Protocolos IoT: Una guía completa para las empresas
Última actualización: 07.11.2025
Conclusiones importantes
- Los protocolos IoT son estándares para la comunicación y la transmisión de datos entre dispositivos IoT conectados.
- A diferencia de los protocolos tradicionales, los estándares IoT son específicos para los requisitos de los dispositivos IoT.
- La comunicación IoT se ejecuta a través de una arquitectura por capas con protocolos específicos para cada capa.
- Los protocolos de capa de aplicación más utilizados son HTTP, MQTT, CoAP y WebSocket.
- La selección de los protocolos IoT adecuados se basa en el ancho de banda, la latencia y la eficiencia energética.
El Internet de las Cosas (IoT) conecta dispositivos físicos y permite el intercambio de datos a través de Internet, y los protocolos IoT son los responsables de la comunicación y la transferencia de datos entre dispositivos. Dado que las organizaciones necesitan comprender las distintas tecnologías para elegir las soluciones adecuadas a sus necesidades, ponemos a su disposición nuestra entrada de blog para guiarle a través de los principales protocolos y sus aplicaciones IoT.
Definición e importancia de los protocolos IoT
Los protocolos IoT son un conjunto de reglas y estándares que rigen la comunicación entre dispositivos en el Internet de las Cosas (IoT). Su principal objetivo es garantizar una comunicación fluida entre los distintos dispositivos IoT, independientemente del fabricante o la plataforma. Constituyen la base de la transmisión de datos y son fundamentales para el éxito de la implantación de los proyectos IoT. Sin estos protocolos adecuados, las aplicaciones IoT no podrían comunicarse correctamente entre sí.
Diferencias con los protocolos de Internet convencionales
Mientras que los protocolos tradicionales, como HTTP y FTP, se diseñaron para aplicaciones de Internet, los estándares IoT se adaptan específicamente a las necesidades de los dispositivos IoT. Entre ellas se encuentran la autonomía, el volumen de datos y la eficiencia energética. En la práctica, muchas aplicaciones IoT utilizan tecnologías convencionales porque su rendimiento es suficiente o porque aún se están desarrollando nuevos protocolos.
Otra diferencia es el tipo de comunicación. Los estándares tradicionales utilizan principalmente protocolos orientados a la conexión, como TCP; sin embargo, las tecnologías IoT admiten tanto la comunicación orientada a la conexión como la comunicación sin conexión, lo que permite una transferencia de datos flexible y adaptable en diferentes aplicaciones IoT.
Los protocolos orientados a la conexión establecen primero una conexión de extremo a extremo entre dispositivos y luego envían los datos para garantizar que cada dispositivo pueda enviar datos sin errores y en el orden correcto. Por otro lado, la transferencia de datos sin conexión se comunica sin ese establecimiento previo de la conexión de extremo a extremo. Estos protocolos se utilizan cuando la rapidez de transmisión es importante y la pérdida ocasional de datos es aceptable.
Fundamentos de la transferencia de datos: La arquitectura en capas
La comunicación IoT se basa en una arquitectura por capas que organiza eficazmente el intercambio de datos a través de distintos protocolos. El intercambio de datos entre dispositivos pasa por varias capas, desde el almacenamiento hasta el procesamiento y la interfaz de usuario. Cada capa es responsable de una tarea específica y se comunica con las capas inferiores y superiores.
Conocido modelo de capas para la transmisión de datos: Modelo OSI
El modelo OSI (Interconexión de Sistemas Abiertos) es el modelo de capas más conocido y contiene siete capas de abajo a arriba:
- Capa física: La capa más baja conecta físicamente los dispositivos y transmite los bits por cable o comunicaciones móviles.
- Capa de enlace de datos: Esta capa garantiza la transmisión sin errores de paquetes de datos a través de conexiones físicas. También incluye el acceso controlado al medio de transmisión y la detección de errores.
- Capa de red: Esta capa decide qué camino siguen los paquetes de datos a través de la red y es responsable del direccionamiento adecuado.
- Capa de transporte: Esta capa controla la transmisión de datos entre sistemas finales, garantizando transmisiones fiables y ordenadas de paquetes de datos.
