LPWAN para IoT: Una guía sobre lo que las empresas deben saber

LPWAN: la conectividad al alcance de las empresas

LPWAN (Low Power Wide Area Network) es una tecnología especialmente desarrollada para el Internet de las Cosas(IoT), ya que permite conectar dispositivos en red a larga distancia con un consumo mínimo de energía. Las características típicas de LPWAN son sus bajos costes operativos y su gran alcance, lo que la hace ideal para aplicaciones IoT. Los dispositivos conectados a través de LPWAN también tienen una batería de larga duración y las tecnologías LPWAN como LTE-M y NB-IoT ofrecen conexiones fiables, especialmente útiles para aplicaciones como las ciudades inteligentes, la automatización industrial y la vigilancia del medio ambiente.

Especificaciones técnicas de LPWAN

LPWAN ofrece un gran alcance y permite transmitir datos a varios kilómetros. Las redes sólo admiten bajas velocidades de transferencia de datos, pero son suficientes para muchas aplicaciones IoT. Las redes LPWAN también pueden conectar numerosos dispositivos simultáneamente, lo que las hace ideales para implementaciones de IoT a gran escala. Entre las tecnologías LPWAN más conocidas se encuentran LoRaWAN, LTE-M y NB-IoT, todas las cuales ofrecen diferentes características y opciones de despliegue, cada una adaptada a requisitos específicos.

Espectros radioeléctricos con y sin licencia de LPWAN

Las tecnologías LPWAN utilizan espectros de radio con y sin licencia para transmitir datos. El espectro sin licencia está disponible de forma gratuita y no conlleva costes adicionales de uso, lo que se traduce en menores costes operativos. Sin embargo, puede sufrir interferencias de otros dispositivos y redes, lo que puede afectar a la fiabilidad.
El espectro con licencia, en cambio, está regulado y requiere la compra de licencias, lo que conlleva costes adicionales. A cambio, ofrece mayor fiabilidad y menor vulnerabilidad a las interferencias, ya que el acceso está controlado y reservado exclusivamente a determinadas aplicaciones. Estas características hacen que el espectro bajo licencia sea adecuado para aplicaciones críticas que requieren una conexión estable y segura, como las aplicaciones industriales y la sanidad.

Panorama de las tecnologías LPWAN

LPWAN incluye diferentes tecnologías, cada una de las cuales ofrece propiedades específicas y posibles aplicaciones. Las tecnologías LPWAN más comunes incluyen LoRaWAN, NB-IoT y LTE-M. A continuación se describen con más detalle y se explican sus diferencias y ámbitos de aplicación.

LoRaWAN: largo alcance y bajo consumo de energía

LoRaWAN son las siglas de Long Range Wide Area Network (red de área amplia de largo alcance). Esta tecnología se caracteriza por su largo alcance y bajo consumo energético, ideal para aplicaciones que necesitan transmitir datos a largas distancias. LoRaWAN utiliza el espectro sin licencia, lo que reduce los costes operativos. La tecnología es especialmente adecuada para supervisar y controlar infraestructuras en ciudades inteligentes, como el alumbrado público inteligente y la eliminación de residuos, y la agricultura, por ejemplo con sensores de humedad y seguimiento de animales.

NB-IoT: Alta penetración y fiabilidad en los edificios

NB-IoT significa Narrowband IoT y es una tecnología LPWAN basada en el espectro bajo licencia. Ofrece una alta penetración en edificios y puede transmitir datos a largas distancias. NB-IoT es especialmente adecuada para aplicaciones que requieren una gran cobertura y fiabilidad de la red. Entre ellas se incluye la medición inteligente, es decir, la monitorización remota de contadores de electricidad y agua, así como la monitorización de las condiciones ambientales. Gracias a su bajo coste y bajo consumo de energía, NB-IoT también es adecuada para aplicaciones industriales como la supervisión de máquinas y la gestión de inventarios.

LTE-M: mayores velocidades de transmisión de datos y movilidad

LTE-M, también conocida como LTE Cat-M1, es una tecnología LPWAN basada en la infraestructura LTE existente. Ofrece mayores velocidades de transmisión de datos que LoRaWAN y NB-IoT, y es adecuada para aplicaciones que requieren una transmisión de datos moderada. LTE-M permite movilidad y conectividad sin fisuras, por lo que es ideal para aplicaciones como el seguimiento de vehículos y la logística. LTE-M también se utiliza en sanidad para monitorizar pacientes a distancia y transmitir datos vitales.

Características comunes y diferencias de las tecnologías LPWAN

LoRaWAN, NB-IoT y LTE-M tienen algunas cosas en común, como el bajo consumo de energía y la capacidad de transmitir datos a largas distancias. Las tres tecnologías también ofrecen soluciones IoT flexibles y contribuyen a la eficiencia y la productividad en muchas industrias.
Las principales diferencias radican en la frecuencia utilizada, las velocidades de transmisión de datos y la cobertura de la red. LoRaWAN utiliza el espectro libre de licencia y es rentable, pero con menores velocidades de transmisión de datos. NB-IoT ofrece una alta penetración en edificios y fiabilidad en el espectro con licencia, mientras que LTE-M permite mayores velocidades de datos y movilidad en la infraestructura LTE existente.

