Sigfox, LoRa: ¿redes de radio independientes para el intercambio de datos? ¡Esto es lo que hay detrás!

Cuando se habla de tecnologías de transmisión en el Internet de las Cosas, además de LTE-M y NB-IoT, a menudo se mencionan los términos SigFox y LoRa. Ambas tecnologías LPWAN no son nuevas, pero son diferentes de las demás.

Sobre todo, se diferencian de la competencia en un punto clave: utilizan el espectro de frecuencias sin licencia. Esto tiene ventajas y desventajas.

IoT, LoRa, SigFox: definiciones y características

¿Qué significa IoT?

Se habla del Internet de las cosas cuando los dispositivos o las máquinas están interconectados de tal manera que intercambian datos y, en parte, ejecutan acciones basadas en esos datos. Un ejemplo conocido de ello son las tecnologías de Smart Home. En este caso, por ejemplo, un sensor mide la temperatura y envía los datos de medición a un termostato. Este regula la calefacción, subiéndola o bajándola, en función de la información que recibe.

Un paso más allá está la denominada Smart City, en la que, por ejemplo, las farolas pueden controlarse a distancia. En la industria, las máquinas se conectan en red para optimizar los procesos de producción. El seguimiento de objetos móviles mediante GPS también forma parte del ámbito del IoT o del M2M (Machine2Machine). Ya hoy desempeña un papel el Internet de las cosas un papel importante en muchas sociedades modernas. En el futuro, es probable que su importancia aumente aún más.

Para que este intercambio de datos funcione, además de componentes como sensores, dispositivos y servidores, se necesita una tecnología de transmisión. Más concretamente, se trata de varias.

Tecnologías de transmisión para aplicaciones IoT: lo que SigFox y LoRa tienen en común

SigFox y LoRa son tecnologías de transmisión que se utilizan en el Internet de las Cosas para conectar dispositivos y transportar datos. A menudo se mencionan juntas porque tienen mucho en común.

• Ambos pertenecen a las redes de área amplia de baja potencia (LPWAN). Esto significa que tienen un bajo consumo de energía y un gran alcance, pero solo pueden transmitir pequeñas cantidades de datos. De este modo, se diferencian de Bluetooth, EnOcean o WLAN, que se utilizan principalmente en el ámbito del hogar inteligente para interconectar, a corta distancia, iluminación, calefacción o productos de entretenimiento.
• Además, LoRa y Sigfox utilizan bandas de frecuencia libres. Para estas no se aplican tasas de licencia ni tarifas de roaming. Esto no significa que el uso sea siempre gratuito, dependiendo de quién proporcione la infraestructura necesaria. Pero, por lo general, es económico.

Además de estas similitudes, existen algunas diferencias.

Muy extendido y versátil: ¿Qué es SigFox?

Detrás de SigFox está la empresa francesa del mismo nombre, fundada en 2009. Comercializa con orgullo su “red 0G” como “the world largest IoT network”. Para lograr una alta cobertura, SigFox colabora con operadores de red locales en distintos países, y con gran éxito. Según sus propios datos, el estándar alcanza en Alemania una cobertura del 90 % y está disponible en 72 países. Algunas grandes empresas utilizan la tecnología, por ejemplo, para el tracking de mercancías.

Una ventaja: como no se generan costes de frecuencia, la operación resulta muy económica. Sin embargo, SigFox limita la transmisión de datos a 140 transmisiones diarias y a 12 bytes por mensaje. Además, los clientes deben adquirir nuevo hardware si cambian de proveedor. Por último, existen otros posibles inconvenientes que abordaremos por separado.

Redes independientes para el intercambio de datos: ¿qué es LoRa?

LoRa es la abreviatura de «Long Range». La tecnología fue desarrollada por Semtech, de California, y es promovida por la LoRa Alliance, una organización sin ánimo de lucro que actualmente está formada por unas 500 empresas.