- Capa de sesión: Esta capa gestiona y sincroniza el diálogo entre los participantes en la comunicación. Establece, gestiona y finaliza las sesiones.
- Capa de presentación: Esta capa se encarga de traducir los formatos de datos a un formato comprensible para la aplicación.
- Capa de aplicación: La capa superior representa la interfaz de la aplicación de usuario. Esto incluye el acceso web y los programas de correo electrónico.
La transmisión real de datos es descendente, desde la capa de aplicación hasta la capa física. En general, cada protocolo IoT opera en una sola capa. Sin embargo, algunos estándares se comunican a través de múltiples capas.
De tres a cinco capas: Otros modelos de capas
También se utilizan otros modelos de capas. Algunos de ellos corresponden al modelo OSI, mientras que otros utilizan capas diferentes:
- Modelo de tres capas: Esta arquitectura de capas consta de la capa de acceso a la red, la capa de red y la capa de aplicación.
- Modelo de cuatro capas: Este modelo incluye la capa de acceso a la red, la capa de red, la capa de transporte y la capa de aplicación. El modelo TCP/IP es el modelo de cuatro capas más conocido y la base de la Internet comercial.
- Modelo de cinco capas: Este modelo de capas consta de la capa física, la capa de enlace de datos, la capa de red, la capa de transporte y la capa de aplicación.
Protocolos de la capa de aplicación IoT
La capa de aplicación es la capa superior del modelo OSI. En este nivel, los protocolos ejecutan los procesos más intensivos en datos, responsables del intercambio de mensajes entre dispositivos finales y aplicaciones de software.
AMQP (Protocolo Avanzado de Cola de Mensajes)
AMQP es un protocolo estándar abierto utilizado para el intercambio de mensajes y la gestión de colas. Proporciona una entrega de mensajes fiable y ordenada, admite diversos patrones de comunicación y ofrece un alto grado de interoperabilidad. AMQP está ampliamente implantado en el sector financiero y en la comunicación corporativa.
HTTP (Protocolo de Transferencia de Hipertexto)
HTTP es un protocolo muy utilizado para transferir páginas web y datos a través de Internet. Esta tecnología es fácil de implantar y aprovecha la infraestructura Web existente. HTTP suele implantarse en sistemas domésticos inteligentes que requieren integración con servicios web.
WebSocket
El protocolo WebSocket ofrece baja latencia y una transferencia de datos eficiente. Es ideal para aplicaciones en tiempo real, como juegos en línea, plataformas de comercio financiero y aplicaciones de chat.
LwM2M (Máquina a Máquina Ligera)
El protocolo LwM2M está diseñado específicamente para gestionar dispositivos IoT. Hace un uso eficiente de los recursos y permite una configuración y supervisión remotas eficaces de las aplicaciones de energía y servicios públicos.
XMPP (Protocolo Extensible de Mensajería y Presencia)
El Protocolo Extensible de Mensajería y Presencia es una tecnología de gestión de mensajería y presencia. La gestión de la presencia permite a los interlocutores de la comunicación indicar su disponibilidad en un mensajero. XMPP es flexible, seguro, ampliamente implantado y extensible. El protocolo se utiliza habitualmente para aplicaciones de chat y redes sociales, así como para la comunicación entre dispositivos en redes IoT.
SMS/SMPP (Servicio de Mensajes Cortos/Mensajes Cortos Peer-to-Peer)
El protocolo SMS es muy conocido para el envío de mensajes cortos a través de redes celulares. SMPP es el estándar para el intercambio de mensajes SMS entre centros de servicio de mensajes cortos y servidores de mensajería externos. Ambas tecnologías son fiables y están muy extendidas, ya que permiten la comunicación entre dispositivos IoT a través de redes celulares. Estas tecnologías también se utilizan ampliamente en telemática y gestión de flotas.
USSD (Servicio de Datos Suplementarios No Estructurados)
El estándar USSD es un protocolo de comunicación entre dispositivos móviles y servidores de aplicaciones de operadores de redes móviles. Es rápido, favorece la comunicación segura en tiempo real, no requiere una conexión permanente a Internet y no almacena mensajes. El protocolo IoT también se utiliza para pagos móviles.
