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Comunicaciones IoT. LTE-M, NB-IoT y 5G

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Cellular IoT

5G está causando un gran impacto en IoT, lo que permite una amplia gama de nuevos dispositivos y arquitecturas de plataforma. Esperamos que esto pueda significar innovaciones como la gestión automatizada del ciclo de vida, la división de redes, las redes definidas por software y las aplicaciones de redes distribuidas optimizadas para la nube.

Los teléfonos móviles ya están en transición a 5G, pero el futuro de IoT está en el horizonte. Todo eso es muy emocionante para la industria, pero descifrar el lío de acrónimos técnicos que rodean la tecnología 5G puede limitar nuestra capacidad de comprender cómo 5G cambiará el panorama de IoT. 

La popularidad y la ubicuidad de los dispositivos IoT han llevado al surgimiento de opciones de redes de área amplia (LP-WAN) de bajo consumo como SigFox y LoRa.

Las opciones celulares tradicionales, como las redes 3G, 4G y LTE, consumen demasiada energía. Además, no se adaptan bien a las aplicaciones en las que solo se transmite una pequeña cantidad de datos con poca frecuencia, por ejemplo, medidores para leer los niveles de agua, el consumo de gas o el uso de electricidad.

Cellular IoT intenta responder a la búsqueda incesante de mejores aplicaciones de bajo consumo y largo alcance.

IoT celular significa: pocos datos a lo largo de muchos kilómetros. Uno de los factores detrás de la popularidad de la tecnología IoT celular es que permite aprovechar la infraestructura GSM densa y confiable existente, lo que significa un mejor rendimiento y economía al mismo tiempo. Sin embargo, debe quedar claro que las opciones celulares estándar y bien establecidas, como 2G, 3G o LTE consumen mucha energía y, por lo tanto, no van bien con las aplicaciones habituales de IoT, donde solo se envían pequeñas cantidades de datos de forma intermitente, como medidores inteligentes, sensores y actuadores agrícolas, dispositivos de seguimiento de activos, equipo inteligente para el cuidado de la salud y muchos más.

CAT-1

Cat-1 representa un impulso inicial hacia la conexión de dispositivos IoT mediante redes LTE existentes. Si bien el rendimiento es inferior a las redes 3G, es una excelente opción para aplicaciones IoT que requieren una interfaz de navegador o voz. La principal atracción es que ya está estandarizado y, lo que es más importante, la transición a la red Cat-1 es sencilla. Los expertos predicen que a medida que las tecnologías 3G, y eventualmente 4G, desaparezcan, las redes Cat-1 (y Cat-M1) ocuparán su lugar.

CAT-0

Para que las redes IoT basadas en LTE tengan éxito, deben tener las siguientes características: 1) batería de larga duración, 2) bajo costo, 3) compatibilidad con un gran volumen de dispositivos, 4) cobertura mejorada (mejor penetración de la señal a través de las paredes, por ejemplo). ), y 5) de largo alcance/amplio espectro.

Cat-0 optimiza el costo ya que eliminó funciones que admitían requisitos de alta velocidad de datos para Cat-1 (cadena de receptor doble, filtro dúplex). Si bien Cat-1 está reemplazando a 3G, Cat-0 es el protocolo que sienta las bases para que Cat-M reemplace a 2G como la opción más económica.

Cat-M1/Cat-M/LTE-M

Cat-M (oficialmente conocido como LTE Cat-M1) a menudo se considera la segunda generación de chips LTE creados para aplicaciones de IoT. Completa la reducción de costos y consumo de energía para la cual Cat-0 preparó el escenario originalmente. Al limitar el ancho de banda máximo del sistema a 1,4 MHz (a diferencia de los 20 MHz de Cat-0), Cat-M tiene aplicaciones específicas para aplicaciones LPWAN como la medición inteligente, en las que solo se requiere una pequeña cantidad de transferencia de datos.

Pero la verdadera ventaja de Cat-M sobre otras opciones radica en esto: Cat-M es compatible con la red LTE existente. Para operadores como Verizon y AT&T, esta es una gran noticia, ya que no tienen que gastar dinero para construir nuevas antenas, aunque la integración de Cat-M en redes LTE requiere un parche de software. Las bases de clientes existentes de Verizon y AT&T probablemente concluirán que Cat-M es, con mucho, la mejor opción. Por último, es casi seguro que las tecnologías 5G y LTE coexistirán hasta bien entrada la década de 2020, por lo que la retrocompatibilidad de Cat-M es una ventaja.

LTE-M es la tecnología por la que está apostando Movistar y orange: https://adslzone.net/2017/09/20/orange-desplegara-lte-m-en-sus-redes-4g-este-mismo-ano/ 

NB-IoT/Cat-M2

NB-IoT (también llamado Cat-M2) tiene un objetivo similar al de Cat-M; sin embargo, utiliza modulación DSSS en lugar de radios LTE. Por lo tanto, NB-IoT no opera en la banda LTE, lo que significa que los proveedores tienen un costo inicial más alto para implementar NB-IoT.

No obstante, NB-IoT se promociona como la opción potencialmente menos costosa, porque elimina la necesidad de una puerta de enlace. Otras infraestructuras suelen tener puertas de enlace que agregan datos de sensores, que luego se comunican con el servidor principal. Sin embargo, con NB-IoT, los datos del sensor se envían directamente al servidor principal. Por ese motivo, Huawei, Ericsson, Qualcomm y Vodafone están invirtiendo activamente en aplicaciones comerciales de NB-IoT.

Vodafone ha apostado por Narrowband IoT en España: https://www.vodafone.es/c/empresas/es/narrowband-iot/ 

Movistar ofrece las dos tecnologías NB-IoT y LTE-M: https://www.xatakamovil.com/movistar/telefonica-aumenta-despliegue-tecnologia-iot-cuenta-2-6-millones-lineas-activas-espana 

LTE-M vs NB-IoT

Tanto LTE-M como IoT de banda estrecha son:

  • Estándares de IoT celular creados en torno al concepto de LPWAN que se desarrolló para extender la vida útil de la batería de los dispositivos con recursos limitados y puede funcionar de manera efectiva a distancias de alrededor de 20 a 150 kilómetros.
  • Preparados para el futuro: son parte de 3GPP y 5G, el futuro líder de la tecnología de conectividad
  • Estandarizado, seguro y administrado por el operador dentro del espectro licenciado.
  • Diseñado para aplicaciones IoT que son de bajo costo, funcionan con velocidades de datos bajas, necesitan una batería de larga duración y se usan con frecuencia en lugares de difícil acceso.
  • Una opción obvia para implementaciones M2M que buscan reemplazos 2G y 3G para dispositivos heredados con largos ciclos de vida que requieren una buena cobertura y una mayor duración de la batería.
  • Muy bajo consumo de energía, lo que permite una duración de la batería del dispositivo de hasta 10 años. Es por eso que estas redes a veces también se denominan redes de área amplia de baja potencia (LPWAN).
  • Largo alcance y cobertura muy amplia, varias veces mejor que LTE.
  • Hardware de bajo costo, debido a la complejidad reducida y economías de escala.
  • Hasta 100000 o incluso más dispositivos por estación base, porque cada dispositivo tiene requisitos de rendimiento de datos muy bajos y porque las técnicas de software optimizadas permiten que las estaciones base se comuniquen con una gran cantidad de dispositivos IoT.

