Las redes de Internet de los objetos (IoT) ampliarán masivamente el uso de las comunicaciones móviles más allá de los teléfonos inteligentes y las tabletas a una extraordinaria gama de aplicaciones y dispositivos conectados, incluidos muchos productos que aún no se han inventado.
Aunque muchas aplicaciones IoT sólo requieren conexiones inalámbricas de corto alcance, un número significativo requiere conexiones de mayor alcance. Algunos ejemplos son los contadores de servicios públicos, los sensores de control de tierras de cultivo o los módulos telemáticos de seguimiento de camiones en rutas fuera de carretera.
Aquí es donde entra en juego el IoT celular (como los routers industriales), especialmente los dos estándares de IoT celular que están a punto de dominar el mercado: NB-IoT y LTE-M. Exploremos estos dos estándares, sus usos potenciales y algunas opciones de implementación para los fabricantes de dispositivos que buscan aumentar la conectividad celular.
Por qué necesitamos NB-IoT y LTE-M
LTE-M (Long Term Evolution of Machines) y NB-IoT (Narrowband Internet of Things) son normas creadas por 3GPP, la organización de normalización responsable de LTE y 5G. Permiten a los operadores aprovechar la infraestructura celular existente para apoyar el despliegue generalizado de dispositivos IoT. Como funcionan en espectro autorizado, son seguros, fiables y ofrecen una calidad de servicio garantizada.
Tanto LTE-M como NB-IoT son comunicaciones de máquina a máquina (M2M), también conocidas como comunicaciones de tipo máquina (MTC). Contribuyen a hacer posibles aplicaciones como las ciudades inteligentes, la vigilancia del medio ambiente o el seguimiento de activos, entre otras.
Por supuesto, las operadoras ya utilizan redes 2G y 3G más antiguas para algunas aplicaciones IoT, como el seguimiento de flotas. Pero LTE-M y NB-IoT son diferentes porque están diseñados y optimizados para dispositivos IoT que pueden comunicar pequeñas cantidades de datos durante largos periodos de tiempo. Como resultado, son más sencillos y tienen mucha menos sobrecarga que otros estándares celulares. Convierte a:
El consumo de energía extremadamente bajo proporciona al dispositivo una autonomía de hasta 10 años. Por eso estas redes se denominan a veces redes de área extensa de bajo consumo (LPWAN).
Gran cobertura, amplio alcance - varias veces mejor que LTE.
Hardware de bajo coste gracias a su menor complejidad y a las economías de escala.
Cada estación base puede alojar hasta 100.000 dispositivos o más porque cada dispositivo tiene unos requisitos de caudal de datos muy bajos y la tecnología de software optimizada permite a la estación base comunicarse con un gran número de dispositivos IoT.
NB-IoT y LTE-M son los sucesores naturales de los estándares celulares más antiguos para las aplicaciones existentes, y también impulsarán el desarrollo de aplicaciones completamente nuevas. Imagínese que las administraciones locales pudieran determinar cuándo hay que vaciar los contenedores, identificar plazas de aparcamiento libres y supervisar automáticamente las condiciones medioambientales y de las carreteras.
El siguiente diagrama muestra algunos de los casos de uso de IoT soportados por aplicaciones MTC a gran escala y MTC críticas. El MTC a gran escala se basa en tecnologías LPWAN, incluidas NB-IoT y LTE-M, mientras que el MTC crítico requerirá comunicaciones en tiempo real con muy baja latencia y alta fiabilidad.
Diferencias entre LTE-M y NB-IoT
La siguiente tabla compara las características de LTE-M y NB-IoT. Las mayores diferencias son el ancho de banda y el soporte de voz, pero a efectos prácticos es probable que las diferencias para los desarrolladores de dispositivos IoT sean menores. NB-IoT puede consumir menos energía y el hardware necesario puede ser ligeramente más complejo.
El poder del IoT móvil
Quizá la mayor razón por la que NB-IoT y LTE-M son tan importantes es su tremendo impulso en el sector. Según la GSMA*, en julio de 2018 los operadores habían lanzado 58 redes NB-IoT y LTE-M, que cubren la mayoría de los principales mercados del mundo.
China ya ha estandarizado NB-IoT, creando un mercado potencialmente grande que puede ayudar a impulsar el desarrollo de soluciones IoT. En Estados Unidos, algunos operadores (entre ellos Verizon y AT&T) han lanzado primero redes LTE-M, pero también están previstas redes NB-IoT.
¿Qué les importa a los fabricantes de dispositivos?
En los próximos años, es probable que veamos a miles de empresas diseñando nuevos productos para aprovechar las oportunidades que ofrece el IoT celular. He aquí algunas consideraciones clave para los fabricantes de dispositivos:
Es importante tener en cuenta los pasos necesarios para obtener la certificación de operador necesaria para conectarse a una red autorizada. Aprovechar la experiencia de los socios de RF puede ayudar a superar este reto.
Las redes NB-IoT y LTE-M recibirán un fuerte apoyo para maximizar las ventas potenciales. Afortunadamente, han aparecido chipsets de modo dual que permiten a los fabricantes de dispositivos construir un único producto para su despliegue global.
Se espera que muchos dispositivos IoT funcionen de forma fiable sobre el terreno hasta 10 años sin necesidad de mantenimiento. Por lo tanto, los componentes IoT celulares deben ser extremadamente fiables y las piezas de repuesto deben estar disponibles a largo plazo.
NB-IoT y LTE-M no han hecho más que empezar. En los próximos años, estas redes celulares de bajo consumo abrirán la puerta a un sinfín de nuevas aplicaciones, conectando miles de millones de dispositivos que necesitan conectarse a distancia y prolongar la duración de la batería. Para los fabricantes de dispositivos IoT, garantizar que los productos sean compatibles con ambos estándares maximizará las oportunidades.