Interoperabilidad de IoT: vivir el sueño

Con la llegada del rentable IoT satelital (SatIoT), los integradores de sistemas se apresuran a satisfacer la enorme demanda reprimida de soluciones globales que permitan el seguimiento de activos en el 85 % del planeta que no está cubierto por redes celulares. Están creando soluciones de IoT totalmente conectadas, donde los activos móviles se pueden rastrear a medida que se mueven, conectándose sin problemas a una variedad de redes, desde celulares hasta LoRaWAN, Sigfox y satélite.

Algunos están haciendo la promesa del enfoque único para todos, confiando en los futuros estándares 3GPP. ¿Es esta una apuesta segura para los integradores de sistemas? Si bien es técnicamente factible utilizar los protocolos terrestres existentes para comunicarse con los satélites, está lejos de ser óptimo en términos de rendimiento. IoT es muy sensible al costo y al consumo de energía y tales degradaciones podrían descarrilar rápidamente el modelo comercial de IoT. Las diferencias menores en el rendimiento, como la duración de la batería o del dispositivo, pueden cambiar radicalmente la viabilidad del caso comercial. La construcción de dispositivos inteligentes capaces de cambiar sin problemas entre varias tecnologías, cada una de ellas altamente optimizada para condiciones específicas, es el enfoque más sólido.

Fabien Jordan, director ejecutivo de Astrocast, explica por qué los integradores de sistemas necesitan explorar el protocolo de datos patentado de Astrocast que ha sido diseñado específicamente para optimizar todos los aspectos del componente SatIoT.

Oportunidad convincente

2022 es el año en que IoT se vuelve verdaderamente global, con soluciones SatIoT de bajo costo que brindan la oportunidad de rastrear activos incluso en las ubicaciones más remotas del mundo por primera vez. Con la capacidad de conectar de manera rentable el 85 % del mundo que no está cubierto por redes celulares, el sueño de recopilar datos sin problemas de los activos a medida que se mueven entre redes, desde celular a satélite, es increíblemente emocionante.

Las cadenas de suministro se pueden transformar mediante el seguimiento continuo de los contenedores de envío. La agricultura revolucionó a través del monitoreo remoto tanto de animales como de factores ambientales como la humedad, lo que ayudó a reducir la dependencia de los antibióticos y a optimizar el uso de recursos escasos como el agua. Comprensión ambiental y estrategias aceleradas utilizando datos de monitoreo de océanos para comprender el cambio.

Sin embargo, en el impulso para satisfacer la enorme demanda reprimida de una solución de IoT global sin fisuras, es vital mantener el enfoque en los componentes centrales del éxito de IoT. Estas implementaciones involucran decenas, incluso cientos de miles de dispositivos, generalmente en ubicaciones inaccesibles. La vida útil y el factor de forma del dispositivo son clave para el caso comercial, lo que significa pensar detenidamente en todo, desde la duración y el tamaño de la batería hasta las actualizaciones, la frecuencia de transmisión y el diseño de la antena.

Debate sobre estándares

Este es un mercado nuevo y el desafío para los integradores de sistemas es lograr la integración sin comprometer el rendimiento ni socavar el caso comercial. Y aquí es donde radica ahora el debate: ¿debería la industria confiar en los estándares de IoT celular solo con la esperanza de que algún día sean compatibles con los satélites y, por lo tanto, minimicen la complejidad del dispositivo? ¿O deberían apostar por los beneficios de rendimiento operativo de combinar los protocolos de datos SatIoT patentados disponibles y altamente eficientes con tecnologías celulares y LPWAN, haciendo que la implementación a gran escala sea financieramente viable por primera vez?

En teoría, tiene mucho sentido adherirse a los estándares de la industria en cualquier implementación de tecnología. Brinda longevidad a la aplicación y mejora la agilidad. Sin embargo, tiene poco valor adoptar este enfoque si el rendimiento se ve fundamentalmente comprometido, especialmente con un caso comercial financieramente sensible.

En este momento, no existe un estándar para la implementación de SatIoT. Los estándares 5G NB-IoT propuestos están a años de su plena ratificación. Además de eso, NB-IoT es solo en tiempo real. No admite operaciones de almacenamiento y reenvío, lo cual es absolutamente fundamental cuando se opera a través de una red de satélites LEO (órbita terrestre baja). Desde la perspectiva de los satélites, también existe una gran complejidad creada por la necesidad de gestionar las diferentes frecuencias utilizadas en tierra por los dispositivos NB-IoT. Este problema rara vez se menciona, pero es probablemente el mayor desafío a superar, ya que los satélites serán mucho más complejos y costosos, lo que hará que el caso comercial sea más difícil, si no imposible, de cerrar.