A juzgar por la lista anterior, parece que las características que comparten LTE-M y Narrowband IoT prevalecen y que las dos tecnologías son casi sinónimos. Pero no es del todo así; la diferencia entre ellos radica en algunos parámetros clave y, nuevamente, esos son, de hecho, los factores decisivos en el proceso de decisión de elegir la opción de conectividad IoT celular adecuada para su implementación.

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.

La siguiente figura muestra algunos de los casos de uso de IoT habilitados por MTC masivo y aplicaciones críticas de MTC. El MTC masivo 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 confiabilidad.

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 pequeñas. NB-IoT puede usar un poco menos de energía y el hardware requerido puede ser un poco menos complejo.

La principal diferencia entre LTE-M y NB-IoT es el ancho de banda de frecuencia. Como sugiere el nombre NarrowBand, el ancho de banda de frecuencia para NB-IoT es considerablemente más bajo que para LTE-M. La tasa de rendimiento de datos también es mayor con LTE-M, con hasta 1 Mbit/s. Para NB-IoT, la velocidad de datos es mucho más baja, hasta 128 Kbit/s.

En términos de penetración en edificios, NB-IoT funciona mejor que LTE-M y, por lo tanto, está predestinado para aplicaciones estacionarias, especialmente en edificios y sótanos. LTE-M tiene una puntuación particularmente buena en las aplicaciones móviles de IoT porque la tecnología admite lo que se conoce como «traspaso», es decir, conmutación de celdas de radio sin interrupción.

EC-GSM (anteriormente EC-EGPRS)

EC significa Cobertura Extendida. EC-GSM es la red GSM optimizada para IoT, el protocolo inalámbrico que utiliza el 80 % de los teléfonos inteligentes del mundo. Como sugiere el nombre, EC-GSM se puede implementar en redes GSM existentes, una gran ventaja en términos de practicidad y modularidad, ya que una simple pieza de software permite la conectividad EC-GSM dentro de redes 2G, 3G y 4G. EC-GSM también tiene aplicaciones específicas en regiones no occidentales como Malasia y países de África y Medio Oriente, donde 2G sigue siendo un estándar popular. Se dice que Ericsson, Intel y Orange completaron las pruebas en vivo de EC-GSM a principios de este año. EC-GSM, sin embargo, no está generando tanta expectación como Cat-M o NB-IoT.

IoT celular 5G

A diferencia de las opciones de IoT celular anteriores, 5G aún no se ha definido oficialmente. Next Generation Mobile Networks Alliance (NGMN) está presionando para que las especificaciones sean 40 veces más rápidas que 4G y admiten hasta 1 millón de conexiones por kilómetro cuadrado. 5G ya está habilitando aplicaciones de gran ancho de banda y alta velocidad para transmisión Ultra-HD (4k), conectividad de automóviles autónomos o aplicaciones VR/AR.

Si es un proveedor de telefonía celular, se verá obligado a elegir una tecnología para implementar para cumplir con las aplicaciones de IoT de banda estrecha. Para los usuarios, es importante entender que estas diferentes opciones no necesariamente tienen que ser mutuamente excluyentes. Esto se extiende a otras redes LPWAN como SigFox o LoRa.

IoT cubre un amplio espectro de aplicaciones. A veces, necesita un gran ancho de banda, como con la vigilancia en tiempo real. Los medidores inteligentes y muchos casos de uso de ciudades inteligentes requieren una pequeña transferencia de datos una o dos veces al día. Esto significa que ninguna tecnología (incluso 5G) puede satisfacer las necesidades específicas de una solución/dispositivo IoT.

El 5G se está desarrollando principalmente en tres vías:

  • Banda ancha móvil mejorada o eMBB
  • IoT para servicios de misión crítica
  • IoT masivo
Banda Ancha Móvil Mejorada o eMBB (enhaced Mobile BroadBand)

5G ofrecerá velocidades de Gigabit y enormes cantidades de datos. Eso significa conectividad siempre activa en cualquier lugar y velocidades constantes similares a las de la fibra, sin importar el número de conexiones. Además de los servicios de banda ancha móvil de ultra-alta velocidad para teléfonos inteligentes, también se ofrecerán otros servicios como banda ancha fija para residencias y empresas, Realidad Virtual (VR) y Realidad Aumentada (AR), etc. Es importante recalcar que durante la transición a las nuevas redes y servicios 5G que se están implementando gradualmente, la red Gigabit 4G-LTE subyacente se mantendrá como alternativa (fallback) cuando los usuarios entren en áreas sin cobertura 5G.

IoT en Servicios de Misión Crítica

El sello distintivo del 5G es su capacidad para proporcionar una latencia ultra-baja y una fiabilidad extremadamente alta. Estas capacidades habilitarán aplicaciones, servicios y usos que no eran posibles con 4G. Por ejemplo, en la automatización industrial podrá reemplazar la conexión Ethernet por cable. Otras aplicaciones posibles son la cirugía remota, el control a distancia de operaciones peligrosas, etc.

IoT Masivo

IoT LTE hizo el trabajo de adaptar la tecnología pensada para smartphones a los dispositivos IoT con sus características específicas, como la baja velocidad, el bajo coste y el bajo consumo de energía. Ahora, esta tecnología IoT LTE está evolucionando hacia el IoT 5G Masivo. Uno de los avances específicos de 5G aplicado a IoT será la capacidad de admitir una densidad muy alta de dispositivos IoT en un área pequeña, llegando al millón de dispositivos por kilómetro cuadrado. El objetivo es conectar de manera eficiente cualquier dispositivo que pueda conectarse a Internet, sin saturar la red.

Evolución de IoT LTE a IoT 5G

IoT LTE es una de las tecnologías actuales que utilizan los dispositivos IoT para conectarse a la red. Esta tecnología junto con algunas otras, se engloban dentro del estándar 3GPP para redes LPWA (Low Power Wide Area).

