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IoT, un nuevo desafío para las redes

La Internet de las Cosas empieza a cobrar fuerza en España empujada por el desarrollo de las smart cities y la comunicación M2M. Sin embargo, todavía hay muchos obstáculos que salvar y mucho consenso que buscar. Mientras algunos depositan en la 5G sus esperanzas, las actuales necesidades de conectividad no humana han dado lugar al nacimiento de nuevas redes.
escrito por: Cristina Albarrán19 de noviembre 2015
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En 2020 podríamos superar los 50.000 millones de dispositivos conectados

Se estima que en la actualidad existen 2.000 millones de personas conectadas a Internet a escala global. El número de dispositivos conectados ha crecido enormemente en muy poco tiempo: de 500 millones en 2003 a 12.500 millones en 2010, para llegar a los 50.000 / 70.000 millones en 2020, es decir, siete dispositivos de media por habitante del mundo, una cifra que saltaría hasta 20 o más en los países desarrollados. En ese año, incluso, se prevé que la humanidad generará 40 billones de GB cada doce meses. Asimismo, hoy en día hay más de 230 millones de suscripciones móviles machine-to-machine (M2M) para soluciones de IoT.

Por todo ello, consultoras, analistas y expertos del sector apuntan la Internet de las Cosas no sólo como una de las principales tendencias TI del futuro, sino como la que tendrá más impacto económico. Un estudio de Accenture estima que estas tecnologías podrían generar hasta 142.000 millones de dólares en todo el mundo hasta 2030. Mientras que Gartner asegura que la IoT incrementará en 1.900 millones de dólares el valor de la industria dentro de cinco años, IDC pronostica que el negocio vinculado a la tecnología y a los servicios relacionados pasará de los 655.800 millones de dólares en 2014 a los 1.700 millones de dólares en todo el mundo en esa misma fecha, lo que supone un crecimiento medio anual durante el periodo de casi un 17%. La mayor parte de los ingresos vendrá por la venta de dispositivos (módulos y sensores), conectividad y servicios de TI asociados. Estas tres partidas representarán ni más ni menos que dos tercios del gasto mundial en 2020.  

El negocio en España

Los pronósticos son muy halagüeños pero ¿todavía deja mucho que desear en nuestro país? Los datos de IDC indican que el mercado IoT en 2015 representará un volumen total superior a los 8.100 millones de euros lo que supone el 9% de la Europa Occidental. Es más, las estimaciones apuntan a que en 2018 podrían superarse los 16.000 millones de euros. Sin embargo, el mismo estudio que mencionábamos antes de Accenture señala que, tras analizar más de 20 grandes economías, España no ha creado aún las condiciones necesarias para favorecer su adopción y aprovechar su potencial económico.

Según Agustín Menchén, country director de Nokia Networks España, “en España el mercado no está despegando tan fuertemente como en otros países europeos”. El directivo explica que el retraso en la disponibilidad del espectro en la banda 800 Mhz ha afectado al desarrollo de las redes 4G. “Este espectro en banda de frecuencias bajas es conveniente para la extensión de cobertura en zonas suburbanas y rurales y por tanto, útil para aplicaciones como IoT”. En los próximos años, se tiene previsto la disponibilidad de espectro adicional en bandas bajas en 700 Mhz (segundo dividendo digital) “sin embargo, parece que el calendario definitivo puede variar finalmente de un país de Europa a otro”, puntualiza.

Otro parecer manifiesta Luis Molero, responsable de desarrollo de negocio Industry & Society de Ericsson España. Para el directivo la Internet de las Cosas será un componente fundamental de las ciudades inteligentes y en este aspecto España “se encuentra entre los países con el mayor número de ciudades inteligentes de la UE, junto al Reino Unido e Italia. El Plan Nacional de Ciudades Inteligentes, impulsado por Industria viene a corroborar el gran esfuerzo que están haciendo las distintas administraciones españolas”.

Las consultoras pronostican que quedan entre 5 y 10 años para que IoT alcance su madurez

También José Carlos García, responsable técnico de Extreme Networks, alude al desarrollo de las smart cities como gran promotor de la IoT: “En España se están llevando a cabo proyectos muy interesantes, impulsados por el fenómeno de las smart cities, y por una serie de empresas que han visto el potencial del IoT e intentan lanzar aplicaciones en todo tipo de verticales”. A lo que añade que existen un número importante de startups, con desarrollos hardware y software realmente innovadores. “Para mí, mucho del potencial del IoT tiene que ver con la creatividad, con idear nuevos usos de la tecnología, y en España, desde luego, sí que contamos con una importante cantera de creativos en todos los aspectos”.

