RADIOCOMUNICACIONES 29 capacidad de conexión en red en malla y la interoperabilidad con el protocolo de Internet (IP). De las diversas tecnologías inalámbricas de corto alcance establecidas, hay tres claras líderes: Bluetooth de baja energía (Bluetooth LE), ZigBee y Thread. Comparten algunas similitudes debido a un ADN compartido de la especificación IEEE 802.15.4. Esta especificación describe las capas físicas (PHY) y de control de acceso al medio (MAC) para redes inalámbricas de área personal (WPAN) de baja velocidad de datos. Las tecnologías generalmente funcionan a 2.4 GHz, aunque existen algunas variantes sub-GHz de Zigbee. Bluetooth LE es adecuado para aplicaciones IoT, como sensores domésticos inteligentes, donde las velocidades de transmisión de datos son modestas y se producen con poca frecuencia (Figura 1). La interoperabilidad de Bluetooth LE con los chips Bluetooth que incorporan la mayoría de los teléfonos inteligentes es también una gran ventaja para las aplicaciones orientadas al consumidor, como los dispositivos para vestir. Las principales desventajas de esta tecnología son la necesidad de una puerta de enlace cara y de alto consumo para conectarse a la nube y la escasa capacidad de las redes en malla. ZigBee también es una buena opción para aplicaciones de bajo consumo y baja tasa de producción en automatización industrial, comercial y doméstica. Su tasa de producción es inferior a la de Bluetooth LE, mientras que su alcance y consumo de energía son similares. Zigbee no es compatible con teléfonos inteligentes, ni ofrece capacidad de IP nativa. Una de las principales ventajas de ZigBee es que está diseñado desde cero para redes malladas. Red, al igual que ZigBee, funciona con la PHY y MAC IEEE 802.15.4 y ha sido diseñada para soportar grandes redes en malla de hasta 250 dispositivos. Thread se diferencia de Zigbee en el uso del 6LoWPAN (una combinación del IPv6 y las WPAN de bajo consumo), lo que hace que la conectividad con otros dispositivos y la nube sea directa, aunque a través de un dispositivo de borde de red llamado enrutador de borde. Aunque dominan los protocolos basados en estándares, sigue habiendo un nicho para los protocolos propietarios de 2.4 GHz. Aunque limitan la conectividad con otros dispositivos equipados con el mismo chip del fabricante, estos protocolos pueden ajustarse con precisión para optimizar el consumo de energía, el alcance, la inmunidad a las interferencias u otros parámetros operativos importantes. Una PHY y MAC IEEE 802.15.4 es perfectamente compatible con la tecnología inalámbrica propietaria de 2.4 GHz. La popularidad de estos tres protocolos de corto alcance y la flexibilidad que ofrece la tecnología propietaria de 2.4 GHz dificultan la elección del más adecuado para el más amplio conjunto de aplicaciones. Antes, un diseñador tenía que elegir una tecnología inalámbrica y luego rediseñar el Figura 1: Bluetooth LE es muy adecuado para sensores domésticos inteligentes como cámaras y termostatos. Su interoperabilidad con teléfonos inteligentes simplifica la configuración de productos compatibles. (Fuente de la imagen: Nordic Semiconductor). producto si había demanda de una variante que utilizara un protocolo distinto. Pero como los protocolos utilizan PHY basados en una arquitectura similar y operan en el espectro de 2.4 GHz, muchos proveedores de silicio ofrecen transceptores multiprotocolo. Estos chips permiten reconfigurar un mismo diseño de hardware para varios protocolos con solo cargar un nuevo software. Mejor aún, el producto podría suministrarse con varias pilas de software, y la conmutación entre cada una de ellas supervisada por una unidad de microcontroladores (MCU). Esto podría permitir, por ejemplo, utilizar Bluetooth LE para configurar un termostato doméstico inteligente desde un teléfono inteligente antes de que el dispositivo cambie de protocolo para unirse a una red de hilos. El SoC nRF52840 de Nordic Semiconductor es compatible con Bluetooth LE, Bluetooth mesh, Thread, Zigbee, IEEE 802.15.4, ANT+ y stacks propietarios de 2,4 GHz. El SoC de Nordic también integra una unidad de microcontrolador ARM Cortex-M4, que se encarga del protocolo de radiofrecuencia y del software de aplicaciones, así como 1 megabyte (Mbyte) de memoria Flash y 256 kilob-
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