Los 14 protocolos y estándares IoT más populares para su empresa

Los protocolos del Internet de las Cosas (IoT) son conjuntos de reglas y normas IoT que permiten a los dispositivos y sistemas comunicarse e intercambiar datos en el entorno IoT.

Estos protocolos definen cómo se conectan, transmiten e interpretan los datos los dispositivos, garantizando la interoperabilidad y la comunicación sin fisuras entre diferentes dispositivos y plataformas IoT.

En general, los protocolos IoT son importantes para permitir una comunicación sin fisuras, garantizar la seguridad, la escalabilidad, la eficiencia energética y la gestión eficaz de los datos en los ecosistemas IoT.

Estos protocolos benefician a diversas partes interesadas, como fabricantes de dispositivos, proveedores de servicios y desarrolladores de aplicaciones, al permitirles desarrollar soluciones IoT innovadoras e interconectadas.

Bill Ray, distinguido vicepresidente analista de la empresa de investigación Gartner Inc. dijo a Techopedia:

“Para que los distintos componentes de la IO se comuniquen entre sí, tienen que hablar más o menos el mismo idioma. Eso significa que tienen que acordar un protocolo que van a utilizar para comunicarse».

Cuando se construye un ecosistema IoT o se incorporan nuevos dispositivos a uno ya existente, es crucial elegir la plataforma de comunicación que mejor se adapte a tus necesidades de despliegue, dijo Kevin Jones, vicepresidente de incubación de productos de KORE Wireless, proveedor de soluciones IoT. Y añade:

“Los protocolos y estándares IoT desempeñan un papel vital a la hora de facilitar una comunicación fluida entre todos los dispositivos conectados en red, al tiempo que mantienen las medidas de seguridad de tu sistema IoT. Además, al aprovechar los protocolos basados en normas respaldados por organismos de normalización activos y respetados, se simplifican las inversiones en infraestructura de comunicaciones y seguridad, al tiempo que se maximiza la extensibilidad.”

En este artículo, exploramos los protocolos y estándares IoT más populares para ayudarte a elegir los que mejor se adapten a tu proyecto IoT particular.

Resumen Resumen

1. Puntos clave
2. ¿Cuáles son las capas de la arquitectura IoT?
3. Los 14 principales protocolos y normas de comunicación del IoT
   1. Protocolos de comunicación - Área amplia
   2. Protocolos de comunicación - Área local
   3. Protocolos de aplicación
4. ¿Cómo elegir el protocolo adecuado para tu caso empresarial particular?
5. Lo esencial
6. Preguntas frecuentes

Ver más

Resumen

1. Puntos clave
2. ¿Cuáles son las capas de la arquitectura IoT?
3. Los 14 principales protocolos y normas de comunicación del IoT
   1. Protocolos de comunicación - Área amplia
   2. Protocolos de comunicación - Área local
   3. Protocolos de aplicación
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4. ¿Cómo elegir el protocolo adecuado para tu caso empresarial particular?
5. Lo esencial
6. Preguntas frecuentes

¿Cuáles son las capas de la arquitectura IoT?

La arquitectura IoT es el marco que describe la organización y la comunicación entre los distintos componentes de un sistema IoT. Actúa como guía para crear y ejecutar soluciones IoT.

Las capas de la arquitectura IoT de abajo a arriba son:

1. La capa física: La capa más baja de la pila de red IoT, la capa física, es responsable de la transmisión física de datos entre los dispositivos físicos y la infraestructura de red. Esta capa incluye los componentes físicos, como sensores, actuadores, pasarelas y protocolos de comunicación, que permiten a los dispositivos conectarse y comunicarse.
2. La capa de enlace de datos: Esta capa se encarga de corregir los errores causados por anomalías de hardware o daños en la capa física. La capa de enlace de datos conecta varios dispositivos para facilitar la transferencia de datos a través de la capa de red.
3. La capa de red: La capa de red gestiona la transferencia de datos determinando su destino y temporización. Dentro de la capa de red, los routers son fundamentales, ya que dirigen los paquetes de datos hacia donde deben ir.
4. La capa de transporte: Esta capa establece y gestiona la comunicación entre dispositivos y redes. Garantiza una transmisión de datos fiable y segura a través de diversos protocolos de comunicación.
5. La Capa de Sesión: La capa de sesión es un programador de los datos entrantes y salientes en un sistema IoT. Cuando dos dispositivos deben comunicarse, el sistema tiene que programar esta interacción iniciando una sesión.
6. La capa de presentación: La capa responsable de cifrar y convertir los datos recogidos por los dispositivos IoT es la capa de presentación, que permite a la capa de aplicación mostrar los datos en un formato legible.
7. La capa de aplicación: Incluye las aplicaciones web y móviles que permiten a los dispositivos de un sistema IoT interactuar entre sí.

Los 14 principales protocolos y normas de comunicación del IoT

Hay muchos protocolos y normas diferentes para el Internet de las Cosas, porque los distintos casos de uso probablemente requerirán dispositivos y protocolos diferentes.

«Desglosémoslo en protocolos de comunicación físicos/de red, que se encargan del ensamblaje físico de los bits en un cable o interfaz aérea y los envían a un receptor (y viceversa), y protocolos de aplicación, que utilizan las aplicaciones para hablar con las capas de red y obtener acceso para enviar y recibir esos datos», dijo Jones.

Protocolos de comunicación – Área amplia

Según Jones, estos protocolos pueden utilizarse directamente desde los activos sensoriales del punto final de IoT (sensor, actuador o pantalla) o mediante una pasarela de comunicaciones que agrega datos de múltiples activos sensoriales.

Telco (línea terrestre pura)

Incluye las conexiones de fibra y cobre (heredadas) desde una pasarela de punto final (router o módem).