Ignasi Errando, director de Internet of Everything en Cisco España, cree que “España está muy avanzada en el IoT aplicado a las ciudades inteligentes, aunque en el sector industrial quizá vayamos algo retrasados con respecto a otros países. Un importante indicador del grado de adopción son las conexiones M2M. Según el Informe Cisco VNI, en España habrá 182 millones de conexiones M2M en 2019 (el 59% del total de dispositivos conectados) desde los 56 millones contabilizados en 2014 (36%)”.

Lucía Álvarez, director de Analytics de IBM España, Portugal, Grecia e Israel, por su parte, reconoce que no existe un especial retraso en España, colocándose en una posición similar a la de otros países europeos. Eso sí, “Internet de las Cosas es una prolongación de Big Data y, aunque existe un mayor conocimiento sobre las ventajas de la tecnología analítica, queda mucho camino por delante para poder hablar de una adopción generalizada”. Pese a ello, menciona que sectores como Automoción, Seguros, Electrónica, Telecomunicaciones o Distribución se encuentran entre los más avanzados y algunas empresas presentes en España sí que están acometiendo ya proyectos”, confiesa.

Una visión optimista posee Jorge Fernández, director de Tecnología de HP Enterprise Group. Para este directivo la IoT tiene un potencial enorme para impulsar el valor económico del tejido empresarial español, de ahí que expertos analistas comenten que nos encontramos ante la Cuarta Revolución Industrial. “El mercado español dispone actualmente de un sector industrial ampliamente automatizado pero no optimizado desde la perspectiva que plantea el IoT, es decir, nuestras fábricas no disponen – o escasamente se ha comenzado a implementar – de la inteligencia necesaria para automatizar sus procesos de producción y operaciones asociadas”.

Antonio José Sánchez, responsable de desarrollo de negocio del área de Industrial IoT de Telefónica I+Dconfiesa que las perspectivas son enormes, ya que el estado actual de IoT, tanto en España como en el mundo, es embrionario, con el grueso de empresas interesadas en estas tecnologías probándolas para determinar la mejor forma de aplicarlas a su negocio y operaciones. Se esperan crecimientos medios anuales de las cifras de negocio superiores al 20% durante los próximos 5 a 10 años.

Alicia Calvo, directora de Innovación de Orange España, lanza un mensaje positivo también al declarar que hay varios indicadores que hacen creer en este crecimiento en nuestro país. Una de las palancas para su desarrollo radica en la proliferación de proyectos de ciudades inteligentes. “Otro ámbito de importante crecimiento es el industrial. En este sector existe el convencimiento de que los datos de las compañías son un recurso sin explotar y qué convenientemente tratados pueden tener una gran influencia en la optimización y mejora de la eficiencia en sus procesos y operaciones”. Y, por último, hace una referencia al mercado de consumo, recordando que somos el país europeo con la mayor penetración de smartphone.

Redes a punto

¿Están las redes adaptadas para soportar los billones de dispositivos conectados? No hay que olvidar que este mundo conectado se sustentará en complejos despliegues de infraestructuras y comunicaciones alojadas en grandes CPD con infinidad de servidores, software, almacenamiento, seguridad o equipamiento de red. IoT requerirá una red que pueda conectar miles de millones de sensores y máquinas, así como proveer gigabytes de ancho de banda bajo demanda, todo ello con muy alta fiabilidad y demoras de transmisión muy bajas. Hasta ahora uno de los mayores retos de las redes de telecomunicaciones ha sido satisfacer las necesidades crecientes de ancho de banda de los usuarios, tanto en las redes fijas como en las móviles, para poder atender los nuevos servicios de datos.