De la eficiencia al alcance: las ventajas de LPWAN

Esta tecnología inalámbrica ofrece numerosas ventajas, lo que la hace adecuada para muchas aplicaciones IoT. Desde la eficiencia energética hasta el ahorro de costes, LPWAN ofrece muchas características que la hacen atractiva para una amplia gama de aplicaciones. Las ventajas más importantes de LPWAN:

• Eficiencia energética: Los dispositivos LPWAN se caracterizan por un bajo consumo de energía, lo que conduce a una duración de la batería significativamente mayor. Esto es especialmente ventajoso para aplicaciones IoT en zonas con suministro eléctrico limitado, ya que los dispositivos pueden funcionar durante varios años con una sola carga de batería.
• Alcance: Las tecnologías LPWAN ofrecen un alcance y una cobertura impresionantes. Los datos pueden transmitirse a varios kilómetros de distancia, tanto en zonas urbanas como rurales. Incluso en zonas de difícil acceso, como instalaciones subterráneas y sótanos o regiones remotas, las redes LPWAN funcionan con fiabilidad.
• Rentabilidad: Las redes LPWAN tienen un bajo coste de implantación y funcionamiento. La tecnología requiere menos infraestructura, ya que puede cubrir grandes áreas con unas pocas estaciones base, lo que reduce significativamente los costes de la red. Además, los costes de mantenimiento son bajos, ya que rara vez es necesario mantener o sustituir los dispositivos, lo que se traduce en unos costes operativos totales bajos.
• Implantación: La instalación es rápida, lo que facilita el uso en diversas aplicaciones, y el mantenimiento también es sencillo, ya que los dispositivos LPWAN son robustos y duraderos. Ambos factores reducen la necesidad de asistencia técnica.

Estas ventajas convierten a LPWAN en una tecnología clave para conectar en red dispositivos IoT e implementar aplicaciones inteligentes en diversas industrias.

Velocidades de datos limitadas y altas latencias: Desventajas de LPWAN

A pesar de las numerosas ventajas, LPWAN también ofrece algunos retos y desventajas que deben tenerse en cuenta a la hora de implementar y utilizar esta tecnología. A continuación se explican las desventajas más importantes de LPWAN.

Velocidad de transmisión de datos limitada

Una de las principales desventajas de las redes LPWAN es su limitada velocidad de transmisión de datos. Las redes están diseñadas para transmitir pequeñas cantidades de datos a largas distancias, y la cantidad máxima de datos que se puede transmitir es muy baja en comparación con otras tecnologías de red. Esto significa que las LPWAN son menos adecuadas para aplicaciones que requieren una alta velocidad de transmisión de datos, como por ejemplo el streaming de vídeo, el análisis en tiempo real u otras aplicaciones que requieren muchos datos.

Tiempos de latencia y retrasos durante la transmisión de datos

Las LPWAN pueden verse afectadas por tiempos de latencia y retrasos elevados en la transmisión de datos, debido a la arquitectura y el diseño de estas redes. Esto es especialmente problemático para aplicaciones en las que el tiempo es crítico y se requiere un tiempo de respuesta rápido. Algunos ejemplos son los sistemas de emergencia o la monitorización en tiempo real, donde cada segundo cuenta.

Seguridad y privacidad

Aunque las tecnologías LPWAN ofrecen algunas características de seguridad, pueden ser vulnerables a varios tipos de ataques. Entre ellos se encuentran los ataques de intermediario, en los que se interceptan y manipulan datos, y los ataques de denegación de servicio que sobrecargan la red. También pueden producirse vulnerabilidades en el cifrado de datos y en los controles de acceso, lo que aumenta el riesgo de acceso no autorizado a datos sensibles. Estas vulnerabilidades potenciales requieren medidas adicionales para garantizar la seguridad y la protección de los datos.

Es bueno saberlo: Gracias a numerosas funciones de seguridad, la plataforma de conectividad IoT gestionada de A1 Digital ayuda a proteger los datos IoT sensibles.

No es adecuada para aplicaciones con grandes requisitos de ancho de banda

LPWAN no es adecuada para aplicaciones que requieren grandes anchos de banda, debido a la velocidad de transferencia de datos limitada y a la arquitectura de las redes, lo que significa que aplicaciones como la transmisión de vídeo, las transferencias de datos extensas u otras tareas que requieren un gran ancho de banda no se pueden manejar de manera eficiente. Para este tipo de aplicaciones, otras tecnologías de red son más adecuadas que LPWAN, como 4G, 5G o WLAN, ya que ofrecen el ancho de banda y la velocidad necesarios para transferir grandes cantidades de datos en poco tiempo.