Al igual que SigFox, LoRaWan se dirige a usuarios que desean interconectar dispositivos a grandes distancias y enviar pequeños paquetes de datos. Sin embargo, en este caso deben crear su propia infraestructura o cooperar con proveedores locales. Por ello, el estándar se utiliza preferentemente en áreas geográficamente limitadas.

Una ventaja potencial de LoRa es su alta seguridad de datos. Con una red LoRaWan propia, puedes asegurarte de que los datos críticos no se filtren al exterior. Tienes un sistema cerrado en sí mismo. Si construyes toda tu infraestructura completamente por tu cuenta, tampoco tendrás que pagar nada por su funcionamiento.

Interesante saber: En relación con LoRaWan, a menudo se utiliza el término «abierto». Esto no es del todo correcto, ya que para una red de este tipo necesitas el chip correspondiente de «Semtech». Por lo tanto, también con LORaWan dependes de un proveedor. A esto se suma la dependencia de un hardware específico. En las tecnologías de transmisión que utilizan el espectro de frecuencias sin licencia, esta dependencia suele ser más pronunciada.

Para estas aplicaciones, Sigfox y LoRa son adecuados

Ya sea NB-IoT, SigFox, LoRa o LTE-M, cada estándar de radio LPWAN es adecuado para aplicaciones diferentes.

Aplicaciones para SigFox

SigFox es una tecnología muy versátil. Se utiliza, entre otros, en los siguientes ámbitos:

• Smart City: Con la ayuda de una combinación de SigFox y sensores, es posible recopilar valores de medición, por ejemplo, de humedad del aire o temperatura, y supervisar instalaciones de agua a distancia.
• Suministro: Las empresas de suministro apuestan cada vez más por el denominado Smart Metering. Esto significa que los contadores transmiten los datos de consumo directamente al proveedor. Se elimina la laboriosa lectura. En este ámbito, SigFox destaca por sus elevados estándares de seguridad y una buena penetración en edificios. Al fin y al cabo, los datos sobre el consumo eléctrico no deben caer en manos de cualquiera y los contadores suelen estar en el sótano.
• Smart Farming: También en la agricultura moderna se utilizan sensores y estándares de comunicación inalámbrica para medir y transmitir datos. Se trata, por ejemplo, de datos sobre la humedad del suelo o la temperatura. Los agricultores pueden optimizar los procesos de trabajo, reducir costes y disminuir el uso de fertilizantes basándose en estos datos. En este contexto se habla de Smart Farming.
• Tracking: Por último, las empresas utilizan SigFox para el seguimiento de mercancías o maletas. No obstante, en este contexto el estándar solo es una buena opción si se cumplen algunos requisitos. Así, SigFox no permite el seguimiento en tiempo real.

Aplicaciones para LoRa

También una red LoRaWan es adecuada para fines de Smart City, por ejemplo para

• Mediciones del nivel de llenado de papeleras
• Medición de CO₂-Salario, temperatura y humedad del aire
• Uso de sensores de aparcamiento para la búsqueda de estacionamiento

Dentro de grandes edificios, la tecnología complementa, por ejemplo, la WLAN. Esto se debe a que, como red de área amplia de bajo consumo (LPWAN), cuenta con el alcance necesario para transportar datos desde el sótano hasta la 10.ª planta y de vuelta.

Además, destaca por una buena penetración en edificios. Esto significa que, en el trayecto entre el sótano y la 10.ª planta, no se deja afectar por paredes gruesas. Por eso, una red LoRaWan también es una buena opción si quieres transmitir datos en una nave industrial.

¿Quieres saber más sobre dónde se utiliza con éxito la tecnología? Encontrarás casos de uso para LoRaWan en la Sitio web de la LoRa Alliance.

Importante: El uso de frecuencias libres en la transmisión de datos ofrece ventajas de costes. Sin embargo, la ley establece que ningún dispositivo puede ocupar más del 1 % de la banda de frecuencias. Por ello, los estándares que utilizan el espectro de frecuencias sin licencia no son adecuados para tecnologías de llamada de emergencia.

