En la actualidad ya hay más de 100 millones de dispositivos desplegados en todo el mundo en redes de servicios públicos y, en medio de este increíble crecimiento, el protocolo Wi-SUN® ha demostrado su fiabilidad en algunas de las aplicaciones más exigentes del mundo. Ahora, Digi International y Silicon Labs llevan esta tecnología probada a un mercado más amplio con la primera solución Wi-SUN completa, integrada y de extremo a extremo del sector.
Con la rápida evolución del panorama IoT , las organizaciones de todos los sectores buscan soluciones de conectividad robustas y escalables que puedan satisfacer las demandas de las aplicaciones de misión crítica. Mientras varias tecnologías inalámbricas compiten por la atención, el estándar Wi-SUN destaca para despliegues de IoT a gran escala en exteriores.
En este artículo, compartiremos información sobre este sólido estándar y sobre cómo la solución Wi-SUN de Digi y Si-Labs permite planificar y desplegar rápidamente redes masivas, robustas y seguras.
¿Por qué Wi-SUN? Comprender la ventaja tecnológica
Wi-SUN (Wireless Smart Ubiquitous Network) representa la tecnología líder de redes de malla sub-GHz basadas en IPv6 para aplicaciones IoT . Basada en los estándares IEEE 802.15.4g y regida por la Wi-SUN Alliance®, que cuenta con más de 300 miembros, Wi-SUN crea redes de malla inalámbricas autoformables y autorreparables que han demostrado su fiabilidad en aplicaciones de misión crítica a escala mundial.
Piénsalo así: las redes tradicionales de topología en estrella funcionan como un sistema de centro y radios en el que todo depende de una pasarela central. Si ese gateway falla, toda la red se cae. La arquitectura de malla de Wi-SUN funciona de forma diferente. Las redes malladas ayudan a mejorar la fiabilidad eliminando los puntos únicos de fallo. Cada dispositivo puede comunicarse a través de varias rutas, sorteando automáticamente obstáculos, interferencias o nodos averiados. Esta arquitectura resistente garantiza un funcionamiento ininterrumpido en entornos difíciles.
Al operar en bandas de frecuencia sub-GHz sin licencia, una solución Wi-SUN ofrece un alcance y una penetración en edificios superiores a las alternativas de 2,4 GHz. Dependiendo del entorno, las radios individuales pueden alcanzar un alcance de 0,5 millas en zonas urbanas (hasta 1 milla con radios de alta potencia), y de 6+ millas en exteriores. El aspecto de red en malla amplía drásticamente el alcance más allá de la radio individual.
La tecnología admite nodos de infraestructura alimentados y alimentados por baterías, con velocidades de datos adaptables de 50 kbps a 2,4 Mbps para satisfacer los requisitos específicos de las aplicaciones. El enfoque basado en estándares abiertos ofrece seguridad de nivel empresarial, interoperabilidad entre múltiples proveedores y conectividad escalable desde emplazamientos individuales a regiones enteras.
Piénsalo así: las redes tradicionales de topología en estrella funcionan como un sistema de centro y radios en el que todo depende de una pasarela central. Si ese gateway falla, toda la red se cae. La arquitectura de malla de Wi-SUN funciona de forma diferente. Las redes malladas ayudan a mejorar la fiabilidad eliminando los puntos únicos de fallo. Cada dispositivo puede comunicarse a través de varias rutas, sorteando automáticamente obstáculos, interferencias o nodos averiados. Esta arquitectura resistente garantiza un funcionamiento ininterrumpido en entornos difíciles.
Al operar en bandas de frecuencia sub-GHz sin licencia, una solución Wi-SUN ofrece un alcance y una penetración en edificios superiores a las alternativas de 2,4 GHz. Dependiendo del entorno, las radios individuales pueden alcanzar un alcance de 0,5 millas en zonas urbanas (hasta 1 milla con radios de alta potencia), y de 6+ millas en exteriores. El aspecto de red en malla amplía drásticamente el alcance más allá de la radio individual.
La tecnología admite nodos de infraestructura alimentados y alimentados por baterías, con velocidades de datos adaptables de 50 kbps a 2,4 Mbps para satisfacer los requisitos específicos de las aplicaciones. El enfoque basado en estándares abiertos ofrece seguridad de nivel empresarial, interoperabilidad entre múltiples proveedores y conectividad escalable desde emplazamientos individuales a regiones enteras.
