Una introducción a LPWAN y NB-IoT
Matt Thomas, Jefe de Producto
El ocaso de las tecnologías 2G y 3G ha sido una preocupación para los desarrolladores de productos de Internet de las Cosas (IoT) durante algún tiempo. Con el apagón de la red 3G prevista para el 2025, estamos viendo el despliegue de la última generación de dispositivos que dependen de estos estándares. La próxima generación de productos IoT comenzará a utilizar las últimas tecnologías de Red de Área Amplia de Bajo Consumo (LPWAN, acrónimo de Low Power Wide Area Network) para asegurar que permanezcan conectados durante todo su ciclo de vida.
Hay muchas opciones de LPWAN, pero para los productos que anteriormente habrían utilizado 2G o 3G, la transición lógica es hacia Narrow Band IoT (NB-IoT) y hacia Long Term Evolution for Machines (LTE-M). A diferencia de las tecnologías celulares anteriores, ambas opciones se diseñaron pensando en los dispositivos IoT y forman parte de los estándares móviles de LTE.
Wireless Logic se complace en anunciar que la conectividad NB-IoT a través de Vodafone ya está disponible en el Reino Unido, España, los Países Bajos, Alemania, Irlanda, Italia y la República Checa. LTE-M ya ha sido desplegado por Vodafone en los Países Bajos y pronto se lanzará en el Reino Unido con O2.
Para ayudarle a entender qué tecnología es la adecuada para su proyecto y cómo introducirla en su próxima generación de dispositivos, hemos reunido este artículo para responder a algunas preguntas clave.
¿Qué es NB-IoT?
NB-IoT es una tecnología LPWAN celular de bajo coste que puede ofrecer una larga duración de la batería (hasta 10 años) y una comunicación de largo alcance con una mejor penetración que la 2G, lo que permite que su dispositivo permanezca conectado en lugares de difícil acceso, incluyendo zonas subterráneas, interiores y rurales.
Esta tecnología permite despliegues masivos de IoT ya que los sitios celulares que proporcionan conectividad NB-IoT pueden soportar hasta 10.000 conexiones, sin embargo no se admiten traspasos o transferencia entre diferentes torres celulares (concepto conocido como “Hand Over”).
Las velocidades de datos son muy bajas (decenas de kilobytes por segundo) con altas latencias que podrían ser de hasta 20 segundos, lo que significa que el protocolo preferido es UDP en lugar de TCP.
Como su nombre indica, muchas de estas características son el resultado de operar con un ancho de banda muy estrecho, menos de 200KHz. Esto permite al portador operar en bandas de guarda de otros servicios LTE, ofreciendo partes del espectro que de otro modo no se utilizarían.
El bajo consumo de energía proviene de la capacidad de “dormir” durante largos períodos entre la recepción de datos, conocida como Recepción Discontinua Extendida (eDRX). Además, el Modo de Ahorro de Energía (PSM) permite que la radio se apague completamente y no necesita volver a conectarse a la red cuando se enciende de nuevo; sin embargo no puede recibir ningún dato en el PSM.
Como resultado, el NB-IoT es más adecuado para aquellos dispositivos estacionarios que envían cantidades muy pequeñas de datos (menos de 5MB por mes), pueden tolerar largas latencias y están ubicados en lugares a los que otras tecnologías tendrían dificultades para hacer llegar la señal.
¿Para qué aplicaciones sirve NB-IoT?
Es probable que muchas aplicaciones que antes usaban 2G sean aplicables para NB-IoT.
Los medidores inteligentes son un gran candidato. Como un activo que puede estar en lo profundo de un edificio, se beneficiará del aumento de la penetración del NB-IoT y sólo necesita enviar pequeñas cantidades de datos, que pueden tener largas latencias.
Los sensores remotos para ciudades inteligentes, entornos industriales, agrícolas o residenciales son ideales para esta tecnología. Cuando los atributos que están siendo monitoreados cambian lentamente, como la temperatura y la humedad ambiental, pueden trabajar dentro de los límites de las tasas de datos y se beneficiarán de una mayor duración de la batería.
Las aplicaciones sensibles al precio que necesitan un bajo costo de propiedad también deben considerar el NB-IoT como una buena opción. Los largos ciclos de vida del producto, la capacidad de trabajar en lugares remotos y los módulos de bajo costo hacen que los despliegues masivos IoT sean económicamente viables.
La seguridad es una preocupación cada vez mayor para los desarrolladores de productos IoT. El desarrollo de la NB-IoT incluyó características de «seguridad por diseño», lo que la hace adecuada para aplicaciones que requieren una comunicación segura. Más allá de los niveles de seguridad incorporados, somos capaces de superponer una Red Privada Virtual (VPN) gestionada con conexiones encriptadas para proteger los datos mientras atraviesan la Red para llegar a los servidores de su empresa.
Sin embargo, aquellas aplicaciones que requieren una mayor velocidad de datos, actualizaciones Over-the-Air o bajas latencias no se adaptarán bien a NB-IoT, sino que serán buenos candidatos para LTE-M, que es comparable a 3G.
¿Cómo empiezo a usar NB-IoT?
Si tiene claro que su próxima generación de dispositivos necesitará soportar NB-IoT (incluso si tienen un respaldo 2G), tendrá que ser consciente de algunas cosas que tendrá que hacer de forma diferente desde una perspectiva técnica.
Mientras que muchos dispositivos IoT actualmente envían datos a través del Protocolo de Transferencia de Hipertexto (HTTP), un dispositivo NB-IoT debería utilizar el Protocolo de Aplicación Restringida (CoAP). Este es muy similar al HTTP, pero ha sido diseñado para dispositivos restringidos y es muy ligero. Los ingenieros familiarizados con el HTTP no deberían tener problemas para trabajar con el CoAP, pero vale la pena entender que esto significará hacer cambios en su servidor, así como en el dispositivo que está enviando los datos.
La otra gran diferencia es que las llamadas de voz no están soportadas y los protocolos de Servicio de Mensajes Cortos (SMS) no están ampliamente soportados. Esto significará que cualquier producto que haga uso de los mensajes SMS para actualizar la configuración tendrá que utilizar un método alternativo a través de IP, como poner en cola los mensajes para los enlaces descendentes.
Para empezar, necesitará hardware de desarrollo y algunas tarjetas SIM. Podemos proporcionar tarjetas SIM de prueba en formatos incrustados de 2FF, 3FF, 4FF o soldables. Nuestro experto equipo técnico estará disponible para responder a cualquier pregunta que pueda tener.
Las tarjetas SIM se gestionan y controlan a través de nuestra plataforma de gestión de tarjetas SIM, SIMPro, líder en el sector. Los módulos NB-IoT de bajo coste de fabricantes como uBlox, Quectel y otros están actualmente disponibles para su producción en serie. Estaremos encantados de aconsejarle sobre lo que puede ser más adecuado para sus dispositivos.
La elección de Wireless Logic para su conectividad LPWAN no sólo le da acceso a nuestra plataforma agnóstica de operador de red y a nuestra experiencia, sino que también añade capas de seguridad a sus conexiones. Para explorar cómo empezar a desarrollar su dispositivo NB-IoT, póngase en contacto con nosotros o explore más a fondo LPWAN.
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