SSI (Simple Sensor Interface)
La tecnología SSI es un sencillo protocolo de comunicación para la transferencia de datos en tiempo real entre sensores y ordenadores. SSI es fácil de implementar y admite la conexión directa de sensores y sistemas de control. Este protocolo IoT se utiliza a menudo en aplicaciones industriales que requieren una transmisión eficiente de los datos de los sensores.
CoAP (Protocolo de Aplicación Restringida)
CoAP está diseñado específicamente para dispositivos y redes con restricciones locales. Es ligero, eficiente, fiable y puede integrarse con los servicios web existentes. El protocolo IoT es ideal para sistemas de ciudades y hogares inteligentes, que suelen estar limitados a un área específica y requieren una tecnología eficiente en recursos.
DDS (Servicio de Distribución de Datos)
La tecnología DDS es un protocolo para el intercambio fiable de datos en tiempo real entre dispositivos IoT. Este estándar se utiliza a menudo para aplicaciones críticas de seguridad en los sectores aeroespacial, de defensa y de automatización industrial.
MQTT (Transporte de Telemetría por Colas de Mensajes)
MQTT es un protocolo fiable de entrega de mensajes. Es fácil de implementar y adecuado para dispositivos IoT con ancho de banda y potencia limitados. La tecnología MQTT se utiliza ampliamente en la domótica, la monitorización de la salud y la monitorización industrial.
Protocolos de capa de transporte para tecnologías IoT
La capa de transporte es la cuarta capa del modelo OSI y garantiza la transmisión fiable de datos entre sistemas finales. Los protocolos de esta capa controlan el flujo de datos y garantizan que los paquetes de datos lleguen correctamente y en el orden adecuado.
TCP (Protocolo de Control de Transmisión)
El estándar TCP es un protocolo orientado a la conexión. Utiliza mensajes de acuse de recibo para garantizar que los paquetes de datos llegan en el orden correcto y sin pérdidas. Este protocolo se utiliza sobre todo en la automatización industrial, la sanidad y las aplicaciones críticas para la seguridad. La integridad de los datos, que se refiere a la corrección, integridad y seguridad de los datos, es crítica en estas áreas de IoT.
UDP (Protocolo de Datagramas de Usuario)
UDP es un protocolo sin conexión que envía paquetes de datos directamente al destinatario sin establecer previamente una conexión. Esta tecnología proporciona una baja latencia y una rápida transmisión de datos, a la vez que se utiliza para aplicaciones no críticas, como la transmisión de vídeos y la voz sobre protocolo de Internet (VoIP), en las que el tiempo de inactividad ocasional no afecta necesariamente a la integridad de los datos.
Estándares de la capa de red IoT
La capa de red es la tercera capa del modelo OSI. Se encarga de reenviar paquetes de datos entre distintas redes. Los protocolos adecuados deciden qué ruta siguen los paquetes de datos para llegar a su destino de forma eficiente.
IP (Protocolo de Internet)
IP es un protocolo ampliamente utilizado para direccionar y enrutar paquetes de datos en Internet. Es flexible y compatible con casi cualquier tipo de red y dispositivo. El estándar IP está implementado en casi todas las aplicaciones IoT, incluidos los hogares inteligentes, los wearables y la automatización industrial.
6LoWPAN (IPv6 sobre redes inalámbricas de área personal de baja potencia)
El protocolo 6LoWPAN promueve el uso eficiente del ancho de banda y la energía. Está diseñado específicamente para redes inalámbricas de baja potencia y permite la integración perfecta de pequeños dispositivos IoT en Internet con un consumo mínimo de energía. Esta tecnología está muy extendida en ciudades inteligentes, domótica y redes de sensores industriales, donde la eficiencia energética y el bajo coste de propiedad son fundamentales.
Protocolos IoT en la capa de enlace de datos
La capa de enlace de datos es la segunda capa del modelo OSI. Las tecnologías de esta capa mantienen la transmisión de datos sin errores entre dos dispositivos conectados directamente.