Los dispositivos IoT tienen necesidades diversas. Hay aplicaciones como cámaras de vídeo que requieren velocidades y capacidades muy altas mientras que otras aplicaciones requieren velocidades bajas pero una duración de batería extremadamente larga. En función de sus necesidades se aplica la tecnología IoT adecuada. IoT LTE ha construido unos sólidos cimientos y aprovechando esta base, IoT 5G podrá llevar su rendimiento al siguiente nivel, permitiendo una densidad muy alta de dispositivos, así como una latencia muy baja y extrema fiabilidad. La asociación 3GPP, que desarrolla los estándares de comunicación móvil, publicó en la release 15 su adaptación para IoT 5G, una nueva interfaz de radio llamada 5G-NR (New Radio). 5G-NR tendrá soporte en banda para LTE y será totalmente compatible con versiones anteriores. Esto significa que los dispositivos IoT LTE de hoy funcionarán sin problemas cuando las redes se actualicen a 5G-NR.

5G-NR permitirá muchos nuevos usos que ahora no pueden realizarse con 4G. Los servicios de misión crítica 5G incluyen características como eURLLC (comunicación ultra-confiable de baja latencia) que ofrece una latencia próxima al milisegundo y CoMP (multipunto coordinado) que ofrece una fiabilidad muy alta. Los primeros módulos en darse a conocer en el mercado IoT 5G han sido los módulos 5G sub-6 y mmWave de Telit. Estos módulos con formato Data Card tipo M.2 y soporte para PCIe Gen3 y USB 3.1 son compatibles con la última generación 4G/5G release 15. Soportan SA y NSA así como una amplia gama de frecuencias en 5G FR1, 5G FR2 y LTE. También cuentan con un receptor GNSS de doble frecuencia GPS para una mayor precisión y soporte de voz LTE.  

A medida que el 5G comienza su implantación generalizada nos podemos preguntar si vale la pena seguir invirtiendo en IoT LTE o hemos de esperar a IoT 5G. O si somos una empresa que aún no han adoptado IoT LTE nos podríamos plantear si pasar directamente a IoT 5G. Invertir en IoT LTE hoy no solo satisface las necesidades del mercado actual, sino que también establece una base sólida para abordar las oportunidades del futuro de manera efectiva. La confrontación entre IoT LTE y IoT 5G no existe, no son conceptos contrarios sino complementarios. IoT LTE es la clave para el éxito en IoT 5G. La industria que quiera ser líder en IoT deberá tener una base sólida en IoT LTE o de lo contrario correrá el riesgo de ser adelantada por la competencia.

Más información:

Tarjetas SIM para Cellular IoT

1NCE

Web: https://1nce.com/en-eu/

Usaremos esta tarjeta IoT https://1nce.com/en-us/1nce-connect que tiene activado para España tanto LTE-M como NB-IoT. Es imprescindible que cada alumno que asista al curso tenga una tarjeta de este tipo. Podéis comprar esta tarjeta en https://shop.1nce.com/portal/shop/ y tarda aprox. 5 días en llegar.

Features: https://1nce.com/en-eu/1nce-connect/features/sim-cards/lte-m-sim

Más información sobre 1NCE: https://1nce-prod.s3.amazonaws.com/cla2qgpyd000i0vpec96hdqhl/attachments/clbozi6tw00qp0vn1gp0e10l7-1nce-usp-infographic-en.pdf

Developer hub: https://help.1nce.com/dev-hub/docs

API explorer: https://help.1nce.com/dev-hub/reference/api-welcome

Customer portal: https://help.1nce.com/dev-hub/docs/portal-dashboard

ThingsMobile

Web: https://www.thingsmobile.com/es/business 

Free SIM Card: https://www.thingsmobile.com/business/plans/free-sim-card que es gratuita

vale 15.50€ con 10€ de crédito. Solo LTE-M con Movistar

Cobertura y operadores: https://www.thingsmobile.com/es/business/cobertura/cobertura-y-operadores 

Tecnología: https://www.thingsmobile.com/es/business/thingsmobile/tecnologia 

Diferentes planes: https://www.thingsmobile.com/es/business/planes/descripcion

Hologram

Web https://hologram.io/ 

Get started con Hologram: https://dashboard.hologram.io/start 

Pricing: https://www.hologram.io/pricing/

Puedes comprar una gratuita: https://store.hologram.io/store/pilot-global-iot-sim-card/. Soporta CAT-M1 y cuesta 10 euros el envío.

Conectividad: https://www.hologram.io/products/cellular-connectivity/

Cobertura: https://www.hologram.io/coverage/

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Conceptos Básicos de Comunicaciones Seguras

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Puesto que la base de IoT es la comunicación, debemos establecer conexiones seguras, para ello es básico la autenticación y que la comunicación sea cifrada.

Que es TLS

Transport Layer Security (TLS) y Secure Sockets Layer (SSL) proporcionan un canal de comunicación seguro entre un cliente y un servidor. En el núcleo, TLS y SSL son protocolos criptográficos que utilizan un mecanismo de handshake para negociar varios parámetros para crear una conexión segura entre el cliente y el servidor. Una vez completado el handshake, se establece una comunicación cifrada entre el cliente y el servidor y ningún atacante puede escuchar cualquier parte de la comunicación. Los servidores proporcionan un certificado X509 (normalmente emitido por una autoridad de confianza) que los clientes utilizan para verificar la identidad del servidor.

Wikipedia: https://es.wikipedia.org/wiki/Seguridad_de_la_capa_de_transporte 

Porque es TLS Importante

Imagine que está enviando una postal. Está claro quién es el destinatario de la tarjeta y el cartero se asegurará de que llegue la tarjeta. Pero, nada impide que el cartero lea el contenido de la tarjeta. De hecho, todas las personas que participan en la entrega de la postal pueden leer el contenido de la misma. Un trabajador postal malintencionado podría incluso alterar el contenido de su tarjeta!

La esencia de este escenario también se aplica a las redes informáticas en general y a Internet en particular. El uso de TCP/IP simple es como enviar una postal. El paquete TCP pasa a través de muchos componentes de la infraestructura (routers, cortafuegos, puntos de intercambio de Internet) antes de llegar al objetivo. Cada participante en el camino puede leer el contenido del paquete en texto claro (e incluso modificarlo). Este no es un escenario ficticio, la historia reciente muestra que el tráfico de Internet es frecuentemente intervenido por agencias de inteligencia. Aunque la mayoría de los atacantes no tienen muchos recursos para escuchar a escondidas su conexión, no es difícil para los atacantes sofisticados realizar ataques Man-In-The-Middle.

TLS es todo acerca de proporcionar un canal de comunicación seguro. TLS garantiza que el contenido de su comunicación no puede ser leído o alterado por terceros, asumiendo que se utilicen suites de cifrado seguras y que no haya ataques no descubiertos en la versión de TLS utilizada.