Pruebas del mundo real: Soluciones Wi-SUN en acción
La verdadera medida de cualquier tecnología reside en su rendimiento en el mundo real. Wi-SUN ha demostrado su eficacia en grandes despliegues que funcionan de forma fiable año tras año:
- Red inteligente de Tokio de TEPCO: Uno de los mayores despliegues de red Wi-SUN del mundo conecta decenas de millones de contadores inteligentes en Tokio (Japón), procesando casi mil millones de paquetes de datos diarios con una fiabilidad excepcional.
- Infraestructura conectada de Miami: La red de farolas conectadas de Miami (FPL), con más de 500 000 unidades, se ve reforzada por una marquesina de malla Wi-SUN de mayor tamaño que incluye más de 5 millones de dispositivos conectados como parte de la Infraestructura de Medición Avanzada (AMI).
- Alumbrado inteligente en París: Una red mallada Wi-SUN conecta 280.000 farolas en toda la ciudad, lo que convierte a París en una de las principales ciudades del mundo en implantación de farolas conectadas. El despliegue permite ahorrar hasta un 70 % de los costes energéticos anuales con un rendimiento constante durante todo el año.
- La base de la ciudad inteligente de Londres: La ciudad de Londres sustituyó 15.000 farolas (cubiertas por un total de sólo 12 routers fronterizos) en toda la Square Mile por una red Wi-SUN diseñada explícitamente como base "a prueba de futuro". Desde entonces, la ciudad ha ido más allá del alumbrado para incluir sensores de control ambiental de la calidad del aire, sistemas de gestión del tráfico y los aparcamientos, y sensores de seguridad pública en los soportes de los salvavidas ribereños que alertan a los servicios de emergencia cuando se retiran.
- Supervisión de infraestructuras en Japón: La solución Wi-SUN vigila el deterioro de taludes y terraplenes por lluvias torrenciales o terremotos, y hace un seguimiento de la tensión de los cables de los puentes para evaluar su estado a lo largo de su vida útil y bajo la presión del tráfico intenso.
No se trata de proyectos piloto. Se trata de despliegues a gran escala, de misión crítica, que operan continuamente en condiciones meteorológicas diversas y entornos urbanos difíciles, demostrando la excepcional fiabilidad, escalabilidad y valor empresarial de Wi-SUN a escala masiva.
De la utilidad a la ubicuidad: Lo que funciona a gran escala funciona en todas partes
Aquí está la clave: las mismas características que hacen que las soluciones Wi-SUN sean adecuadas para despliegues de servicios públicos a gran escala hacen que este protocolo sea ideal para casos de uso IoT en todos los sectores. Cuando una tecnología puede gestionar de forma fiable decenas de millones de contadores inteligentes que funcionan 24 horas al día, 7 días a la semana durante décadas y procesan miles de millones de transacciones al día, tiene unas capacidades demostradas que se trasladan directamente a otras aplicaciones exigentes.
Los requisitos de fiabilidad de una empresa de servicios públicos que gestiona millones de puntos finales son de los más estrictos de cualquier sector. Las empresas de servicios públicos no pueden tolerar fallos de red que impidan la lectura de contadores, provoquen una pérdida de datos de ingresos o comprometan la gestión de la red. Los requisitos de seguridad son igualmente exigentes, ya que las redes de las empresas de servicios públicos están clasificadas como infraestructuras críticas y se enfrentan a constantes ciberamenazas.
Si una solución Wi-SUN puede cumplir estos requisitos a gran escala, es más que capaz de gestionar aplicaciones como instalaciones de paneles solares, sistemas de control y automatización de edificios, equipos de supervisión de gas y petróleo y gestión de activos en instalaciones distribuidas. La misma conectividad de largo alcance que conecta los contadores inteligentes de los barrios funciona igual de bien para supervisar las instalaciones solares de un campus comercial, realizar el seguimiento de los equipos de una instalación industrial o conectar los sensores de un yacimiento petrolífero.
Los ejemplos de Londres y la vigilancia de puentes en Japón lo ilustran perfectamente. La red londinense comenzó con el alumbrado público, pero se amplió a estaciones de control de la calidad del aire, sensores de aparcamiento y sistemas de seguridad pública, todos ellos funcionando con la misma infraestructura de eficacia probada. La vigilancia de los cables de los puentes y los sensores de estabilidad de taludes en Japón representan puntos de evaluación de infraestructuras que ofrecen resultados reales. Las oportunidades son significativas: tanto si transmite lecturas de contadores, datos de calidad del aire, mediciones de tensión estructural o alarmas de seguridad, Wi-SUN ofrece la fiabilidad y el rendimiento que exigen sus aplicaciones.