Resumen

Como puedes ver, en lo que respecta a los casos de uso, existen muchas coincidencias entre SigFox y LoRa. Aun así, ambos se diferencian en aspectos clave.

Lo que Sigfox tiene por delante de LoRa es, sobre todo, el hecho de que se basa en una infraestructura existente. Sin embargo, esto también puede ser una desventaja. Especialmente cuando las empresas u organizaciones transmiten datos muy sensibles, una red LoRaWan cerrada en sí misma ofrece ventajas.

NB-IoT, LTE-M: Comparación con otras tecnologías

Además de LoRa y SigFox, dos nuevos estándares LPWAN marcan la pauta en el Internet de las Cosas: Narrowband-IoT y LTE-M. Ambos utilizan el espectro de frecuencias con licencia y ambos se caracterizan por una alta cobertura de red. Grandes empresas tecnológicas del mercado impulsan de forma específica su despliegue.

SigFox y LoRa en comparación con NB-IoT

NB-IoT o Narrowband-IoT fue desarrollado por el 3rd Generation Partnership Project (3GPP). Se trata de una cooperación de organismos de estandarización a nivel mundial. Al igual que SigFox y Lora, el estándar se creó como LPWAN específicamente para IoT.

Entre las características principales de NB-IoT se incluyen las siguientes:

• Gran alcance
• Bajo ancho de banda
• Bajo consumo de energía
• Alta penetración en edificios, incluso sin dispositivos adicionales como un gateway especial

¿Te suena familiar? De hecho, NB-IoT se parece a SigFox en muchos aspectos. Este estándar también se utiliza con frecuencia para redes de Smart City, para la lectura de niveles de llenado o para aplicaciones móviles.

Las principales diferencias entre LoRa, SigFox y NB-IoT son las siguientes:

• Dado que NB-IoT se basa en la red LTE, destaca por una excelente cobertura de red. Esto también se aplica en el extranjero. Si Narrowband-IoT no está disponible en una región, muchos módulos pueden recurrir alternativamente a redes móviles 2G/3G o LTE-M. En cambio, el roaming con redes LoRaWan es muy difícil, y con SigFox es posible de forma limitada.
• La calidad de transmisión también se beneficia de que NB-IoT utilice redes con licencia.
• NB-IoT tiene una mayor penetración en edificios que Sigfox y LoRa.
• El consumo de energía de Narrowband-IoT es muy bajo.

NB-IoT está diseñado para pequeñas cantidades de datos. Sin embargo, estas son lo suficientemente grandes como para, por ejemplo, realizar actualizaciones de firmware en un módulo.

SigFox y LoRa en comparación con LTE-M

LTE-M es una red de área amplia de bajo consumo (LPWAN) que también se basa en la red LTE.

Se caracteriza por las siguientes propiedades:

• gran alcance
• buena penetración en edificios
• bajo consumo de energía
• baja latencia
• también permite la transmisión de paquetes de datos de tamaño medio

En una comparación directa, LTE-M ofrece ventajas similares frente a SigFox y LoRa que NB-IoT. Además, se suma otro aspecto: como única de las tecnologías mencionadas hasta ahora, es adecuada para el seguimiento en tiempo real de objetos móviles. Esto se debe a dos características:

• Baja latencia: El tiempo real y las latencias altas son incompatibles. Con LTE-M es posible registrar dónde se encuentra un dispositivo en un momento determinado. Si utilizas SigFox o NB-IoT, tendrás que convivir con retrasos.
• Handover: El denominado handover entra en juego cuando los dispositivos conectados cambian de una celda de telefonía móvil a otra. En este caso, LTE-M mantiene la conexión. Con otras tecnologías, los dispositivos deben volver a conectarse cada vez, lo que a su vez provoca retrasos.