TLS es en realidad sólo una versión más reciente de SSL. Corrige algunas vulnerabilidades de seguridad en los protocolos SSL anteriores.

Aquí está el historial completo de las versiones de SSL y TLS:

  • SSL 1.0 – nunca se ha publicado debido a problemas de seguridad.
  • SSL 2.0 – lanzado en 1995. Desaparecido en 2011. Ha tenido problemas de seguridad.
  • SSL 3.0 – lanzado en 1996. Se depreció en el 2015. Ha tenido problemas de seguridad.
  • TLS 1.0 – lanzado en 1999 como una actualización a SSL 3.0. La depreciación prevista para el año 2020.
  • TLS 1.1 – publicado en 2006. La depreciación prevista para el año 2020.
  • TLS 1.2 – publicado en 2008.
  • TLS 1.3 – lanzado en 2018.

No sólo es TLS más seguro y eficiente, sino que la mayoría de los navegadores web modernos ya no soportan SSL 2.0 y SSL 3.0. Por ejemplo, Google Chrome dejó de ser compatible con SSL 3.0 en 2014 y la mayoría de los principales navegadores tienen previsto dejar de ser compatibles con TLS 1.0 y TLS 1.1. Google empezó a mostrar notificaciones de advertencia ERR_SSL_OBSOLETE_VERSION en Chrome.

Navegadores que usan TLS 1.3: https://caniuse.com/tls1-3 

Para comprobar la versión SSL que usa el navegador, ver: https://www.howsmyssl.com/ 

Información del INCIBE: https://www.incibe.es/protege-tu-empresa/blog/si-tu-web-cuenta-certificado-seguridad-comprueba-utilizas-version-segura-del 

Más información:

Certificados SSL

¿Qué es un certificado SSL? Básicamente podemos decir que es un estándar de seguridad global que permite que los datos transferidos al navegar vayan cifrados correctamente. Evita que la información enviada entre un navegador y un servidor pueda ser filtrada. 

Para establecer esta conexión segura, se instala en un servidor web un certificado SSL (también llamado «certificado digital») que cumple dos funciones:

  • Autenticar la identidad del sitio web, garantizando a los visitantes que no están en un sitio falso.
  • Cifrar la información transmitida.

Los certificados SSL son emitidos por Autoridades de Certificación (CA), que son organizaciones de confianza a cargo de verificar la identidad y legitimidad de la entidad que solicita un certificado.

La autoridad de certificación (CA), también a veces referido como autoridad de certificación, es una empresa u organización que actúa para validar las identidades de las entidades (como sitios web, direcciones de correo electrónico, empresas o personas individuales) y vincularlas a claves criptográficas mediante la emisión de documentos electrónicos conocidos como Certificados digitales. Un certificado digital proporciona:

  • Autenticación, al servir como credencial para validar la identidad de la entidad a la que se expide.
  • Cifrado, para una comunicación segura a través de redes inseguras como Internet.
  • Integridad de documentos firmados con el certificado para que no puedan ser alterados por un tercero en tránsito.

El rol de la CA es recibir solicitudes de certificados, autenticar las solicitudes, emitir certificados y mantener información sobre el estado de los certificados emitidos.

Hay varios tipos de certificados SSL según la cantidad de nombres de dominio o subdominios que se tengan, como por ejemplo:

  • Único: asegura un nombre de dominio o subdominio completo (FQDN).
  • Comodín: cubre un nombre de dominio y un número ilimitado de sus subdominios.
  • Multidominio: asegura varios nombres de dominio.

Otros tipos de certificados dependen del nivel de validación requerido, como por ejemplo:

  • Validación de dominios: este nivel de validación es el más económico y brinda un cifrado básico y la verificación del titular del registro del nombre de dominio. Este tipo de certificado se entrega en unos minutos o unas pocas horas.
  • Validación de organización: además del cifrado básico y la verificación del titular del registro del nombre de dominio, autentica algunos detalles del propietario, como el nombre y su dirección. Este tipo de certificado se entrega en unas pocas horas o algunos días.
  • Validación extendida (EV): proporciona el mayor nivel de seguridad debido a la investigación exhaustiva que se lleva a cabo antes de emitir este certificado según lo estipulado en las pautas establecidas por el consorcio de la industria de certificados SSL. Además de la autenticación de la entidad y la titularidad del registro del nombre de dominio, se verifica la existencia legal, física y operativa de la entidad. Este tipo de certificado se entrega en unos días o semanas.

Coste de certificados: https://www.ssl.com/es/certificados/ 

Certificado Raíz: En criptografía y seguridad informática, un certificado raíz es un certificado de clave pública sin firma o autofirmado que identifica la autoridad de certificación raíz (CA). Un certificado raíz forma parte de un esquema de infraestructura de clave pública. La variedad comercial más común está basada en el estándar ITU-T X.509, el cual normalmente incluye una firma digital de una autoridad de certificación.

En SSL/TLS, S/MIME y otras aplicaciones de Certificados X.509, se utiliza una jerarquía de certificados para verificar la validez del emisor de un certificado. Esta jerarquía se conoce como cadena de confianza. En una cadena de confianza, los certificados son emitidos y firmados por certificados que viven más arriba en la jerarquía.

Es fácil ver una cadena de confianza por sí mismo al inspeccionar un HTTPS certificado del sitio web. Al comprobar certificado SSL /TLS en un navegador web, encontrará un desglose de la cadena de confianza de ese certificado digital, incluido el ancla de confianza, los certificados intermedios y el certificado de entidad final. Estos diversos puntos de verificación están respaldados por la validez de la capa anterior o «enlace», que se remonta al ancla de confianza.

Firma digital: https://firmaelectronica.gob.es/Home/Ciudadanos/Firma-Electronica.html 

Comprobar seguridad de un certificado SSL:

Más información:

Noticias sobre certificados SSL:

Cómo Funciona la Comunicación Segura

Pasos:

  1. La CA genera el certificado del servidor (srv.crt) con la clave pública (paso previo ya hecho).
  2. El cliente se conecta al servidor y recibe el certificado del servidor.
  3. El cliente verifica que el certificado del servidor ha sido firmado por una autoridad de certificación (CA) válida.
  4. El cliente cifra la comunicación con la clave pública del certificado ya validado.
  5. La comunicación cifrada sólo puede ser descifrada con la clave privada del servidor que en ningún momento ha salido del servidor.

Más información:

Certificados Gratuitos con Let’s Encrypt

Let’s Encrypt​ es una autoridad de certificación que se puso en marcha el 12 de abril de 2016 y que proporciona certificados X.509 gratuitos para el cifrado de Seguridad de nivel de transporte (TLS) a través de un proceso automatizado diseñado para eliminar el complejo proceso actual de creación manual, la validación, firma, instalación y renovación de los certificados de sitios web seguros.