La solución Digi XBee® for Wi-SUN: Construir, desplegar, gestionar
La solución Digi XBee for Wi-SUN aborda el ciclo de vida completo de la red Wi-SUN a través de tres componentes integrados diseñados para trabajar juntos sin problemas desde el primer día, manteniendo una interoperabilidad total con el ecosistema Wi-SUN más amplio. La solución Digi Wi-SUN permite a las organizaciones y proveedores de soluciones construir, desplegar y gestionar redes Wi-SUN a escala.
Construir: Smart Digi XBee para módulos Wi-SUN
Basados en la plataforma EFR32 de Silicon Labs, que incorpora su tecnología Secure Vault™ con certificación PSA de nivel 3 (el nivel más alto de certificación de seguridad IoT ), los módulos Digi XBee for Wi-SUN ofrecen la fiabilidad y seguridad que exigen las aplicaciones críticas.
Los módulos Digi XBee for Wi-SUN, disponibles en tres formatos estándar del sector (taladro pasante, montaje en superficie y micromontaje) que han permitido el despliegue de más de 25 millones de módulos en todo el mundo, ofrecen la máxima flexibilidad de diseño. Los módulos se presentan en dos variantes: Los módulos Leaf Node (LFN) consiguen una duración de la batería de hasta 10 años para sensores remotos con conectividad Bluetooth LE opcional, mientras que los módulos Full Function Node (FFN) son dispositivos alimentados que admiten aplicaciones de alto rendimiento con velocidades de datos de hasta 2,4 Mbps.
Lo que diferencia a los módulos Digi XBee for Wi-SUN es su capacidad de inteligencia de borde. La programabilidad MicroPython permite el procesamiento en el módulo y el control local, reduciendo las dependencias de la nube y permitiendo respuestas en tiempo real. Por ejemplo, una farola inteligente equipada con un módulo Digi XBee for Wi-SUN puede ajustar automáticamente el brillo en función de la detección de peatones y las condiciones ambientales, un seguidor solar puede optimizar la posición del panel en función de los sensores de irradiancia o un controlador de automatización de edificios puede ajustar la configuración de HVAC en función de los patrones de ocupación, todo ello sin comunicarse constantemente con la nube y la latencia resultante.
Los certificados preinyectados eliminan el complejo aprovisionamiento de seguridad, permitiendo que los dispositivos se unan a las redes de forma segura nada más sacarlos de la caja. La conocida huella XBee simplifica la integración para los desarrolladores que ya tienen experiencia con la tecnología XBee, a la vez que proporciona acceso a las avanzadas funciones de red mallada de Wi-SUN.
Despliegue: Enrutadores de frontera Digi XBee Hive inteligentes
El router Digi XBee Hive Border sirve de pasarela entre su red mallada Wi-SUN y su infraestructura existente. Estos dispositivos de diseño específico pueden utilizarse en proyectos piloto o en despliegues empresariales y admiten cientos de nodos Wi-SUN por router.
Construidos sobre Digi Accelerated Linux con el marco de seguridad integrado Digi TrustFence®, los routers Digi XBee Hive Border aprovechan el mismo nivel superior de capacidades Silicon Labs Secure Vault que nuestros módulos Digi XBee para Wi-SUN, creando un ecosistema de seguridad completo en todos los niveles de la red.
La arquitectura de procesador multinúcleo (doble Cortex-A7 a 650 MHz + Cortex-M4 a 209 MHz) ofrece el rendimiento necesario para aplicaciones avanzadas. Múltiples opciones de conectividad, como móvil LTE Cat 1, Wi-Fi 5 de doble banda con Bluetooth 5.2, Ethernet 10/100 Mbit e interfaces serie RS-232/RS485 seleccionables por software, garantizan una conectividad backhaul fiable independientemente de las condiciones del emplazamiento.
La plataforma informática de borde integrada en los routers de borde Digi XBee Hive incluye compatibilidad con contenedores Linux LXC gestionados a través de la funcionalidad Containers-as-a-Service de Digi, lo que permite el despliegue de aplicaciones personalizadas directamente en el router de borde. La compatibilidad con Python 3 y la configuración completa de la interfaz de línea de comandos (CLI) permiten el procesamiento local de datos, la toma de decisiones en tiempo real y la ejecución automatizada de tareas, lo que reduce los costes de ancho de banda y mejora los tiempos de respuesta.
