Las redes de sensores inalámbricos (WSN) se basan en el concepto de dispositivos diminutos, con un conjunto de sensores y una radio para enviar los resultados a un servidor dedicado o a Internet. Esta infraestructura de radio se ha diseñado normalmente teniendo en cuenta el estado del arte de los transceptores de radio con bajo consumo de energía, un rendimiento bastante alto (hasta Mbps) y un corto alcance (100 metros como máximo). La solución que casi todo el mundo ha encontrado ha sido construir una red de dispositivos en malla, con un alcance medio o bajo entre los nodos de la malla. En estos diseños, los datos se envían de un dispositivo a otro hasta que llegan al nodo receptor, que a su vez está conectado a Internet de forma más tradicional (3G, GPRS, Ethernet).
Estas redes de malla tienen varios problemas. Uno de ellos es la sincronización entre dispositivos: debido a que cada dispositivo tiene una deriva de reloj diferente, es obligatorio sincronizar a menudo toda la red, lo que lleva a aumentar el consumo de energía; otro problema es la asimetría en el consumo de los dispositivos, lo que significa que no todos los dispositivos consumen energía al mismo ritmo: esto se debe a que los nodos más cercanos al sumidero actuarán como repetidores de otros dispositivos. Este fenómeno complica los costes operativos del mantenimiento de la red, limitando incluso el uso de técnicas de recolección de energía en algunos de los dispositivos de la misma red. Otros costes operativos de estas redes malladas están en el uso de repetidores para mejorar la cobertura de algunas partes del despliegue. No es fácil detectar estas zonas oscuras, y normalmente se necesita gente capacitada para hacer la instalación.
Recientemente ha surgido un nuevo concepto de sistemas de radiocomunicación -hasta ahora patentados-. Esta nueva idea se centra en el envío de pocos bits de datos a una velocidad de transmisión muy lenta (menos de 1 kbps) pero con un gran alcance (hasta kilómetros). Estas soluciones se basan en técnicas como el espectro ensanchado y esquemas de modulación específicamente diseñados para obtener una alta sensibilidad.
Con este nuevo concepto de radio, el panorama de las WSN está cambiando. Ya no es necesario utilizar una red de malla, porque con estas radios de largo alcance todos los dispositivos pueden comunicarse directamente con el nodo sumidero. Por tanto, de una topología de red en malla se pasa a una red en estrella, y un único nodo sumidero recibe los datos directamente de todos los dispositivos.
Por otro lado, el nodo sumidero suele ser más complejo y consumir más energía que un dispositivo sumidero en las redes de malla, pero esto se compensa con el hecho de que se necesitan muchos menos sumideros porque tienen una cobertura significativamente mayor. Este cambio simplifica enormemente los procedimientos operativos y los costes, ya que evitan el uso de repetidores, simplifican las pruebas de cobertura y, por tanto, se suele necesitar menos gente capacitada para hacer la instalación.
Los nuevos actores con estas nuevas radios -como SigFox, Semtech, Weightless, On-Ramp- intentan convertirse en operadores de red que ofrezcan cobertura sin intervención del usuario final, como hacían los operadores de GSM en el pasado.
Estas empresas, aunque se basan en tecnologías de radio muy similares, ofrecen soluciones diferentes a sus clientes:
-
SigFox ofrece un verdadero sistema de comunicación unidireccional de largo alcance, que funciona incluso con dispositivos en sótanos y aparcamientos subterráneos. SigFox presentó hace meses la Red SigFox, que ofrece una cobertura total en Francia y está empezando a cubrir España y otros países de la UE.
-
La solución de Weightless es como un sustituto de las redes GSM para los dispositivos M2M, con una cobertura similar con un consumo de energía mucho menor. La red Weightless está sincronizada y es bidireccional si la aplicación lo requiere, y se basa en estaciones base situadas en las mismas torres GSM realmente desplegadas. Recientemente, han comenzado a operar en las bandas con licencia, lo que simplifica los acuerdos de nivel de servicio (SLA) en el espacio del operador.
-
Semtech está creando una nueva familia de transceptores de RF basados en la modulación LoRa para enlaces de radio de largo alcance. Su estrategia consiste en proporcionar los transceptores sin ningún otro modelo de negocio detrás, pero creando un ecosistema de empresas de terceros que proporcionen servicios como bases, cobertura, etc.
-
On-Ramp ofrece una solución completa de transceptores y estaciones base, apta para dispositivos con muy baja tasa de datos (hasta 30 KBs por día) que toleran una latencia bastante larga, como los contadores inteligentes, etc.
Sin embargo, para que estas soluciones M2M propietarias sobrevivan, tendrán que convertirse en estándares o normas de facto en los próximos años. Una vez conseguido, desplegar una WSN será tan fácil como elegir el operador que mejor se adapte a su aplicación, comprobar que cubre su zona de despliegue y simplemente soltar sus dispositivos y empezar a recibir datos en sus servidores. Es decir, concentrarse en lo que es su verdadero negocio: proporcionar servicios a industrias específicas (y no gastar la mayor parte de sus esfuerzos en lidiar con problemas de cobertura).