Según Kevin Jones:

«Aunque su cobertura no es omnipresente, estas conexiones proporcionan los niveles más altos de disponibilidad y rendimiento, pero a menudo con el coste más elevado».

Móvil

«La familia de normas de banda ancha móvil (inalámbrica) 3GPP 2G/3G/4G/5G, etc., incluye un conjunto de categorías (subnormas) dentro de cada familia (por ejemplo, Cat-1 para 4G) que proporcionan velocidades que van desde menos de un kilobit por segundo hasta cientos de megabits por segundo», explicó Jones.

«En general, las categorías de mayor velocidad también tienen el menor retardo (latencia) de ida y vuelta a través de la red de acceso de radio celular y el núcleo (red interna de enrutamiento celular)».

Satélite

Según Jones, cuando la telefonía fija y la móvil no están disponibles (sobre el océano y otros lugares remotos), los satélites de órbita terrestre baja, incluidas las constelaciones de colaboración, como StarLink, ofrecen distintos niveles de rendimiento y latencia.

«Si el caso empresarial justifica la conectividad a un coste mayor, el satélite puede ser una opción viable».

Protocolos de comunicación – Área local

Estos protocolos de comunicación inalámbrica se utilizan para conectar activos sensoriales a una pasarela de comunicaciones, por ejemplo, un router celular.

Wi-Fi

Además de conectar la oficina remota, el Wi-Fi proporciona una conexión de red de alta velocidad entre los activos sensoriales y las pasarelas. Jones añadió:

«Y con la norma HaLow, a veces compite con las redes LoRa/LoRaWAN, pero con mayor velocidad y direccionamiento IP».

LoRa/LoRaWAN

Un cruce entre un protocolo de red de área local (LAN) y de red de área amplia (WAN), LoRa/LoRaWAN se despliega a menudo para proporcionar una conexión de muy bajo coste y bajo ancho de banda a sensores a los que otros protocolos LAN no pueden llegar, dijo Jones.

Bluetooth

Bluetooth es un protocolo punto a punto o de malla que utiliza bandas sin licencia. Se utiliza mucho en entornos de consumo y cada vez más en entornos comerciales, según Jones.

Zigbee

Es un protocolo punto a punto o de malla que utiliza bandas sin licencia y se utiliza mucho en entornos industriales (plantas) y grandes redes de IoT. Zigbee está regido por la Alianza Zigbee.

Z-Wave

Protocolo punto a punto o de malla muy utilizado en la automatización doméstica. Z-Wave está gobernado por la Z-Wave Alliance.

Protocolos de aplicación

MQTT

MQTT es un protocolo de red ligero, de publicación-suscripción, diseñado para la comunicación de máquina a máquina y los servicios de cola de mensajes. Jones dijo:

«Está diseñado específicamente para facilitar las conexiones en ubicaciones remotas que operan con un ancho de banda de red limitado».

Protocolo de Aplicación Restringida (CoAP)

CoAP se parece a HTTP en su función de protocolo de transferencia de documentos; sin embargo, está diseñado específicamente para dispositivos limitados.

Máquina a máquina ligera (LwM2M)

LwM2M aprovecha CoAP para proporcionar un protocolo de gestión de dispositivos y de telemetría que satisface dos necesidades críticas, la gestión de dispositivos y el transporte seguro de telemetría a las capas de aplicación, con una única familia de protocolos, según Jones.

Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP)

HTTP es un protocolo de aplicación o conjunto de reglas que permite a los usuarios comunicar datos (texto, sonidos, imágenes, archivos de vídeo, etc.) en la web.

Protocolo seguro de transferencia de hipertexto (HTTPS)

HTTPS es un protocolo que utiliza la encriptación para proteger la comunicación y la transferencia de datos entre el navegador web de un usuario y un sitio web, según Jones.

Protocolo de control de transmisiones (TCP) y Protocolo de datagramas de usuario (UDP)

Aunque los protocolos de aplicación se construyen sobre TCP y UDP, hay ocasiones en que puede ser necesaria una versión «reducida», según Jones. En estos casos, puede que necesites un protocolo «personalizado». Dijo:

“Ten en cuenta que las normas de construcción e integridad de paquetes TCP y UDP deben seguir manteniéndose en todo momento. Esto también significa que el autor del protocolo de aplicación «personalizado» basado en TCP/UDP debe tener mucho cuidado en el diseño, la documentación, la seguridad y el mantenimiento de su implementación.”

¿Cómo elegir el protocolo adecuado para tu caso empresarial particular?

Hay muchos protocolos de comunicación IoT en el mercado, lo que significa que tienes que averiguar cuál de estas tecnologías de comunicación IoT es la adecuada para ti.

Para determinar qué protocolo se adapta mejor a tu caso empresarial concreto, debes trazar un mapa de tus casos de uso, geografía, necesidades de aplicación y capacidades de los activos sensoriales, e invertir tiempo en comprender a fondo cómo encajan todas las piezas, según Jones.

También identificó varios pasos cruciales a seguir:

Doug Roberson, director de operaciones de Shelly USA, proveedor de soluciones de automatización, añadió:

«Las organizaciones deben evaluar el coste de implantación y funcionamiento, teniendo en cuenta los costes de hardware y red».

Lo esencial

Los protocolos y normas IoT son importantes porque las organizaciones necesitan la mayor interoperabilidad posible entre distintos dispositivos, plataformas y aplicaciones, dijo David Ciccarelli, fundador y director general de la plataforma de alquiler vacacional online Lake.

«Dado que los productos IoT pueden variar enormemente, los protocolos estándar garantizan unas comunicaciones sin fisuras. La normalización también mejora la escalabilidad, la velocidad y la seguridad general», concluyó.

Preguntas frecuentes