Entre los desafíos con los que se encuentra la IoT, destaca la falta de una infraestructura compartida

“Ahora, por el contrario –como señala Alfonso Fernández Durán, gerente de tecnologías móviles de Alcatel-Lucent- en Internet de las Cosas, nos enfrentamos a un desafío distinto. La demanda de ancho de banda de cada usuario no-humano es muy limitada (del orden máximo de una centena de Kilobits por segundo), pero con una cantidad de usuarios activos que puede ser descomunal. Además, la tendencia más aceptada (aunque no la única) es que los usuarios humanos y no-humanos compartan las mismas redes, por lo que se hace necesario adaptar los estándares para que puedan servir simultáneamente de forma eficiente a ambos tipos de usuarios, ya que las redes actuales están diseñadas para usuarios humanos. En este sentido los estándares de las redes de banda ancha empiezan a incorporar de forma paulatina servicios masivos de banda estrecha”.

Luis Molero resume que las redes del futuro deben ser soluciones con un coste de implementación bajo, facilidad de uso y consumo eficiente. Además, deben ser soluciones estándar e interoperables que garanticen la existencia de un ecosistema global de fabricantes. Pero eso no es todo, “adicionalmente, es necesario resolver las limitaciones de las tecnologías celulares disponibles actualmente en cuanto a coste de los módulos y dispositivos, cobertura y alcance, y duración de la batería. Y deben cumplir con los requerimientos de calidad de servicio”.

Por otra parte, el portavoz de Nokia Networks observa que LTE de máquina a máquina (LTE-M) es una nueva variante LTE que satisface las necesidades específicas de IoT. Ofrece una autonomía de más de 10 años, 4 veces más cobertura y los costes de los dispositivos son mínimos porque el chipset será mucho más sencillo. Asimismo, admite que se están introduciendo distintos apartados para el soporte, incluyendo la posibilidad de tener portadoras con menor ancho de banda (1,4 Mhz o 200 kHz) adecuadas para la transmisión de datos IoT.

Tan claro no lo ve Pau Del-Cueto, IT business development manager de Schneider Electric Spain, pues declara que uno de los frenos más significativos es la red, ya que no existen proveedores de redes IoT. También sostiene que IoT requiere de nuevos modelos de negocio por lo que “los integradores o fabricantes IT tienen que buscar las soluciones adecuadas. Eso también se aplicará a los modelos financieros de dichas soluciones”.

El papel del 5G

5G representa un cambio de paradigma en las comunicaciones móviles, ya que desde su creación se está diseñando fundamentalmente para el transporte eficiente de una amplia variedad de tipologías de datos con diferentes requerimientos de calidad de servicio, incluyendo las comunicaciones M2M y las comunicaciones “mission critical”. Esta evolución se concibe con la capacidad de dar servicio a las comunicaciones entre máquinas e IoT de forma nativa, simultáneamente a los servicios de banda ancha demandados por los usuarios humanos. Por tanto, como dice el directivo de Alcatel-Lucent, “5G debe contemplar modos de funcionamiento en los que primen el bajo coste de los terminales, la duración de las baterías y la banda estrecha junto con los servicios de datos multimedia muy intensivos en ancho de banda. Puede que esta sea una de las características que hagan única a la red móvil 5G en un entorno en el que coexistan comunicaciones de máquinas y humanos de forma muy eficiente”.

El papel del 5G en IoT

Igualmente, el portavoz de Nokia Network detalla que será la nueva generación de sistemas de radio y arquitectura de red para la banda ancha de extrema capacidad, ultra robusta y con conectividad de muy baja latencia, lo que hará posible el mundo programable. “Las futuras redes 5G integrarán las actuales generaciones de telefonía móvil, tales como LTE y Wi-Fi existentes, con las nuevas tecnologías revolucionarias, en un nuevo sistema para satisfacer la amplia gama de necesidades diversas y muy exigentes. Estará formado por un sistema de radio versátil y una red de transporte flexible que permitirán más de 10 Gbps cuando sea necesario, incluso alcanzar 100 Mbit /s en el borde de la celda y 1 milisegundo de latencia para aplicaciones críticas”.

“No es necesario esperar a que las redes 5G estén desplegadas a partir del 2020. LTE es una tecnología madura, que ofrece elevados niveles de eficiencia y rendimiento, constituyendo una base sólida para el futuro desarrollo del Internet de las Cosas”, opina el directivo de Ericsson. A su parecer, LTE, y su futura evolución para la conexión de dispositivos (como NB-LTE y LTE-MTC), están especialmente diseñados para soportar las demandas de comunicación más exigentes, tales como los elevados niveles requeridos de disponibilidad de servicio, ofreciendo latencias inferiores a 100ms, anchos de banda del orden de Mbps, coberturas extendidas del orden de decenas de kilómetros, y mecanismos avanzados de encriptación para garantizar la seguridad extremo-a-extremo.