Entre las funciones de red avanzadas se incluyen la compatibilidad total con IPv6, Digi WAN Bonding para combinar varias conexiones para una conectividad resistente y la traducción de direcciones IPv6/IPv4 que integra perfectamente las redes Wi-SUN en las infraestructuras de TI existentes sin necesidad de realizar cambios en la arquitectura.
Gestionar: Digi XBee Remote Manager® y Digi XBee Studio Tools
Digi Remote Manager sirve como centro de mando basado en la nube para la gestión completa del ciclo de vida de la red Wi-SUN a escala. Entre sus funciones se incluyen la configuración y supervisión centralizadas de la red en miles de nodos, la gestión automatizada de certificados PKI, actualizaciones OTA de firmware y software, alertas en tiempo real e informes detallados sobre el estado de la red, así como API abiertas para la integración de sistemas de terceros.
Digi XBee Studio proporciona herramientas completas de desarrollo, despliegue y asistencia técnica local. La herramienta simplifica la instalación de la red, las pruebas de configuración y la resolución de problemas sobre el terreno, lo que permite agilizar los plazos de despliegue y reducir la complejidad operativa.
Inteligencia de borde distribuida: Procesamiento donde importa
La solución Digi XBee for Wi-SUN ofrece sofisticadas capacidades de inteligencia de borde tanto a nivel de módulo como de router de frontera, lo que permite la toma de decisiones en tiempo real y el funcionamiento autónomo en toda la red. Piense globalmente, procese localmente.
A nivel de módulo, los módulos Digi XBee for Wi-SUN con programabilidad MicroPython permiten el procesamiento local de datos y la toma autónoma de decisiones. Esto reduce el tráfico de red y los costes operativos de backend, al tiempo que mejora la capacidad de respuesta del sistema. Las farolas inteligentes pueden ajustar automáticamente el brillo, los seguidores solares pueden optimizar el posicionamiento, los controladores de edificios pueden gestionar la climatización y la iluminación, y los sensores industriales pueden activar alarmas locales cuando se superan los umbrales.
A nivel de router fronterizo, la arquitectura de doble procesador de Digi XBee Hive Border Routers admite una plataforma informática de borde integrada con contenedores Linux gestionados y entornos Python 3, lo que permite sofisticados análisis locales a través de cientos de nodos conectados. Los routers Digi XBee Hive Border agregan datos de sensores, ejecutan lógica empresarial y coordinan respuestas en toda la red. Esto es fundamental para las aplicaciones que requieren una respuesta local o un funcionamiento continuado durante las interrupciones de la conectividad WAN.
Este enfoque de inteligencia de borde distribuida reduce los requisitos de ancho de banda, minimiza la carga de la red, mejora los tiempos de respuesta de las aplicaciones críticas y permite continuar el funcionamiento durante las interrupciones de conectividad. Dado que Wi-SUN crea una red de malla basada en IP en la que cada nodo es un dispositivo IP direccionable, la integración con la infraestructura de TI existente resulta sencilla utilizando protocolos y herramientas de red estándar.
Soluciones abiertas globales Win
La primera solución Wi-SUN completa, abierta e integral del sector ofrece ventajas cuantificables frente a las complejas integraciones de varios proveedores. La compatibilidad de componentes validados previamente y las completas herramientas de desarrollo aceleran los plazos de implantación de meses a semanas. La inteligencia Edge tanto en los módulos Digi XBee for Wi-SUN como en los niveles Digi XBee Hive Border Router permite el procesamiento local y el funcionamiento autónomo, reduciendo las dependencias de la nube y los costes operativos.
La compatibilidad con un único proveedor reduce el riesgo de integración y simplifica la resolución de problemas mediante herramientas de gestión unificadas. Todos los componentes están optimizados para funcionar juntos a la perfección desde el primer día, mientras que los módulos Wi-SUN CERTIFIED garantizan una interoperabilidad probada con el ecosistema.
Con aprobaciones normativas globales para EE.UU., Canadá, Europa, India y Japón, y rangos de temperatura de funcionamiento industrial, la solución Digi XBee for Wi-SUN está preparada para la producción en despliegues exigentes en todo el mundo.
Más información
En nuestro próximo artículo, profundizaremos en la arquitectura de seguridad que hace que Wi-SUN sea adecuada para infraestructuras críticas, explorando cómo la seguridad anclada al hardware, los estándares abiertos y la perfecta integración de TI crean una base en la que puede confiar durante décadas de funcionamiento.
¿Listo para explorar la oportunidad? Obtenga más información sobre las novedades, las opciones de evaluación anticipada disponibles y las posibilidades de implantación en www.digi.com/wi-SUN.
Próximos pasos