Conexión de IoT:la oportunidad de banda estrecha

Dr. Stamatis Georgoulis

El lanzamiento del iPhone en 2007 tomó por sorpresa a los operadores móviles:simplemente no estaban preparados para el enorme aumento en el uso de datos móviles generado por los dispositivos, dice el Dr. Stamatis Georgoulis, director de producto, Cobham Wireless .

Les tomó años desarrollar la infraestructura de red que pudiera soportar de manera eficiente los servicios de datos de teléfonos inteligentes. Un avance rápido de diez años y los operadores móviles están nuevamente tratando de evitar el mismo destino mientras se preparan para la próxima gran disrupción en la industria:la Internet de las cosas (IoT).

Gartner estima que para 2020 habrá 20.4 mil millones de dispositivos conectados, lo que equivale aproximadamente a tres dispositivos por cada persona en la tierra en la actualidad. Todos estos dispositivos requerirán conectividad móvil, y muchos de ellos se conectarán a través de la red inalámbrica de un operador de telefonía móvil. Esta es una perspectiva desalentadora para los operadores, que ya se enfrentan a una escasez de capacidad en sus redes, especialmente en áreas urbanas construidas.

Sin embargo, los operadores son igualmente conscientes de que existe una gran oportunidad de obtener nuevos ingresos conectando dispositivos y sistemas de IoT a sus redes. También tienen un papel en la entrega de nuevos servicios y aplicaciones para respaldar el ecosistema en crecimiento. Este mes, Vodafone anunció el lanzamiento de su primer hardware de Internet de las cosas, que incluye un dongle para automóvil y una cámara de seguridad 4G. Como ha demostrado Vodafone, los operadores se encuentran en una posición única para proporcionar no solo la conectividad, sino también la tecnología y la interfaz del usuario final.

Para aprovechar la oportunidad de IoT, se requieren nuevos estándares de conectividad, en primer lugar, para garantizar que los datos móviles se utilicen de manera eficiente, evitando una restricción de capacidad que podría hacer que sus redes se detuvieran. Estos nuevos sistemas no solo deben desarrollarse, sino también someterse a pruebas y validaciones para garantizar la fiabilidad comercial. Los operadores de todo el mundo ahora están sopesando opciones sobre la mejor manera de evolucionar su infraestructura de red para conectar de manera eficiente la abundancia de nuevos dispositivos que ingresan al ecosistema.

Las opciones para conectar IoT

La red de área amplia de baja potencia (LPWAN) es la clave para conectar el IoT. Está diseñado teniendo en cuenta los dispositivos del usuario final, y admite un bajo consumo de batería, lo que hipotéticamente podría permitir que los dispositivos pequeños permanezcan encendidos durante diez años con una sola carga. El estándar de radio también puede conectar conjuntos de chips de bajo costo, lo que hace que los dispositivos y sistemas sean más asequibles. La primera opción que tienen los operadores cuando se trata de tecnología LPWAN es si concentrar sus esfuerzos en la conectividad a través del espectro sin licencia o con licencia.

LoRa (desarrollado por Semtech y respaldado por una alianza industrial) y SigFox (respaldado por una empresa francesa del mismo nombre), ambos utilizan espectro sin licencia. Estas tecnologías requieren una nueva infraestructura de red para funcionar, distinta de la tecnología celular actual.

Esto significa que si un operador integra la tecnología en sus estaciones base, tendría mucho menos control sobre el tráfico de radio que con la tecnología de radio celular tradicional, porque no operan en la misma parte del espectro de radio. Sin embargo, LoRa y SigFox son ideales para aplicaciones de red aisladas debido al costo de los módulos de radio. Como tal, la tecnología podría tener aplicaciones en empresas o campus inteligentes, ofreciendo una alternativa accesible y rentable a la actualización de una red móvil tradicional.

Sin embargo, el nuevo protocolo más esperado para habilitar los servicios y dispositivos de IoT es NarrowBand-IoT (NB-IoT), que puede ofrecer conectividad en la más amplia gama de casos de uso. Estandarizado por 3GPP, NB-IoT opera en el espectro con licencia y es directamente compatible con las redes LTE existentes de los operadores. Solo requiere actualizaciones de software en sitios de estaciones base existentes para habilitarlo. Posteriormente, se puede escalar fácilmente, en consonancia con el crecimiento de las redes celulares de los operadores en casi cualquier entorno.

El ancho de banda del canal de NB-IoT es de solo 200 KHz (180 KHz, más bandas de protección). Esto lo hace adecuado para reformar canales; se puede implementar "en banda" junto con el espectro protegido por un operador de LTE. Esto hace posible que las redes NB-IoT / LTE de los operadores se adapten a una gran cantidad de dispositivos IoT sin comprometer el rendimiento de los dispositivos móviles normales conectados a la red.

Dados estos beneficios, una gran cantidad de operadores ahora están colocando la tecnología en el centro de sus estrategias de IoT. Deutsche Telekom ha lanzado una red comercial NB-IoT en Alemania, Irlanda y España; Vodafone ha lanzado redes en Australia y Grecia, con lanzamientos adicionales planificados en todo el mundo; y TIM ha lanzado una red de gran escala en toda Italia, por nombrar solo algunos. El apoyo de los operadores está ayudando a motivar a los fabricantes y otras partes a invertir en dispositivos y aplicaciones que pueden ser compatibles con NB-IoT. Samsung , por ejemplo, ha lanzado recientemente un dispositivo de seguimiento de IoT que utiliza tecnología NB-IoT.

NB-IoT puede vencer a SigFox y LoRa en muchos casos, pero hay un cuarto estándar que está aquí para quedarse:CAT-M (o LTE-M). Al igual que con el estándar anterior, CAT-M utiliza espectro con licencia y puede ser compatible con la infraestructura existente. Funcionará de la mano con NB-IoT, en lugar de una situación de una u otra.

Este estándar permite mayores velocidades de datos y, por lo tanto, admitirá diferentes dispositivos y aplicaciones que NB-IoT, lo que significa que los operadores probarán e implementarán ambos estándares en paralelo. CAT-M puede transmitir grandes cantidades de datos y, con una velocidad máxima de datos de alrededor de 100 KBps, se utilizará para aplicaciones que podrían incluir aplicaciones de ciudades inteligentes y sistemas de energía domésticos inteligentes.

Validando las redes de IoT del futuro

La prioridad para los operadores de hoy es garantizar que sus redes sean capaces de admitir nuevas tecnologías inalámbricas, como NB-IoT y CAT-M, así como los millones de nuevos dispositivos que se conectarán cada vez más a sus redes. Ahora hay tecnología disponible que puede emular millones de dispositivos en la red de un operador en un entorno de laboratorio, asegurando que la infraestructura esté lista para uso comercial.

Desde la red central hasta las estaciones base, los operadores deben tener una visión universal de cómo sus redes se enfrentarán a las demandas de IoT. Esto ayudará a acelerar el desarrollo y la implementación de nuevos estándares de conectividad de IoT en el ecosistema de telecomunicaciones, proporcionando posteriormente una mejor experiencia al cliente y abriendo nuevas oportunidades de generación de ingresos.

El autor de este blog es el Dr. Stamatis Georgoulis, director de producto de Cobham Wireless