Para Luis Almendro, marketing manager de Huawei Enterprise en España, el 5G será especialmente útil en procesos M2M. La infraestructura y el interfaz inalámbrico serán extremadamente flexibles, programables y multi-tenencia, soportarán nuevos modelos de negocio, promoverán tecnologías emergentes como SDN, NFV y HPC. Esta tecnología, en definitiva, “supondrá un incremento por mil con respecto a las generaciones previas, lo que hará posible la banda ancha móvil en todas partes, un descenso de la latencia a niveles mínimos, reduciendo drásticamente el tiempo necesario para que las comunicaciones viajen a través de la red, y un incremento a niveles máximos de la fiabilidad para las comunicaciones críticas”.

Obstáculos

Las redes móviles cubren el 90% de la población mundial, pero incluso con las redes disponibles sigue habiendo diversos obstáculos técnicos que impiden la adopción masiva de la IoT como el coste de los dispositivos, la duración de su batería o la cobertura móvil, -tanto en áreas remotas como en el interior de edificios-, sin olvidar la disponibilidad de espectro radioeléctrico o de soluciones estándar e interoperables. Y tampoco la seguridad (que lleva aparejada la barrera de la legislación). Los problemas de privacidad de los datos manejados unido a la falta de normativa y protocoles a seguir en cuanto a gestión de los mismos y la carencia de plataformas interconectadas, alertan a usuarios y fabricantes.

El despegue de este mercado depende de la inversión en redes y en la actualización de los activos, de las

“El TCO de la solución de IoT será determinante para su expansión y aplicación por distinto tipo de industrias. Dentro de ese TCO el coste de los dispositivos es una de las partes clave. El coste de la red también será importante, buscándose la máxima sinergia con las redes actuales y la reutilización de los equipos actualmente en funcionamiento”, argumenta Agustín Menchén.

Desde Alcatel-Lucent también dicen que uno de los condicionantes más importantes es el coste de los dispositivos de comunicación. El abaratamiento considerable de la tecnología móvil 2G ha hecho que en la actualidad estas redes móviles se utilicen de forma habitual para las comunicaciones entre máquinas o MTC (Machine Type Communications). Tanto es así que algunos operadores prevén la desaparición de la tecnología móvil 3G antes que la 2G. “Por otra parte tenemos que tener en cuenta que las MTC por su naturaleza requieren sistemas de tarificación de servicio adaptados al uso no-humano. En la actualidad los organismos de estandarización están trabajando con el objetivo de conseguir que los terminales tengan un coste de electrónica en torno a 5 dólares, puedan trabajar con ciclos de trabajo de baja intensidad (DRX) y por tanto la duración de las baterías llegue a ser de hasta 10 años. En estos mismos organismos de estandarización están revisando interfaces y protocolos de los sistemas para alojar el tipo de servicios de IoT con eficiencia y seguridad. “Aún son necesarios desarrollos que permitan el cumplimiento simultáneo de esos requisitos”, denuncia.

A estos inhibidores habría que añadir los que aparecen desde un punto de vista comercial. “Es fundamental que se desarrollen modelos de negocio multilaterales que permitan la sostenibilidad de las soluciones desplegadas, marcos colaborativos público/privado que fijen un modelo sostenible, así como mecanismos que permitan el desarrollo de ecosistemas de innovación y creatividad, constituidos tanto por empresas y entidades locales como por empresas multinacionales que proporcionen las economías de escala necesarias”, indica el portavoz de Ericsson.

O como determinan desde Extreme Networks, en cada vertical aparece una problemática diferente. En ocasiones serán aspectos como la sostenibilidad en términos económicos y de negocio, o quién financia el despliegue inicial, porque muchas veces no es fácil ver la rentabilidad del modelo. En otros campos, será mucho más crítica la privacidad de la información. Y habrá ocasiones en las que no se está en disposición de aprovechar de forma práctica el volumen de información generado.

Desde Cisco hablan de que las organizaciones deben adoptar redes inteligentes y una infraestructura flexible y escalable para desplegar sus aplicaciones desde el Cloud hasta el extremo de la red, combinarlas con capacidad analítica para extraer valor de negocio, lograr la convergencia entre los entornos de TI y de OT e integrar la seguridad en todos los procesos.

