Protocolos de comunicación Narrowband IoT

De la mano de Narrowband y otras redes de área amplia de baja potencia (LPWA), en 2023, el ecosistema de Internet de las Cosas latinoamericano alcanzó los 75 millones de conexiones IoT con licencia celular, según un reciente informe de GSMA. Su impresionante expansión está transformando por completo diversos sectores de la economía y la vida cotidiana. Pero, ¿cómo se comunican todos esos dispositivos? 

En líneas generales, el intercambio de datos entre los diferentes componentes de una aplicación de IoT es posible gracias a protocolos de comunicación que vale la pena conocer.

Protocolos de comunicación más populares en NB IoT

Cuando te hablan de un protocolo de comunicación Narrowband (o de NB IoT protocol comunication, en inglés), están haciendo referencia al conjunto de normas y reglas que usan los dispositivos para interactuar entre sí, cuando han sido desplegados mediante este tipo de tecnología de radio móvil. 

En cierta forma, puedes entender los protocolos NB IoT como los “lenguajes” que permiten la comunicación entre los dispositivos. Pero, además de eso, cumplen otras funciones de suma importancia: 

• Evitan el acoplamiento entre dispositivos, eliminando las relaciones de dependencia entre ellos. 
• Favorecen la escalabilidad de aplicaciones IoT, porque permiten quitar o agregar dispositivos sin afectar la operatividad general.
• Mejoran la seguridad de las comunicaciones, regulando quienes acceden a la información.

Actualmente, existen varios protocolos de comunicación que puedes desplegar en aplicaciones basadas en NB IoT. Los más populares son los siguientes: 

1. MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)

Al español lo traduces como Transporte de Telemetría MQ. Se trata de un protocolo de comunicación ligero que funciona bajo un modelo Publicador/Suscriptor. Es decir, los dispositivos emisores actúan como publicadores y envían datos a un servidor central llamado bróker, que se encarga de: 

1. Recibir los mensajes de los dispositivos emisores. 
2. Organizar jerárquicamente los mensajes con etiquetas. 
3. Distribuir los mensajes entre los suscriptores, que son los dispositivos o plataformas que reciben los datos. 

Su principal ventaja es que consume muy poco ancho de banda en la transmisión de datos y tiene capacidad para soportar redes intermitentes, lo cual lo hace ideal para la comunicación de dispositivos de baja potencia, como los usados en las aplicaciones NB-IoT.

Es muy indicado para el monitoreo remoto. Imagina, por ejemplo, que instalas sensores en contenedores de transporte para medir variables como temperatura, humedad y ubicación. Estos usan el protocolo MQTT para enviar periódicamente los datos al bróker, que a su vez se encarga de procesarlos y transmitirlos a la plataforma suscrita desde la cual realizas el seguimiento y tomas decisiones de gestión sobre la marcha. 

2. CoAP (Constrained Application Protocol)

El Protocolo de Aplicación Restringida está pensado para que dispositivos IoT pequeños y de baja potencia intercambien datos usando un modelo basado en UDP que emplea una estructura similar a HTTP. Es decir, no requiere una conexión constante y la transmisión de información se da únicamente cuando el servidor central lo solicita.  

Esta característica lo convierte en un lenguaje de comunicación ideal para aplicaciones IoT que requieren interoperabilidad con otras aplicaciones basadas en la web.

Además, CoAP posee una serie de ventajas muy valiosas para una conectividad eficiente y segura, tanto en Narrowband como en las demás Redes de Baja Potencia como LoRaWAN y Sigfox: 

• Requiere menos ancho de banda para la transmisión de datos. 
• Soporta la multidifusión (multicast), que es el envío de un mismo mensaje a múltiples dispositivos a la vez. 
• Facilita la comunicación segura mediante el protocolo de seguridad Datagram Transport Layer Security (DTLS).

Los casos de uso de este protocolo de comunicación son variados, pero es particularmente indicado para aplicaciones de medición inteligente, agricultura de precisión, sistemas de iluminación autónomos y monitoreo de infraestructura crítica.

3. HTTP (Hypertext Transfer Protocol)

Se trata del protocolo de transferencia de hipertexto, que seguramente habrás reconocido en el HTTP que ves en las direcciones web de las páginas que visitas en Internet. 

En líneas generales, funciona bajo el modelo cliente-servidor. Es decir, al igual que en las aplicaciones web, el dispositivo IoT (el "cliente") puede enviar una solicitud HTTP a un servidor que procesa la petición y responde con los datos necesarios.

Este protocolo no fue diseñado para dispositivos IoT y es menos eficiente que los anteriores a la hora de usar el ancho de banda y optimizar el consumo de energía. Pero puede ser clave en el despliegue de aplicaciones IoT que requieren conexión constante con la infraestructura web.

4. WebSocket

No es exactamente un NB IoT protocol comunication, pues está pensado para permitir una comunicación bidireccional y en tiempo real entre un cliente y un servidor. Esto exige un ancho de banda significativo, así como un alto consumo de energía, por lo que no es muy recomendable en aplicaciones NB IoT. En cambio, su foco son aquellas aplicaciones donde se requiere un flujo continuo de datos con baja latencia, como:

• Vehículos autónomos.
• Videovigilancia inteligente.
• Monitoreo en tiempo real de pacientes.

El protocolo de comunicación puede impactar en el rendimiento de las soluciones IoT 

A grandes rasgos, MQTT y CoAP son protocolos de comunicación ideales para aplicaciones Narrowband, con pequeñas diferencias de uso específico entre sí. HTTP también puedes usarlo en la banda estrecha, especialmente cuando las soluciones requieren integración con servicios web (aunque debes tener presente que es menos eficiente en el consumo de recursos). 

Por su parte, WebSocket no es muy recomendable en los entornos NB IoT, ya que es un protocolo de comunicación más pensado para aplicaciones que necesitan transmitir datos en grandes volúmenes, en tiempo real y con muy poca tolerancia a la latencia. 

Por esta razón, antes de realizar el desarrollo e implementación de soluciones IoT, debes elegir muy bien el protocolo idóneo para transmitir datos de manera eficiente y eficaz. A través de Narrowband, Entel Digital te entrega todo el apoyo que necesitas para implementar el protocolo correcto y desplegar la conectividad IoT que tu empresa necesita.