Normas IEEE
El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) desarrolla y mantiene varios estándares para la transmisión de datos. Son robustos, compatibles con muchos tipos de redes e interoperables entre dispositivos y proveedores. Uno de estos protocolos es IEEE 802.15.4, la norma básica de ZigBee, un protocolo IoT de bajo consumo para dispositivos de baja potencia, y otras redes inalámbricas. IEEE 802.15.4 se utiliza principalmente en domótica, monitorización industrial y redes de sensores.
LPWAN (red de área extensa de bajo consumo)
La tecnologíaLPWAN incluye varios protocolos, como LoRaWAN y NB-IoT. El estándar LoRaWAN admite la transmisión de datos a largas distancias, mientras que NB-IoT es ideal para dispositivos de bajo consumo. Las LPWAN no solo ofrecen tanto largo alcance como eficiencia energética, sino que también conectan dispositivos a largas distancias y prolongan la duración de sus baterías. Entre sus aplicaciones se encuentran las ciudades inteligentes, la agricultura, la vigilancia medioambiental y la logística.
Estándares de capa física para comunicaciones IoT
La capa física es la más baja del modelo OSI. Los protocolos de este nivel rigen la transmisión de bits a través de un medio de transmisión, como el cable de cobre, el cable de fibra óptica o las ondas de radio.
Bluetooth/BLE (Bluetooth Low Energy)
Bluetooth es una tecnología inalámbrica para la transmisión de datos a corta distancia. BLE es la versión de bajo consumo de Bluetooth y es ideal para dispositivos alimentados por batería. Ambos protocolos son opciones baratas y sencillas para la transmisión de datos. Los wearables, los dispositivos domésticos inteligentes y las aplicaciones sanitarias suelen utilizar Bluetooth y BLE.
Ethernet
La tecnología Ethernet es un estándar común para redes cableadas. Como protocolo IoT, Ethernet proporciona una transmisión de datos robusta y rápida, ideal para Industria 4.0 y edificios inteligentes donde se requiere un gran ancho de banda.
Tecnologías inalámbricas: 2G, GPRS/Edge, 3G, 4G/LTE y 5G
Los estándares de comunicación móvil permiten la comunicación inalámbrica a larga distancia. LTE y 5G proporcionan altas velocidades de datos y baja latencia, mientras que, por el contrario, 2G, GPRS y 3G tienen un rendimiento inferior pero se utilizan ampliamente. Las aplicaciones IoT incluyen ciudades inteligentes, conducción autónoma y dispositivos IoT móviles.
NFC (Comunicación de Campo Cercano)
El protocolo NFC permite la comunicación inalámbrica a distancias muy cortas, normalmente de unos pocos centímetros. NFC es fácil de usar, ofrece una transmisión rápida y no requiere el emparejamiento de dispositivos como Bluetooth. Esta tecnología se utiliza en sistemas de pago sin contacto y para intercambiar información entre dispositivos.
PLC (Powerline Communication)
El estándar PLC utiliza las líneas eléctricas existentes para la transmisión de datos, lo que proporciona una solución de red rentable sin necesidad de cableado adicional. PLC es ideal para la transmisión de datos dentro de edificios y se utiliza a menudo para aplicaciones de automatización de viviendas y edificios inteligentes.
LoRaWAN (red de área extensa de largo alcance)
El protocolo LPWAN LoRaWAN es una tecnología inalámbrica para comunicaciones de largo alcance que transmite datos a grandes distancias con bajo consumo de energía. Es ideal para dispositivos alimentados por batería en grandes áreas, como en la agricultura.
Sigfox
El protocolo de red inalámbrica Sigfox está optimizado para bajas velocidades de transmisión de datos y largos alcances. Sigfox es eficiente energéticamente, rentable y fácil de desplegar. Las aplicaciones de seguimiento de activos y medición inteligente utilizan esta tecnología.
Neocortec
El estándar Neocortec es una solución robusta y escalable para conectar muchos dispositivos IoT. Permite una comunicación flexible y energéticamente eficiente para la Industria 4.0 y los edificios inteligentes.
