicación celular (conexiones móviles).

9. Neul

Neul es similar a Sigfox y opera en la banda de sub-1GHz, sin embargo, Neul requiere el uso de un operador de telecomunicaciones ya que utiliza franjas muy pequeñas del espectro del espacio blanco de la TV para ofrecer redes de cobertura más amplia y altamente escalables.

La tecnología de comunicación en Neul se conoce como “Weightless” y es compatible con otros protocolos de IoT como GPRS, 3G, CDMA y LTE WAN. Su velocidad puede ir desde unos pocos bits por segundo a 100 kbps usando el mismo enlace. El consumo de energía de los dispositivos es muy bajo, por lo que también aumenta su vida útil.

10. LoRa

LoRa es un Protocolo Inalámbrico de Largo Alcance para dispositivos inalámbricos IoT y M2M en redes regionales, nacionales y globales, por lo que también necesitaremos un operador de telecomunicaciones.

Fue desarrollado por Cycleo y adquirido por Semtech en 2012. Puede ser optimizado para un bajo consumo de energía, pero también puede manejar aplicaciones urbanas e industriales inteligentes conectando millones de dispositivos.

Las velocidades de datos pueden variar entre 0,3 kbps y 50 kbps. Las señales pueden atravesar obstáculos y viajar a través de largas distancias gracias a los chips LoRa y a una estrategia de espectro ensanchado que puede transmitir a través de varias frecuencias y velocidades de datos.


Este artículo no pretende encontrar un ganador, sino de exponer las tecnologías más populares para elegir la que se adapta a cada caso de uso. También hay que tener en cuenta que se pueden combinar varias tecnologías diferentes en una misma infraestructura por lo que la interoperabilidad es un factor fundamental en los dispositivos IoT y M2M.

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