IoT y su necesidad de protocolos de conectividad

Internet de las Cosas (Internet of Things) puede resumirse como la nueva generación de productos que están interconectados. Enseguida daremos un vistazo a los protocolos disponibles hoy para conectividad de las cosas y a las posibles tendencias a futuro en este extenso campo de la tecnología. 

Existen dos segmentos bien diferenciados hasta ahora en el IoT, el industrial y el de los consumidores: en el segmento industrial, se cuenta con dispositivos que típicamente son sensores con conectividad de baja potencia y bajo costo que utilizan un protocolo de red muy eficiente 6LoWPAN, que reduce el tiempo de transmisión y permite ahorrar energía. En distancias cortas también podría usar conectividad Bluetooth o eventualmente usaría WiFi o Ethernet de baja potencia.

Por otra parte, el segmento de IoT para consumidor está muy fragmentado en términos de protocolos, pues muchas compañías están trayendo soluciones propietarias. Por ejemplo:

• MFI de Apple
• Thread de Google
• OIC de Samsung, Intel, Dell, Atmel y Broadcom 
• Alseen Alliance propuesto por Haier, LG, Microsoft, Panasonic, Qualcomm, Sharp, Silicon Image, Technicolor y TP-Link.

Hay otros ejemplos, como la comunicación por línea de alimentación: HomePlug y HomeGrid.

En el mercado vertical médico, organizaciones como Continua Alliance, IHE (Integrating the HealthCare Enterprise) o IEEE también están desarrollando y proponiendo estándares. 

El uso de la tecnología de IP es fundamental para la IoT. El IP permite la interoperabilidad de los sistemas. Es posible que esta característica no parezca importante hoy, pero a medida que la IoT evolucione, la interoperabilidad de los sistemas se convertirá en una competencia importante para generar ingresos. Ethernet/Wi-Fi y 6LoWPAN dependen en gran medida de IPv4 e IPv6.  

Protocolos usados en la IoT

1. HTTP: HTTP es la base del modelo cliente-servidor usado para la Web.
2. WebSocket: WebSocket es un protocolo que proporciona comunicación dúplex completa a través de una conexión TCP única por la cual se pueden enviar mensajes entre el cliente y el servidor. Forma parte de la especificación HTML 5.
3. XMPP: El XMPP tiene sus raíces en la mensajería instantánea y la información de presencia, y se ha ampliado a llamadas de voz y video, colaboración, middleware ligero, redifusión de contenido y enrutamiento generalizado de datos XML. Es un aspirante a administración a escala masiva de electrodomésticos de consumo, como lavadoras, secadoras, refrigeradores, etc. 

Protocolos dedicados en la IoT

Si un sistema no requiere las características de TCP y puede funcionar con las capacidades de UDP más limitadas, quitar por completo el módulo de TCP ayuda enormemente a reducir el tamaño de la huella de código total del producto. Esto es lo que 6LoWPAN (para WSN) y CoAP (protocolo de Internet ligero) aportan al universo de la IoT

1. CoAP: El CoAP está semánticamente alineado con HTTP e, incluso, tiene asignaciones uno a uno hacia y desde HTTP. Los dispositivos de red están restringidos por microcontroladores más pequeños, con pequeñas cantidades de memoria flash y RAM, mientras que las restricciones en las redes locales, como 6LoWPAN, se deben a altas tasas de error de paquete y a un bajo rendimiento (decenas de kilobits por segundo). El CoAP puede ser un protocolo apropiado para dispositivos que operan con batería o mediante extracción de energía.
2. MQTT: El Transporte de telemetría de cola de mensajes (MQTT) es un protocolo de código abierto que se desarrolló y optimizó para dispositivos restringidos y redes de bajo ancho de banda, alta latencia o poco confiables. Es un transporte de mensajería de publicación/suscripción que es extremadamente ligero e ideal para conectar dispositivos pequeños a redes con ancho de banda mínimo. El MQTT es eficiente en términos de ancho de banda, independiente de los datos y tiene reconocimiento de sesión continua, porque usa TCP. Tiene la finalidad de minimizar los requerimientos de recursos del dispositivo y, a la vez, tratar de asegurar la confiabilidad y cierto grado de seguridad de entrega con calidad del servicio

La IoT para los sistemas integrados es la nueva revolución industrial. El potencial de crecimiento de la industria integrada es enorme. Para alcanzar este potencial, la industria integrada necesita adoptar el nuevo paradigma de IoT.  

La Internet de las cosas requiere que los sistemas dispares y los componentes a nivel de dispositivo se hablen entre sí sin problemas. Sin embargo, este nivel de comunicación entre tantas diferentes combinaciones posibles de hardware ha sido un gran reto para la adopción de las arquitecturas Internet de Cosas (IoT).

Un impulso para la estandarización

En 2013, la organización internacional de estándares OASIS comenzó oficialmente a abogar por MQTT como una solución ligera y de código abierto para comunicaciones de dispositivo a dispositivo.