A medida que los dispositivos de Internet de las cosas (IoT) se vuelven cada vez más populares, aumentan nuestras expectativas con respecto a sus capacidades. Proporcionar conectividad inalámbrica fiable, especialmente si se va a realizar a través de la red celular LTE, se está convirtiendo en uno de los aspectos más importantes de muchas aplicaciones. Aquí llega la representada de TME, u-blox, un fabricante de módulos de comunicación precisos y fiables, como el nuevo LENA-R8) que se utilizan en los mercados de la industria, la automoción y el consumo.
En el artículo analizamos los módulos de la familia LENA-R8 que transmiten datos a través de la red móvil 4G (LTE). Dos puntos deben ser enfatizados desde el principio.
En primer lugar: es una parte muy estrecha de la oferta de productos de u-blox empresa especializada en módulos de comunicación, circuitos integrados y servicios (muchos fabricantes de dispositivos electrónicos, incluido Arduino, utilizan sus soluciones). La segunda información importante sobre los productos en cuestión es el hecho de que, gracias a la estandarización progresiva, le permiten lograr un alcance global. Su uso significa no solo simplificar la producción, sino también ampliar el mercado objetivo.
Comunicación inalámbrica moderna
Hasta ahora, los dispositivos IoT no han visto un estándar unificado para la conectividad inalámbrica, principalmente porque las necesidades de este tipo de circuitos varían mucho. En general, podemos distinguir tres grupos de tales productos:
- dispositivos que requieren alta transferencia de datos (por ejemplo, transmisión de video y procesamiento de imágenes en tiempo real);
- controladores de procesos industriales y aplicaciones relacionadas (p.ej., Smart City), en el que no se requiere un alto ancho de banda de transmisión, pero debe funcionar sin problemas y sin demoras;
- aparatos pequeños y que ahorran energía, para los cuales la solución óptima es la transmisión de pequeños paquetes de datos con baja frecuencia (inicio periódico de la comunicación, cambio a un modo de consumo de energía limitado después de su finalización) – dichas aplicaciones incluyen, entre otros, sensores remotos que controlan los factores ambientales (por ejemplo, la temperatura de almacenamiento de alimentos/medicamentos o la humedad del suelo).
Los circuitos de baja potencia también incluyen una variedad de dispositivos móviles que funcionan con baterías, desde «electrónica portátil» de consumo (wearables), a los instrumentos de medición utilizados en el campo por los técnicos (por ejemplo, durante las inspecciones de grandes instalaciones de energía o TIC).
En conclusión, la elección de un estándar de comunicación inalámbrica es una compensación. Por ejemplo: la seguridad y la velocidad de transmisión requieren el uso de protocolos avanzados que requieren alta potencia de cómputo y más memoria. Esto se traduce en una mayor demanda de energía. Una consecuencia similar es la necesidad de obtener un mayor rango de comunicación.
Como resultado, los fabricantes de dispositivos IoT a menudo se limitan a implementar estándares como WiFi, ZigBee o Bluetooth. Ofrecen parámetros de transmisión satisfactorios con un consumo de energía relativamente bajo. Desafortunadamente, estos métodos tienen una desventaja común: requieren construir y mantener una determinada infraestructura de red para lograr un rango de transmisión global (incluso en una medida muy limitada, como P2P), lo que implica, por ejemplo, una transmisión continua. suministro de energía a sus puntos críticos (coordinadores, enrutadores, puertas de enlace, etc.). Por lo tanto, en muchos casos puede resultar que la solución óptima sea la comunicación a través de una red móvil.
La tecnología 4G, o LTE, ya se ha asentado definitivamente en los mercados globales. No solo ofrece cobertura global, sino que también ofrece un ancho de banda relativamente alta de 10 Mbps (LTE Cat 1) a 25 Gb (Cat 17) para descarga y de 5 Mbps (LTE Cat 1) a 9,5 Gb (LTE Cat 14) para carga y confiabilidad de transmisión. Además, desde el punto de vista del usuario, es un método de comunicación relativamente económico y que ahorra energía.
Cabe mencionar aquí que las soluciones u-blox que se analizan a continuación también son compatibles con redes de generaciones anteriores. En 2021, la comunicación LTE estaba disponible en casi el 60% de todas las áreas cubiertas con servicios de telefonía inalámbrica. Con la ayuda de los módulos LENA-R8, también se puede obtener acceso a Internet en otras regiones utilizando tecnología 2G.
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