Su objetivo es cifrar toda la web y hacerla un lugar que respete más la privacidad. Google ha estado fuertemente empujando a HTTPS en todas partes durante los últimos años. Y Let’s Encrypt realmente ha comenzado a tener un gran impacto en la industria, especialmente en lo que se refiere a hospedaje SSL de forma gratuita.

Sólo se emiten certificados de dominio validado, no se ofrecerá la validación de organizaciones certificados de validación extendida, esto significa que los certificados no tienen una garantía, que asegura al usuario final contra pérdida de dinero al enviar un pago a un sitio web asegurado por SSL.

No cualquiera puede de repente convertirse en una autoridad de certificación, porque se necesita la confianza de diferentes plataformas. Exploradores y dispositivos confían en una entidad emisora de certificados (CA) aceptando el certificado raíz en su almacén raíz, que básicamente es una base de datos aprobado por CA que viene preinstalada con el explorador o el dispositivo.

Microsoft, Mozilla, Apple, todos tienen sus propios almacenes de raíz. Así que para convertirse en una entidad emisora de certificados, necesita tener la confianza de algunos de los grandes nombres de la industria. Cuando Let’s Encrypt se lanzó por primera ocasión recibieron firmas cruzadas de IdenTrust, que les dio la confianza de todos los principales navegadores.

Estadísticas Let’s Encrypt: https://letsencrypt.org/stats/ 

Transparencia de certificados: https://certificate.transparency.dev/. Todos los certificados emitidos o revocados son públicamente registrados y disponibles para cualquier persona a inspeccionar.

Herramienta de búsqueda de certificados: https://crt.sh/ 

Para que funcionen los certificados de Let’s Encrypt es necesario:

  • Tener el certificado IdenTrust DST X3 raíz en su almacén de confianza.
  • La plataforma debe soportar modernos certificados de SHA-2. Los certificados de Let’s Encrypt son compatibles con los navegadores modernos.

Al tener acceso a Let’s Encrypt, no es necesario entrar en el confuso proceso de obtención de las claves de su certificado, claves privadas, depurar el certificado intermedio, o generar una CSR. Básicamente es una integración con un solo clic. Let’s Encrypt también es completamente segura. Es respaldada por las corporaciones y empresas como Automattic, Mozilla, Cisco, Google Chrome, Facebook, Sucuri – sólo para nombrar unas cuantas.

Los certificados SSL de Let’s Encrypt por diseño, caducan cada 90 días y hay que programar la renovación automática o hacerlo manualmente.

Más información:

Instalar Certificado

Instalar certificado TLS/SSL confiado de Lets Encrypt:

Certbot simplifica todo el proceso: https://certbot.eff.org/ 

Instrucciones certbot: https://certbot.eff.org/instructions 

Certbot en CentOS 8: https://certbot.eff.org/lets-encrypt/centosrhel8-other 

Más información:

Instalar: 

  • sudo yum install epel-release
  • yum install certbot

Solo certificado: certbot certonly –standalone

Congratulations! Your certificate and chain have been saved at:
   /etc/letsencrypt/live/midominio.com/fullchain.pem

   Your key file has been saved at:
   /etc/letsencrypt/live/midominio.com/privkey.pem

   Your cert will expire on 2021-02-04. To obtain a new or tweaked
   version of this certificate in the future, simply run certbot
   again. To non-interactively renew *all* of your certificates, run
   "certbot renew"

Solo con certbot certonly –standalone ya me genera el certificado.

Para renovar hacer: certbot renew

Interesante nodo de lets encrypt para solicitar y renovar certificados: https://github.com/bartbutenaers/node-red-contrib-letsencrypt 

Mejores prácticas

Utilice siempre TLS si puede

Utilice siempre TLS si puede permitirse el ancho de banda adicional y sus clientes tienen suficiente potencia de cálculo y memoria para TLS. Como regla general, utilice siempre canales de comunicación encriptados, también para otros protocolos como HTTP, MQTT, etc…

Utilizar la versión TLS más alta posible

Aunque TLS 1.0, TLS 1.1 y TLS 1.2 no están rotos en la práctica (al menos hasta ahora), siempre debe utilizar la versión más alta de TLS que sea factible para sus clientes. Existen ataques conocidos contra TLS 1.0 y 1.1, que pueden ser mitigados. Algunos ataques están diseñados para explotar HTTP.

En mosquitto, apachem etc.., se puede elegir la versión de TLS a usar en la configuración.

No utilice SSLv3

No utilice SSLv3 ni ninguna versión anterior. El ataque a POODLE demostró que SSLv3 debe ser considerado roto. Todas las demás versiones de SSL también se consideran rotas y no deben utilizarse.

Siempre validar la cadena de certificados X509

Para evitar ataques Man-In-The-Middle, haga que sus clientes (MQTT, HTTP, etc…) validen el certificado X509 del servidor. Algunas implementaciones de clientes descuidadas utilizan un enfoque «allow-all» (a menudo en combinación con certificados de servidor autofirmados). Siempre vale la pena hacer un esfuerzo adicional para validar los certificados.

Utilizar certificados de las autoridades de certificación de confianza

Los certificados de las autoridades de certificación de confianza valen el dinero extra que cuestan. Los certificados autofirmados no se adaptan bien a muchas implementaciones de TLS y a menudo conducen a un código erróneo. Por ejemplo, código que no valida los certificados y abre la puerta a los ataques Man-In-The-Middle.

Si su broker de MQTT es público, un certificado de confianza es imprescindible. Si utiliza MQTT sobre sockets web, los certificados autofirmados no son óptimos. La mayoría de los navegadores web modernos no permiten conexiones de sockets web a recursos con certificados no confiables.

Utilizar otros mecanismos de seguridad

Además de TLS, siempre es una buena idea utilizar otros mecanismos de seguridad como el cifrado de la carga útil, las verificaciones de la firma de la carga útil y los mecanismos de autorización. En general, más seguridad nunca hace daño.

Utilice sólo suites de cifrado seguro

Hay muchas suites de cifrado inseguras disponibles para TLS. Asegúrese de permitir únicamente suites de cifrado seguras para su comunicación. Se sabe que muchas suites de cifrado están rotas y no tienen una falsa sensación de seguridad.

Cipher Suite:

Más información: https://www.hivemq.com/blog/mqtt-security-fundamentals-tls-ssl

Gateways IoT

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Un Gateway IoT es un dispositivo físico o un programa de software que sirve como punto de conexión entre la nube y los controladores, sensores y dispositivos inteligentes. Todos los datos que se mueven a la nube, o viceversa, pasan por el gateway, que puede ser un dispositivo de hardware dedicado o un programa de software. Un gateway IoT también puede denominarse pasarela inteligente o nivel de control.