Versátiles posibilidades de aplicación de LPWAN

LPWAN ofrece numerosas posibilidades de aplicación en diversos ámbitos. Esta tecnología permite conectar y supervisar dispositivos a larga distancia con un consumo de energía mínimo.A continuación se presentan algunos de los ejemplos de aplicación más importantes de LPWAN:

• Ciudades inteligentes: Las tecnologías LPWAN se utilizan en las ciudades inteligentes para supervisar y controlar las infraestructuras urbanas. Por ejemplo, permiten que el alumbrado público inteligente se adapte automáticamente para ahorrar energía, que los sistemas de eliminación de residuos controlen el nivel de llenado de los cubos de basura y optimicen su recogida. Los sensores de tráfico recopilan datos en tiempo real para evitar atascos y aumentar la seguridad vial.
• Agricultura: En agricultura, las tecnologías LPWAN pueden permitir métodos de cultivo precisos, como sensores de humedad del suelo para ayudar a los agricultores a optimizar el riego y reducir el consumo de agua, y sistemas de seguimiento para controlar la ubicación y el comportamiento del ganado. Estas aplicaciones pueden ayudar a aumentar la eficiencia y la sostenibilidad en la agricultura.
• Industria 4.0: En la Industria 4.0, LPWAN desempeña un papel central en la supervisión del estado de las máquinas en tiempo real. Los sensores rastrean continuamente el estado de las máquinas y permiten un mantenimiento predictivo, reduciendo así el tiempo de inactividad y aumentando la eficiencia. La LPWAN también se utiliza para gestionar los niveles de existencias, ya que los sensores pueden controlar los niveles de existencias e informar automáticamente de las necesidades de reposición.
• Sanidad: En el sector sanitario, LPWAN se utiliza para la monitorización remota de pacientes. Los sensores miden datos vitales como el ritmo cardíaco y los niveles de azúcar en sangre y los transmiten a los profesionales médicos, lo que permite un cuidado y seguimiento continuos de los pacientes a distancia. De ello pueden beneficiarse especialmente los enfermos crónicos y las personas mayores. Esta tecnología mejora la seguridad del paciente y permite a los profesionales sanitarios reaccionar con rapidez ante cambios en su estado de salud.

Estos diversos ejemplos de aplicación muestran cómo pueden utilizarse las tecnologías LPWAN en diversos sectores para mejorar la eficacia, la productividad y la seguridad.

LPWAN de un vistazo: Conclusión y tendencias futuras

Las tecnologías LPWAN ofrecen numerosas ventajas, como eficiencia energética, largo alcance y rentabilidad. Son ideales para aplicaciones en ciudades inteligentes, agricultura, Industria 4.0 y sanidad y, a pesar de algunos inconvenientes como las velocidades de transmisión de datos limitadas, LPWAN sigue siendo una tecnología importante para aplicaciones IoT.

El futuro de LPWAN parece prometedor ya que, con el desarrollo continuo y la integración de nuevas tecnologías, las redes LPWAN serán aún más potentes y versátiles. Entre las posibles nuevas áreas de aplicación se encuentran las infraestructuras inteligentes, la vigilancia medioambiental avanzada y las soluciones innovadoras en el ámbito de la salud. Estos avances contribuirán a aumentar aún más la eficiencia y la productividad en diversas industrias.

PREGUNTAS FRECUENTES: Preguntas frecuentes sobre LPWAN

¿Qué es LPWAN?

LPWAN son las siglas de Low Power Wide Area Network, es una tecnología inalámbrica que se desarrolló para el Internet de las Cosas (IoT). LPWAN permite conectar dispositivos a larga distancia con un bajo consumo de energía.

¿Cómo funciona LPWAN?

La LPWAN utiliza ondas de radio para transmitir pequeñas cantidades de datos a largas distancias. La tecnología funciona con bajas velocidades de transmisión de datos y un consumo mínimo de energía, lo que permite una larga duración de la batería de los dispositivos conectados.

¿Qué ventajas ofrece la LPWAN frente a otras tecnologías inalámbricas?

LPWAN se caracteriza por su bajo consumo de energía y su largo alcance, además de ser rentable y muy adecuada para aplicaciones IoT. En comparación con tecnologías como Wi-Fi, Bluetooth y Zigbee, LPWAN ofrece mejor cobertura y menores costes operativos.

¿Qué tecnologías LPWAN existen y en qué se diferencian?

Las tecnologías LPWAN más comunes son LoRaWAN, NB-IoT y LTE-M. LoRaWAN utiliza el espectro sin licencia y es rentable, mientras que NB-IoT y LTE-M utilizan el espectro con licencia y ofrecen mayor fiabilidad y cobertura de red.

¿En qué sectores se utiliza la LPWAN?

La LPWAN se utiliza en ciudades inteligentes, agricultura, Industria 4.0 y sanidad. Es adecuada para aplicaciones como la iluminación inteligente, la eliminación de residuos, la supervisión de máquinas y la monitorización remota de pacientes. La tecnología permite soluciones IoT eficientes y de bajo coste.