Comunicaciones SIM-less industriales

Cuando hablamos de comunicaciones “SIM-less Móviles” en el ámbito de la telefonía móvil, nos referimos a una tecnología orientada a eliminar las actuales tarjetas SIM. En concepto de “SIM-less Industrial” se aplica a los sectores Industrial, Infraestructuras y Smart Cities . Podemos describir como comunicaciones SIM-less Industrial aquellas que no dependen de las soluciones de operador clásicas GSM/GPRS/3G/4G.

En el ámbito de la industria, infraestructuras y Smart Cities la cantidad de puntos susceptibles de ser comunicados es muy grande. Debido al gran número de puntos a comunicar, el coste del hardware y el consumo eléctrico de las tecnologías 3G/4G, es necesario encontrar otra u otras tecnologías para solucionar este escenario.

Sobre las comunicaciones “SIM-less Móviles” podemos decir que la ETSI y GSMA están trabajando en la estandarización de la tecnología  SIM-less para teléfonos móviles. La implementación supone la inclusión de un hardware especifico eSIM que sustituye la actual SIM.

A priori las ventajas son varias. El eSIM puede ser reprogramado y por tanto permitiría poder migrar de red con facilidad. Los problemas clásicos asociados a las tarjetas SIM, como lo fallos de conexión mecánicos/eléctricos, también desaparecen con eSIM.  SIM-less Móviles aplica a las comunicaciones de telefonía y datos GSM/GRPS/3G/4G.

“SIM-less Industrial” es un conjunto de tecnologías que permiten dar una solución para la comunicación de gran cantidad de sensores, a bajo coste y con bajo consumo energético. Existen dos enfoques o soluciones diferentes, para dos escenarios diferenciados:

Un primer escenario representa un conjunto  de sensores que requieren comunicar datos generalmente por excepción, de forma programada y con un  periodo concreto, o en función de un evento (señal digital, temperatura mayor o menor a un límite). En este primer escenario los datos viajan en una sola dirección,  del sensor al sistema de adquisición de datos. Ocasionalmente y con una frecuencia muy limitada, es posible comunicar desde el sistema de adquisición hacia los sensores. En un escenario con una densidad alta o muy alta de sensores, la solución deseable es una solución basada en una red Global de comunicaciones de Datos. Las tecnologías de comunicación GSM/3G/4G no pueden ser utilizados en dispositivos de ultra bajo consumo. Por otro lado las frecuencias utilizadas en GSM/3G/4G no son la idóneas para sistemas de bajo consumo.

La red Global de comunicaciones de Datos debe utilizar tecnologías de radio que permitan comunicar sensores situados en entornos difíciles, ocasionalmente bajo tierra y que al mismo tiempo se pueda trabajar a potencias muy bajas, por tratarse de dispositivos de bajo consumo.

Las soluciones de operador, como la red SIGFOX, ofrecen cobertura internacional, operando en bandas de radio ISM con tecnología UNB. Estas características hacen de este tipo de redes adecuadas para solucionar el primer escenario.

Un segundo escenario representa un conjunto de sensores y actuadores que requieren comunicar datos al sistema de adquisición de datos, que a su vez requiere enviar comandos a los actuadores. Es este escenario las comunicaciones fluyen en las dos direcciones, a diferencia que en el caso anterior, en el que solo había comunicaciones de sensor a supervisión, o muy ocasionalmente de supervisión a sensor. En un escenario con una densidad alta de sensores y actuadores, en los que se requieran comunicaciones bidireccionales, la solución deseable es una Red Inalámbrica de corto alcance. En este escenario las tecnologías clásicas GSM/3G/4G no son aplicables por las mismas razones que en el escenario anterior.

Una Red Inalámbrica de Corto alcance debe utilizar tecnologías de radio que permitan comunicar de forma bidireccional el sistema de adquisición de datos con los sensores y actuadores situados en entornos difíciles. Al mismo tiempo se debe poder trabajar a potencias muy bajas, por tratarse de dispositivos de bajo consumo. Las frecuencias utilizadas deben ser suficientemente basjas para permitir una buena penetración en interior de arquetas, armarios, edificios, etc.

Los radio modem ISM, junto con los sensores  y actuadores inalámbricos ISM, combinados con las pasarelas o Gateways Universales conforman la solución para el segundo escenario.

Cabría destacar la irrupción de tecnologías que están a mitad de camino entre las soluciones de operador, como SIGFOX y las soluciones de Red privada inalámbrica de corto alcance. Tecnologías de radio como LoRa permiten implementar  redes de comunicación inalámbrica de corto y medio alcance.

El concepto SIM less, aplicado a las comunicaciones industriales,  no hace referencia a la utilización de SIM en los teléfonos móviles, si no que hace referencia a las comunicaciones de datos con sensores y actuadores,  en entornos de bajo consumo y alta densidad de dispositivos. Se puede denominar SIM-less industrial a toda comunicación de datos inalámbrica de baja potencia, quedando fuera las comunicaciones GSM, 3G, 4G, Wifi, Wimax, radio analógica convencional y  radio digital convencional.