Algunos sensores generan decenas de miles de puntos de datos por segundo. Una pasarela proporciona un lugar para preprocesar esos datos localmente en el borde antes de enviarlos a la nube. Cuando los datos se agregan, se resumen y se analizan tácticamente en el borde, se minimiza el volumen de datos que deben ser enviados a la nube, lo que puede tener un gran impacto en los tiempos de respuesta y en los costes de transmisión de la red.

Otra ventaja de una pasarela de IoT es que puede proporcionar seguridad adicional para la red de IoT y los datos que transporta. Dado que el gateway gestiona información que se mueve en ambas direcciones, puede proteger los datos que se mueven hacia la nube de fugas y dispositivos de IoT de ser comprometidos por ataques externos maliciosos con características tales como detección de manipulaciones, cifrado, generadores de números aleatorios de hardware y motores de cifrado.

La pasarela IoT desempeña un papel importante en la gestión de los dispositivos. Cada dispositivo (sensor/actuador) tiene un caso de uso diferente y emite mensajes a través de diferentes canales como Wifi, BLE, Zigbee, Ethernet, RF, LPWAN, LTE, etc. y el gateway realiza varias funciones como conectividad de dispositivos, traducción de protocolos, agregación, filtrado, correlación, seguridad, actualizaciones, administración y más. Se sitúa entre los dispositivos y la plataforma de nube.

Además un Gateway puede hacer conexión VPN segura entre localizaciones diferentes, permitiendo unir de forma segura diferentes puntos a través de Internet.

Routers y Gateways industriales inteligentes https://ewon.biz/es  

Hace no tantos años la conexión remota era por módem o por GSM con conexiones pto a pto. En la actualidad usamos internet para el telecontrol, pero es un problema el tema de la seguridad. Ya existen dispositivos como el router industrial eWON Flexy https://ewon.biz/es/productos/flexy modular que es servidor OPC UA y cliente openvpn, es muy potente para conectar y dar funcionalidades adicionales a unos autómatas.

eWON monta la VPN y al ser servidor modbus TCP y OPC UA, es posible acceder remotamente y de forma segura a los datos del autómata e integrarlo con datos de otras localizaciones.

Ejemplo Gateway LoRa:

Y el código: https://github.com/jecrespo/aprendiendoarduino-lora/blob/master/Demo_LoRa/rf95_server/rf95_server.ino

Programación de los Gateways IoT:

Comunicaciones Arduino

4 respuestas

Una de las principales ventajas de Arduino es que podemos dotarlo de comunicación de una forma sencilla añadiendo un shield o una breakout board y dispondremos de casi cualquier tipo de comunicación tanto de acceso a Internet como de para comunicar arduinos entre sí o con otros dispositivos de una red privada.

Ethernet: la forma más clásica de comunicar arduino mediante el shield de ethernet. https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoEthernetShield

Wifi: Hay múltiples formas de conectar Arduino a internet mediante wifi:

Bluetooth: https://aprendiendoarduino.wordpress.com/2016/11/13/bluetooth-en-arduino/

Conectividad Arduino

Arduino puede comunicarse con cualquier medio usando el HW adecuado. Comunicaciones para Arduino:

Conectividad IoT

1 respuesta

Una de las principales ventajas de Arduino es que podemos dotarlo de comunicación de una forma sencilla añadiendo un shield o una breakout board y dispondremos de casi cualquier tipo de comunicación tanto de acceso a Internet como de para comunicar arduinos entre sí o con otros dispositivos de una red privada.

Articulo interesante redes: https://www.artik.io/blog/2015/iot-101-networks

Articulo interesante conectividad: https://www.artik.io/blog/2015/iot-101-connectivity

Leer este white paper: http://www.ti.com/lit/wp/swry017/swry017.pdf

Guía de conectividad de IoT:  https://www.ibm.com/developerworks/library/iot-lp101-connectivity-network-protocols/index.html

Interesante artículo sobre redes para IoT: https://www.redeweb.com/articulos/software/11-redes-inalambricas-fundamentales-para-internet-de-las-cosas/

IOT primeras redes IoT en Holanda y Corea: http://blogthinkbig.com/nace-la-primera-y-la-segunda-red-para-internet-de-las-cosas/

Muy buena explicación de comunicaciones: https://learn.adafruit.com/alltheiot-transports/introduction

Redes Inalámbricas IoT

ZigBee

ZigBee es una tecnología inalámbrica más centrada en aplicaciones domóticas e industriales. Los perfiles ZigBee PRO y ZigBee Remote Control (RF4CE) se basan en el protocolo IEEE 802.15.4, una tecnología de red inalámbrica que opera a 2,4GHz en aplicaciones que requieren comunicaciones con baja tasa de envío de datos dentro de áreas delimitadas con un alcance de 100 metros, como viviendas o edificios.

IEEE 802.15.4 es un estándar que define el nivel físico y el control de acceso al medio de redes inalámbricas de área personal con tasas bajas de transmisión de datos (low-rate wireless personal area network, LR-WPAN). El grupo de trabajo IEEE 802.15 es el responsable de su desarrollo. También es la base sobre la que se define la especificación de ZigBee, cuyo propósito es ofrecer una solución completa para este tipo de redes construyendo los niveles superiores de la pila de protocolos que el estándar no cubre.

ZigBee/RF4CE tiene algunas ventajas significativas como el bajo consumo en sistemas complejos, seguridad superior, robustez, alta escalabilidad y capacidad para soportar un gran número de nodos. Así, es una tecnología bien posicionada para marcar el camino del control wireless y las redes de sensores en aplicaciones IoT y M2M.

  • Estándar: ZigBee 3.0 basado en IEEE 802.15.4
  • Frecuencia: 2.4GHz
  • Alcance: 10-100m
  • Velocidad de transferencia: 250kbps

XBee

es el nombre comercial del Digi de una familia de módulos de comunicación por radio y están basados en el estándar zigbee, pero digi tiene muchos Xbee y algunos son zigbee estándar y otros son propietarios o modificaciones del estándar. Existen muchos módulos Xbee basados en el estándar IEEE 802.15.4

Más información: https://aprendiendoarduino.wordpress.com/2016/11/16/zigbeexbee/

WiFi

Normalmente la conectividad WiFi es la opción obvia elegida por los desarrolladores dada la omnipresencia de WiFi en entornos domésticos y comerciales: existe en la actualidad una extensa infraestructura ya instalada que transfiere datos con rapidez y permite manejar grandes cantidades de datos. Actualmente, el standard WiFi más habitual utilizado en los hogares y en muchas empresas es el 802.11n, ofreciendo un rendimiento significativo en un rango de cientos de megabits por segundo, muy adecuado para la transferencia de archivos, pero que consume demasiada potencia para desarrollar aplicaciones IoT.

