El IoT, o Internet de las Cosas, incluye sorprendentemente muchísimos protocolos diferentes.

Los protocolos de IoT se refieren a los protocolos utilizados para la comunicación y la transferencia de datos entre dispositivos en el entorno de IoT. Según sus diferentes funciones, los protocolos de IoT se pueden dividir en protocolos de transporte, de comunicación y específicos del sector.

Protocolos de transporte: Generalmente responsables de la comunicación y el establecimiento de redes entre dispositivos dentro de una subred. Por ejemplo, Wi-Fi, Ethernet, NFC, Zigbee, Bluetooth, GPRS, 3G/4G/5G, etc. Estos protocolos garantizan la seguridad y la fiabilidad de los datos transmitidos a través de la red.

Protocolos de comunicación: Se trata principalmente de protocolos de comunicación entre dispositivos que se ejecutan sobre el protocolo TCP/IP tradicional de Internet y son responsables del intercambio de datos y la comunicación entre dispositivos. Algunos ejemplos son MQTT, CoAP, HTTP, etc.

Protocolos industriales: Se trata de protocolos estándar unificados dentro de una industria determinada. Por ejemplo, el protocolo de comunicación vehicular JT/T808, el protocolo de vídeo GB/T 28181, etc.

1. Protocolo de transmisión: Modbus, OPC-UA, OPC-DA, LoRa, ZigBee

Comparación de los protocolos Bluetooth, WiFi y ZigBee

Actualmente, la ventaja del WiFi radica en su amplia aplicación, ya que se ha popularizado en innumerables hogares. La ventaja de ZigBee reside en su bajo consumo de energía y sus capacidades de red en malla. La principal fortaleza de la tecnología de comunicación inalámbrica sin portadora UWB (banda ultraancha) es su alta velocidad de transmisión. Bluetooth destaca por su sencillez de conexión en red. Sin embargo, estas tres tecnologías presentan limitaciones, y ninguna por sí sola puede satisfacer completamente todos los requisitos de los hogares inteligentes.

La aparición de la tecnología Bluetooth ha hecho posible la comunicación inalámbrica de corto alcance. Sin embargo, su protocolo complejo, su alto consumo de energía y su elevado coste no son muy adecuados para el control industrial ni para las redes domésticas, que requieren bajo coste y bajo consumo de energía. El mayor obstáculo de Bluetooth es su alcance de transmisión limitado, generalmente de unos 10 metros. Su escasa capacidad antiinterferencias y los problemas de seguridad de la información también restringen su desarrollo y su aplicación a gran escala.

El WiFi es una tecnología de transmisión inalámbrica de corto alcance que permite el acceso a señales inalámbricas en cualquier momento y ofrece gran movilidad, lo que lo hace más adecuado para su uso en oficinas y hogares. Sin embargo, el WiFi también tiene una desventaja importante. Dado que utiliza tecnología de radiofrecuencia para enviar y recibir datos por el aire, es relativamente fácil que fuentes externas interfieran.

Por otro lado, ZigBee es una tecnología de comunicación inalámbrica reconocida internacionalmente. Cada puerto de red admite más de 65 000 conexiones, lo que la hace ideal para su uso en hogares, industria, agricultura y otros sectores. En cambio, las redes Bluetooth y Wi-Fi solo admiten hasta 10 puertos, lo que obviamente no satisface las necesidades de las familias. ZigBee también ofrece las ventajas de un bajo consumo de energía y un bajo costo.

2. Protocolos de comunicación: MQTT, HTTPS, CoAP, TCP, UDP

Comparación entre los protocolos MQTT y CoAP: MQTT es un protocolo de comunicación de muchos a muchos que se utiliza para transferir mensajes entre diferentes clientes a través de un agente intermediario, desacoplando así a productores y consumidores. Permite a los clientes publicar mensajes mientras el agente decide el enrutamiento y los copia. Si bien MQTT admite cierto nivel de persistencia, su mejor uso es como bus de comunicación de datos en tiempo real.

CoAP es principalmente un protocolo punto a punto, utilizado para transferir información de estado entre clientes y servidores. Si bien admite la observación de recursos, CoAP es más adecuado para un modelo de transferencia de estado que no se basa exclusivamente en eventos.

Los clientes MQTT establecen una conexión TCP de larga duración, lo que generalmente no presenta problemas. Tanto los clientes como los servidores CoAP envían y reciben paquetes UDP. En entornos NAT, se puede utilizar la tunelización o el reenvío de puertos para permitir CoAP, o bien, como en el caso de LWM2M, los dispositivos pueden iniciar primero una conexión con el frontend.

MQTT no ofrece soporte para el etiquetado de tipos de mensajes ni otros metadatos que ayuden a los clientes a comprenderlos; los mensajes MQTT se pueden usar para cualquier propósito, pero todos los clientes deben conocer el formato de datos de origen para permitir la comunicación. CoAP, por otro lado, ofrece soporte integrado para la negociación y el descubrimiento de contenido, lo que permite que los dispositivos se sondeen entre sí para encontrar formas de intercambiar datos.

3. Protocolo de la industria