Ingrávido
El protocolo Weightless IoT es adecuado para la comunicación inalámbrica a largas distancias a bajas velocidades de datos. Es para aplicaciones que tienen requisitos ocasionales de transmisión de datos, como la medición inteligente o el seguimiento de activos.
RFID (identificación por radiofrecuencia)
La tecnología RFID utiliza ondas de radio para identificar y rastrear objetos. Es rápida, robusta, no requiere contacto y puede aplicarse en diversos entornos, como logística, gestión de inventarios y sistemas de control de acceso.
Wi-Fi
La tecnología Wi-Fi generalizada crea redes restringidas localmente. Es fácil de desplegar, compatible con muchos dispositivos y aplicaciones, y proporciona una rápida transmisión de datos. Hogares inteligentes, edificios de oficinas y puntos de acceso públicos utilizan Wi-Fi.
Z-Wave
El protocolo Z-Wave está diseñado para la automatización del hogar. Es eficiente energéticamente, fácil de instalar y admite un alto nivel de interoperabilidad entre dispositivos de distintos fabricantes. Z-Wave se utiliza principalmente en aplicaciones domésticas inteligentes como sistemas de iluminación, seguridad y monitorización.
ZigBee
La tecnología ZigBee es un protocolo IoT de bajo consumo. Es ideal para dispositivos que funcionan con baterías en aplicaciones domésticas inteligentes, de automatización industrial y sanitarias.
Otros protocolos para tecnologías IoT
También hay algunos protocolos IoT más específicos de la industria y una serie de protocolos de seguridad. Los protocolos especializados para aplicaciones IoT se adaptan a las necesidades y requisitos de los distintos sectores. Estos protocolos ofrecen ventajas que los protocolos tradicionales no pueden ofrecer, como una mayor eficiencia, seguridad y fiabilidad.
La mayoría de los protocolos IoT ya incorporan seguridad en forma de cifrado de extremo a extremo. Cuando los dispositivos no disponen de cifrado, se utilizan protocolos de seguridad IoT para garantizar la transmisión segura de datos a través de dispositivos autorizados.
Protocolos de aplicación específicos del sector para el Internet de las Cosas
Entre las normas especializadas importantes para las aplicaciones de IoT figuran
LTE-M (Evolución a Largo Plazo para Máquinas)
Diseñado para dispositivos IoT, el estándar celular LTE-M proporciona baja latencia y altas velocidades de datos. LTE-M también permite comunicaciones fiables y es compatible con aplicaciones móviles de IoT como la conducción autónoma. Esta tecnología se utiliza en logística, gestión de flotas y telemática.
NB-IoT (IoT de banda estrecha)
Como red de área extensa de bajo consumo (LPWAN), NB-IoT está optimizada para dispositivos de bajo consumo. El protocolo ofrece una larga duración de la batería y una alta cobertura de red en edificios y zonas remotas. NB-IoT es adecuada para la medición inteligente, la supervisión medioambiental y las ciudades inteligentes.
MIoTy
Otro protocolo LPWAN diseñado para ser robusto y escalable es MIoTy. Transmite grandes cantidades de datos con baja potencia y ofrece una alta inmunidad a las interferencias y una fácil integración en los sistemas existentes. Este protocolo estándar se utiliza en aplicaciones industriales con gran cantidad de datos y a gran escala, ciudades inteligentes y agricultura.
5G IoT
5G IoT es una tecnología de red 5G específica para aplicaciones IoT. Ofrece velocidades de datos extremadamente altas, baja latencia y conecta una amplia gama de dispositivos. El estándar admite aplicaciones en tiempo real como la conducción autónoma y la automatización industrial.
OCPP (Protocolo Abierto de Puntos de Carga)
El Open Charge Point Protocol es un protocolo de comunicación abierto para infraestructuras de recarga de vehículos eléctricos y redes inteligentes. La tecnología permite la interoperabilidad entre diferentes proveedores de recarga y favorece la integración de sistemas de gestión de la energía.
IEC 62056
IEC 62056 es el protocolo estándar para la transmisión de datos de contadores inteligentes. Es un método fiable y estandarizado para la monitorización remota de contadores de energía.