  • Estándar: Basado en 802.11n
  • Frecuencia: 2,4GHz y 5GHz
  • Alcance: Aproximadamente 50m
  • Velocidad de transferencia: hasta 600 Mbps, pero lo habitual es 150-200Mbps, en función del canal de frecuencia utilizado y del número de antenas (el standard 802.11-ac ofrece desde 500Mbps hasta 1Gbps)

Bluetooth

Bluetooth es una de las tecnologías de transmisión de datos de corto alcance más establecidas, muy importante en el ámbito de la electrónica de consumo. Las expectativas apuntan a que será clave para desarrollar dispositivos wearable, ya que permitirá el establecimiento de conexiones IoT, probablemente a través de un smartphone.

El nuevo Bluetooth de baja energía, también conocido como Bluetooth LE o Bluetooth Smart, es otro protocolo importante para desarrollar aplicaciones IoT. Se caracteriza por ofrecer un alcance similar al de la tecnología Bluetooth normal pero con un consumo de energía significativamente reducido.

Es importante destacar que la versión 4.2, gracias a la incorporación del Internet Protocol Support Profile, permite conectarse directamente a internet mediante IPv6/6LoWPAN. Esto facilita el utilizar la infraestructura IP existente para gestionar dispositivos Bluetooth Smart basado en “edge computing”.

  • Estándar: Bluetooth 4.2
  • Frecuencia: 2,4GHz (ISM)
  • Alcance: 50-150m (Smart/LE)
  • Velocidad de transferencia: 1Mbps (Smart/LE)

Thread

En la actualidad, el protocolo de red más innovador basado en IPv6 es Thread. Diseñado para domótica, está basado en 6LowPAN, y del mismo modo que aquel, no es un protocolo de aplicaciones IoT como Bluetooth o ZigBee. Se diseñó como un complemento WiFi, puesto que aunque la tecnología Wi-Fi funciona muy bien en dispositivos de consumo, tiene limitaciones al utilizar en configuraciones de domótica.

Lanzado a mediados del 2014 por Thread Group, este protocolo sin canon de uso se basa en varios protocolos como IEEE 802.15.4, IPv6 y 6LoWPAN.

Es una solución resistente basada en IP para aplicaciones IoT.

Diseñado para trabajar sobre chips IEEE 802.15.4 ya existentes de fabricantes como Freescale y Silicon Labs, Thread es compatible con redes de topología de malla al utilizar radio transceptores IEEE802.15.4, siendo capaz de manejar hasta 250 nodos con altos niveles de autenticación y cifrado.

Una actualización de software relativamente sencilla permite a los usuarios utilizar thread en dispositivos ya compatibles con IEEE 802.15.4.

  • Estándar: Thread, basado en IEEE802.15.4 y 6LowPAN
  • Frecuencia: 2,4GHz (ISM)
  • Alcance: N/A
  • Velocidad de transferencia: N/A

Red de telefonía móvil

Cualquier aplicación IoT que necesite funcionar en grandes áreas puede beneficiarse de las ventajas de la comunicación móvil GSM/3G/4G.

La red de telefonía móvil es capaz de enviar grandes cantidades de datos, especialmente a través de 4G, aunque el consumo de energía y el coste económico de la conexión podrían ser demasiado altos para muchas aplicaciones.

Sin embargo, puede ser ideal para proyectos que integren sensores y que no requieran un ancho de banda muy grande para enviar datos por Internet.

  • Estándares: GSM/GPRS/EDGE (2G), UMTS/HSPA (3G), LTE (4G)
  • Frecuencias: 900 / 1800 / 1900 / 2100
  • Alcance: hasta 35km para GSM; hasta 200km para HSPA
  • Velocidad de transferencia (descarga habitual): 35-170kps (GPRS), 120-384kbps (EDGE), 384Kbps-2Mbps (UMTS), 600kbps-10Mbps (HSPA), 3-10Mbps (LTE)

Neul

El concepto de este sistema es similar al de Sigfox y funciona en la banda sub-1GHz. Neul aprovecha pequeños fragmentos de la “banda blanca” de las estaciones de TV para ofrecer alta escabilidad, amplia cobertura y bajo costes.

Este sistema se basa en el chip Iceni, que se comunica utilizando los “banda blanca” de la radio para acceder al espectro UHF de alta calidad. Ya está disponible debido a la transición analógica a la televisión digital.

La tecnología de comunicaciones que utiliza se llama Weightless, que es una nueva tecnología de red inalámbrica ampliada diseñada para aplicaciones IoT que compite contra las soluciones GPRS, 3G, CDMA y LTE WAN.

La velocidad de transferencia de datos puede ir de unos bits por segundo hasta 100 Mbps en el mismo enlace. Desde el punto de vista del consumo, los dispositivos consumen tan solo de 20 a 30 mA, es decir, de 10 a 15 años de autonomía con 2 pilas AA.

Para poder emplear esta tecnología hay que tener en cuenta la decisión que se haya tomado acerca del uso de las frecuencias de la banda blanda.

  • Estándar: Neul
  • Frecuencia: 900MHz (ISM), 458MHz (UK), 470-790MHz (espacios en blanco)
  • Alcance: 10km
  • Velocidad de transferencia: Desde unos pocos bps hasta 100kbps

6LoWPAN

6LowPAN (IPv6 Low-power wireless Personal Area Network) es una tecnología inalámbrica basada en IP muy importante. En vez de tratarse de una tecnología de protocolos de aplicaciones IoT, como Bluetooth o ZigBee, 6LowPAN es un protocolo de red que permite mecanismos de encapsulado y compresión de cabeceras. Esta tecnología ofrece libertad de banda de frecuencia y capa física, por lo que se puede utilizar a través de múltiples plataformas de comunicaciones, como Ethernet, Wi-Fi, 802.15.4 y sub-1GHz ISM.

Una característica clave es la introducción de la pila IPv6 (protocolo de internet versión 6), una innovación clave en el avance de IoT en los últimos años, ya que con IPv6 se ofrecen aproximadamente 5 x 10E28 direcciones IP a nivel global, permitiendo que cualquier objeto o dispositivo embebido tenga su propia dirección IP única para conectarse a Internet.

Ha sido diseñada especialmente para el hogar y la automatización de edificios proporcionando un mecanismo de transporte básico para producir sistemas de control complejos e interconexión de dispositivos de un modo económico a través de una red inalámbrica de bajo consumo.