Gracias a estas características, LTE-M se utiliza con frecuencia en aplicaciones móviles, por ejemplo para el seguimiento de la cadena de suministro. Además, LTE-M permite la transmisión de voz. Por ello, este estándar es idóneo para sistemas de llamada de emergencia, por ejemplo en ascensores.

Único inconveniente en este momento: la cobertura de red de LTE-M, así como la de NB-IoT, aún no es comparable con la de la tecnología G2 más antigua y ya ampliamente desplegada. Especialmente en zonas rurales, los usuarios deben contar con lagunas que pueden repercutir negativamente en el tracking.

¿Son SigFox y LoRa adecuados para el seguimiento de bicicletas eléctricas?

SigFox y LoRa, o bien LoRaWan, tienen su razón de ser y, según la aplicación, pueden ser una alternativa real a otros estándares. Especialmente LoRaWan es considerado por muchos proveedores del mercado menos como competencia que como un complemento a los estándares con bandas de frecuencia licenciadas.

Pero, ¿qué ocurre con el rastreo para la protección antirrobo? En este caso, ambos solo son adecuados de forma limitada debido a los siguientes inconvenientes:

Esto significa: las redes SigFox y LoRaWan pueden utilizarse para rastrear dispositivos móviles, pero solo si una transmisión continua en tiempo real no es decisiva. Si quieres informar a los clientes a intervalos regulares sobre dónde se encuentra, por ejemplo, su maleta, SigFox puede ser una alternativa. Si quieres darles la posibilidad de localizar una bicicleta o una e-bike robada, esta solución no es óptima.

Aun así, hay proveedores que utilizan SigFox o LoRaWan para la protección antirrobo. Te desaconsejamos un sistema de este tipo. Al fin y al cabo, existe una alternativa que te indica de forma fiable dónde se encuentra tu vehículo en este preciso momento.

Tecnología 2G: sigue siendo el mejor estándar para el rastreo GPS como protección antirrobo

Si ni SigFox ni LoRa o LoRaWan son adecuados para el rastreo GPS de bicicletas eléctricas, ¿cuál es entonces la solución correcta?

Actualmente se trata de una tecnología de la que aún no hemos hablado: 2G. Este estándar es un auténtico «clásico». Al fin y al cabo, existe desde los años 90. Por ello, en términos de cobertura de red, (todavía) está por delante de todas las demás tecnologías de radio en el ámbito del IoT. Que con 2G solo se puedan transmitir paquetes de datos muy pequeños no supone un gran inconveniente para el GPS tracking de vehículos.

Por eso PowUnity apuesta por su GPS-Tracker rastreador GPS para bicicletas eléctricas en 2G: para seguridad y seguimiento en tiempo real sin concesiones, y protección antirrobo sin fisuras.

Conclusión – LoRa y Sigfox

En última instancia, en 2021 es difícil predecir qué papel desempeñarán LoRa de Semtex y SigFox en el Internet de las cosas en el futuro.

Ambos tienen ventajas, desde los bajos costes hasta la posibilidad de crear una red propia para datos (críticos). Ambos se utilizan con éxito para distintas aplicaciones IoT, desde Smart Cities hasta el tracking en el sector logístico y la conectividad en la agricultura. En parte, complementan a otras Low Power Wide Area Networks con sus características específicas. Además, cada estándar tiene su propio lobby, como por ejemplo la LoRa Alliance, y sus propios seguidores.

Sin embargo, sin duda existen desventajas significativas en comparación con competidores LPWAN como NB-IoT o LTE-M. Entre ellas se incluyen una cobertura de red limitada, una transmisión en parte susceptible a interferencias y el hecho de que, por lo general, el hardware debe sustituirse al cambiar de proveedor.

Para el seguimiento de e-bikes como protección antirrobo, ni SigFox ni LoRa son una opción. Porque, especialmente en este ámbito, factores como una alta cobertura de red, el seguimiento en tiempo real y bajas latencias son decisivos, al menos si no quieres hacer concesiones en la localización. Que esto cambie algún día es dudoso.