OBD2/CAN-BUS
OBD2 (On-Board Diagnostics) y CAN-BUS (Controller Area Network) son protocolos de diagnóstico y comunicación de vehículos. Ambas tecnologías proporcionan una interfaz estandarizada para diagnosticar y supervisar los datos de los vehículos para la gestión inteligente de flotas.
OPC UA (Arquitectura Unificada de Comunicaciones de Plataforma Abierta)
OPC UA se utiliza en la Industria 4.0 como protocolo estandarizado para el intercambio seguro de datos entre máquinas y sistemas. La tecnología proporciona interoperabilidad, escalabilidad y un alto nivel de seguridad para aplicaciones industriales.
M-Bus inalámbrico
Wireless M-Bus permite la comunicación fiable, segura y energéticamente eficiente de datos de medición a larga distancia. El protocolo IoT se utiliza en energía, agua y medición inteligente.
Protocolos de seguridad IoT: Protección de los dispositivos conectados
Entre las normas de seguridad importantes para los dispositivos IoT se incluyen:
IPSec (Internet Protocol Security)
Este protocolo se encarga de las comunicaciones seguras a través del Protocolo de Internet. IPSec proporciona un alto nivel de seguridad mediante cifrado y autenticación para proteger los datos en tránsito y evitar accesos no autorizados. IPSec se utiliza habitualmente en redes privadas virtuales (VPN) y aplicaciones del Internet de las Cosas (IoT) que requieren una transmisión de datos segura a través de Internet.
OpenVPN
El software de código abierto utiliza SSL/TLS para la distribución de claves, admite varios algoritmos de cifrado y puede protegerse mediante cortafuegos. OpenVPN admite conectividad remota segura para dispositivos IoT que necesitan conectarse a través de redes públicas.
TLS (Seguridad de la capa de transporte)
El protocolo TLS cifra los datos y proporciona protección de integridad durante la transmisión de datos. Es una buena solución para asegurar los canales de comunicación y proteger los datos sensibles. TLS se utiliza ampliamente para servicios web, correo electrónico y mensajería.
Elegir los protocolos IoT adecuados
Seleccionar los protocolos IoT adecuados es fundamental para el éxito de un proyecto IoT. Las empresas deben tener en cuenta varios factores para asegurarse de que los protocolos son adecuados para su aplicación.
Entre los criterios importantes figuran los requisitos de ancho de banda, latencia, alcance, eficiencia energética y número de dispositivos que deben conectarse. Los protocolos seleccionados deben ser compatibles con los sistemas y dispositivos existentes para facilitar su integración y funcionamiento. Algunos protocolos son también menos costosos de implantar y utilizar que otros.
Analizando detenidamente estos factores, las organizaciones pueden seleccionar los protocolos IoT que satisfagan sus necesidades específicas.
PREGUNTAS FRECUENTES: Preguntas frecuentes sobre los protocolos IoT
¿Qué son los protocolos IoT?
Los protocolos IoT son estándares que permiten la comunicación entre dispositivos IoT. Garantizan una transmisión de datos fiable y segura.
¿Cómo se comunican entre sí los dispositivos IoT?
Los dispositivos IoT se comunican mediante una arquitectura por capas, de la que existen varios modelos.
¿Cuáles son las diferentes capas de la comunicación IoT?
Las diferentes capas incluyen: Capa física, capa de enlace de datos, capa de red, capa de transporte y capa de aplicación. Cada capa está asignada a diferentes protocolos IoT con tareas específicas.
¿Qué protocolo se utiliza para conectar todos los dispositivos del IoT?
No existe un protocolo universal que conecte todos los dispositivos IoT. Se utilizan protocolos específicos en función de la aplicación y los requisitos, como MQTT, CoAP o HTTP.
¿Cuántos tipos de comunicación IoT existen?
Existen dos tipos principales de comunicación IoT: la comunicación orientada a la conexión y la comunicación sin conexión.
¿Cuál es la diferencia entre TCP e IP en el conjunto de protocolos?
TCP (Protocolo de Control de Transmisión) e IP (Protocolo de Internet) son componentes complementarios del modelo TCP/IP y se consideran protocolos IoT.