Diseñada para enviar paquetes IPv6 sobre redes IEEE 802.15.4, para luego implementar protocolos superiores como TCP, UDP, HTTP, COAP, MQTT y websockets, 6LowPAN es una red de topología en malla robusta, escalable y auto-regenerativa. Los routers pueden encaminar datos enviados a otros dispositivos, mientras que los hosts permanecen inactivos mucho tiempo.

  • Estándar: RFC6282
  • Frecuencia: adaptable a múltiples capas físicas como Bluetooth Smart (2.4GHz), ZigBee o comunicación RF de bajo consumo (sub-1GHz)
  • Alcance: N/A
  • Velocidad de transferencia: N/A

LoRaWAN

Es una especificación de una red LPWAN (Low Power Wide Area Network) propuesta por la LoRa Alliance y pensada para comunicar dispositivos de bajo coste y bajo consumo alimentados por baterías. La especificación cubre las capas PHY y MAC de la red, dejando a las aplicaciones el resto de capas. En la banda ISM de 868MHz (915 MHz en otras regiones), con un bitrate de hasta decenas de kbps (de 0.3 kbps hasta  50 kbps).

Enlaces:

Esta tecnología se parece en algunos aspectos a Sigfox y a Neul. LoRaWAN está diseñada para implementar redes de área amplia (WAN) con características específicas para soportar comunicaciones móviles, bidireccionales, económicas y seguras para aplicaciones de IoT, M2M, ciudades inteligentes y aplicaciones industriales.

Optimizada para bajo consumo de energía y para ofrecer amplias redes con millones y millones de dispositivos, sus velocidades de transferencia de datos van desde 0,3 kbps hasta 50 kbps.

  • Estándar: LoRaWAN
  • Frecuencia: Varias
  • Alcance: 2-5km (entorno urbano), 15km (entorno rural)
  • Velocidad de transferencia: 0,3-50 kbps.

Z-Wave

Z-Wave es una tecnología RF de bajo consumo diseñada inicialmente para productos de domótica como controladores de iluminación y sensores. Optimizado para la comunicación fiable de baja latencia de pequeños paquetes de datos, alcanza velocidades de datos de hasta 100kbit/s, opera en la banda de sub-1 GHz y es robusta frente a interferencias de Wi-Fi y otras tecnologías inalámbricas en el rango 2,4 GHz como Bluetooth o ZigBee. Es totalmente compatible con redes de topología de malla, no necesita un nodo coordinador y es muy escalable, permitiendo controlar hasta 232 dispositivos.

Z-Wave utiliza un protocolo más simple que otras tecnologías lo que permite una mayor rapidez en el desarrollo, pero el único fabricante de chips compatibles es la empresa Sigma Design, en comparación con la multitud de empresas que ofrecen productos de otras tecnologías inalámbricas como ZigBee o Bluetooth.

  • Estándar: Z-Wave Alliance ZAD12837 / ITU-T G.9959
  • Frecuencia: 900MHz (Banda ISM)
  • Alcance: 30m
  • Velocidad de transferencia: 9,6/40/100kbit/s

NFC

NFC (Near Field Communication) es una tecnología que permite dos vías simultáneas de interacción segura entre dispositivos electrónicos, siendo especialmente adecuada para smartphones, permitiendo a los consumidores realizar transacciones de pago, acceder al contenido digital y conectar dispositivos electrónicos, todo ellos sin contacto. Esencialmente, amplía la capacidad de la tecnología contacless de las tarjetas inteligentes permitiendo conexiones punto a punto y modos de funcionamiento activos y pasivos.

  • Estándar: ISO/IEC 18000-3
  • Frecuencia: 13.56MHz (ISM)
  • Alcance: 10cm
  • Velocidad de transf.: 100–420kbps

nRF24

Este dispositivo NRF2401, integra en un único chip, toda la electrónica y bloques funcionales precisos, para establecer comunicaciones RF (Radio Frecuencia) entre dos o más puntos a diferentes velocidades, (Hasta 2  Mb/seg) con corrección de errores y protocolo de reenvío cuando es necesario, sin intervención del control externo, lo que nos permite aislarnos de todo el trabajo sucio y complicado relacionado con la transmisión física.

Información de producto: http://www.nordicsemi.com/eng/Products/2.4GHz-RF/nRF24L01

Sigfox

Es una solución de conectividad celular mundial para el Internet of Things pensada para comunicaciones de baja velocidad que permite reducir los precios y el consumo de energía para los dispositivos conectados. La solución de conectividad SIGFOX se basa en una infraestructura de antenas y de estaciones de base totalmente independientes de las redes existentes.

En la red SIGFOX se transmiten mensajes de 12 bytes, pudiendo enviar 140 mensajes al día.

Sigfox trabaja con fabricantes como Texas Instruments, Atmel, Silicon Labs y otros para poder ofrecer distintos tipos de SOC, transceptores y componentes de conexión a su red. En el caso de smartphones y tablets, actualmente no son compatibles con esta red, pero, al no tener licencia de uso, su inclusión sería realmente económica y sencilla.

Es una alternativa de amplio alcance es Sigfox, que en términos de alcance está entre Wi-Fi y la comunicación móvil. Utiliza bandas ISM, que se pueden utilizar sin necesidad de adquirir licencias.

Sigfox responde a las necesidades de muchas aplicaciones M2M que funcionan con una batería pequeña y solo requieren niveles menores de transferencia de datos, allí donde WiFi se queda demasiado corto y la comunicación móvil es muy cara y consume demasiada energía.

Sigfox utiliza una tecnología llamada Ultra Narrow Band (UNB) diseñada para funcionar con bajas velocidades de transferencias de 10 a 1.000 bits por segundo.

Solo consume 50 microvatios (la comunicación móvil consume 5.000 microvatios) además de poder mantenerse en stand-by 20 años con una batería 2.5Ah (0,2 años para comunicaciones móviles).

Esta tecnología es robusta, energéticamente eficiente y funciona como una red escalable que puede comunicarse con millones de dispositivos móviles a lo largo de muchos kilómetros cuadrados. Así pues, es adecuada para aplicaciones M2M como: contadores inteligentes, monitores médicos, dispositivos de seguridad, alumbrado público y sensores ambientales.

El sistema Sigfox utiliza los transceptores inalámbricos que funcionan en la banda sub-1GHz ofreciendo un rendimiento excepcional, mayor alcance y un consumo mínimo.

  • Estándar: Sigfox
  • Frecuencia: 900MHz
  • Alcance: 30-50km (ambientes rurales), 3-10km (ambientes urbanos)
  • Velocidad de transferencia: 10-1000bps

Más información: https://www.rs-online.com/designspark/eleven-internet-of-things-iot-protocols-you-need-to-know-about