De manera similar, algunos integradores de sistemas están explorando el uso del estándar LoRaWAN establecido por satélite. Esto podría lograrse a través del espectro con o sin licencia. Pero en ambos casos hay algunos obstáculos serios que superar para habilitar funciones importantes como las comunicaciones bidireccionales o las capacidades de almacenamiento y reenvío.

Además, tanto 5G NB-IoT como LoRa por satélite tienen mucha más sobrecarga de datos que un protocolo patentado optimizado como Astrocast, lo que genera un consumo de mucha más energía por byte enviado. Si bien estos estándares simplificarían teóricamente el modelo de implementación, el uso de protocolos de datos no optimizados para el componente SatIoT tiene un impacto devastador en el rendimiento del dispositivo IoT, un impacto que destruye el caso comercial de IoT.

Implementación optimizada

Los protocolos de datos patentados han sido un componente central del modelo de desarrollo de SatIoT por una buena razón. Las implementaciones optimizadas son de menor costo, más confiables y de mayor rendimiento, especialmente en áreas clave como el consumo de energía, que puede hacer o deshacer una implementación de IoT. El consumo excesivo de energía reduce significativamente la vida útil de la batería, lo que genera un costoso reemplazo de la batería/dispositivo, lo cual es imposible para las mercancías en tránsito y extremadamente desafiante en ubicaciones remotas. Un dispositivo que utilice un estándar de red genérico para SatIoT utilizará hasta 10 veces más energía en comparación con un dispositivo que utilice SatIoT con protocolo de datos y conjuntos de chips optimizados.

Además, no es posible simplemente agregar una conexión SatIoT a un dispositivo existente, incluso si se usa el mismo estándar de red, como LoRaWAN. Esto no es plug and play, los dispositivos necesitarán una nueva antena o una nueva interfaz de radiofrecuencia (RF) para conectarse al satélite. En cuyo caso, tiene mucho más sentido utilizar dispositivos y protocolos de datos optimizados con un conjunto de chips optimizado para SatIoT. Los dispositivos deben ser lo suficientemente pequeños para usarse en el ganado, incluidas antenas pequeñas y planas que no quedan atrapadas en la vegetación, y lo suficientemente robustos para soportar años al aire libre sin necesidad de ser reemplazados.

La comunicación bidireccional también es clave, ya que proporciona actualizaciones de dispositivos remotos para prolongar aún más su vida útil en el campo. También permite aplicaciones innovadoras de IoT, como la creación de cercas virtuales para el ganado, lo que elimina la necesidad de un trabajo costoso y que requiere muchos recursos para instalar y mantener cercas en áreas remotas.

Conclusión

El uso de protocolos de datos propietarios no es una barrera para la implementación, sino un habilitador. Los integradores de sistemas pueden crear soluciones que utilizan múltiples redes para rastrear elementos en todo el mundo. Una implementación reciente para contenedores de envío se mueve sin problemas entre múltiples soluciones de conectividad diferentes, que incluyen Bluetooth, celular, LoRaWAN y satélite, según sea necesario. Las organizaciones pueden optar por cambiar la red principal en cualquier momento, asegurándose de que el dispositivo se conecte a SatIoT en lugar de celular en ciertas regiones de alto costo, por ejemplo, para lograr mucha más certeza en la base de costos operativos.

La clave es garantizar que el modelo de implementación respalde en lugar de socavar el caso comercial de IoT. ¿Con qué frecuencia necesita el dispositivo comunicarse con el satélite? ¿Cuál es el consumo de energía? Que tan larga es la vida de la batería? ¿El diseño de la antena es adecuado para su propósito? ¿La solución admite comunicación bidireccional? Estos son los problemas críticos que afectarán el costo, la viabilidad y los beneficios comerciales de la implementación de SatIoT, y el rendimiento óptimo solo se puede lograr mediante el uso de protocolos de datos optimizados y dedicados.

Por ahora, la integración total es el sueño a largo plazo y, en algún momento durante la próxima década, surgirán estándares. Para maximizar el poder, el potencial y los beneficios de costo de SatIoT hoy, el uso de protocolos patentados dedicados seguirá siendo la mejor manera de desarrollar un caso de negocios sólido y alcanzable y acelerar la implementación de IoT.

Astrocast es un expositor en TechEx Europe, que tendrá lugar en RAI Amsterdam entre el 20 y el 21 de septiembre.