Antonio José Sánchez opina que los principales frenos son la inmadurez de las soluciones, que muchas veces deben desarrollarse a medida, y la fragmentación del mercado. En cuanto a las redes, están capacitadas para soportar este elevado número de conexiones, en la medida en que lo están para soportar el ya alto número de conexiones que se usan para otros fines  y se disponga de un plan de capacidad adecuado para evitar saturaciones. Las conexiones de gran número de casos de uso IoT tienen una naturaleza radicalmente distinta a las de los dispositivos usados por personas, tanto técnica como contractualmente, lo que da margen a nuevos desarrollos y evoluciones.

Sectores pioneros

Se dice que Automoción y Retail serán los sectores en los que primero se implantará la Internet de las Cosas. Para el primero, la analítica en tiempo real facilitará ver qué sucede en un vehículo en cada momento adelantándose, por ejemplo, a los posibles fallos del motor, lo que permitirá prevenir accidentes. De otro lado, la distribución se beneficiará de un control de stocks más preciso, optimizará la atención al cliente en tienda, proporcionando una oferta de productos personalizada, en función de los gustos y preferencias del usuario.

Junto a ellos también hay que mencionar el sector logístico. Así lo declara la directiva de IBM. En este campo se están desplegando proyectos que traen aparejados ahorros de costes gracias a un ajuste exacto en las horas de entrega y en el gasto de combustible.

Ignasi Errando considera que los segmentos donde la IoT crece con mayor rapidez son utilities, industria y transporte/gestión de flotas. Y cita como áreas emergentes con mayor potencial el Gobierno, atención, seguridad, retail y consumo. “No obstante, las empresas manufactureras, del sector energético y los comercios minoristas tienen un mayor margen potencial para obtener ventajas competitivas”.

Desde HP también incluyen en la lista el sector agroalimentario o el de la industria, pues este tipo de tecnología les permite automatizar los sistemas de seguimiento de sus productos en todas las etapas de producción, transformación y distribución para dar respuesta a las exigencias informativas impuestas por la propia regulación del sector en cuanto a trasparencia y trazabilidad se refiere.

O el sector de la energía, clave para el uso de esta tecnología, según apuntan desde Schneider Electric: “Creemos que Internet of Things supondrá un nuevo enfoque en la gestión energética. La digitalización y la gestión de los datos son elementos clave en el desarrollo de la smart grid y, por tanto, de la eficiencia energética. IoT supondrá un cambio de paradigma en el diseño, operación y mantenimiento de la red, ayudando a reducir los gastos energéticos e incorporando las energías renovables, entre otras ventajas”.

Por otra parte, cabe destacar también el recorrido que tendrá la implantación en las viviendas mediante soluciones integradas de gestión de la energía y sistemas intuitivos y personalizados para el control del hogar. Eso sí, “el usuario aún tiene que madurar en el ámbito doméstico”.

Y, englobando todo esto, las ciudades inteligentes, que integran múltiples sistemas y procesos alrededor del concepto de IoT, la asistencia sanitaria y el telediagnóstico, los centros de fabricación, el patrimonio monumental y la arquitectura, la agricultura, o la aplicación en entornos naturales para monitorizar distintas variables de un ecosistema.

Nacimiento de nuevas redes

En el mercado han nacido nuevas redes específicamente desarrolladas para dispositivos IoT. Y es que, tecnologías como Wi-Fi, HSPA o LTE están pensadas para la comunicación persona-persona o persona-máquina requiriendo altos caudales de transferencia de datos. Sin embargo, todo parece indicar que la conexión máquina-máquina (por lo general, sensores) se impondrá y en este escenario no es tan importante el caudal como la cobertura o la duración de la batería. Para dar respuesta a estas “nuevas necesidades” están proliferando tecnologías de radio que envían mensajes cortos a una velocidad de transmisión muy lenta (menos de 1 kbps) por con un rango kilométrico. En otras palabras, permiten dotar de conexión inalámbrica, de largo alcance y bidireccional a Internet a una amplia gama de dispositivos. Hablamos de SigFox, proveedor de conectividad celular dedicada a la IoT y a M2M que emplea tecnología de banda ultra estrecha (Ultra Narrow Band o UNB) para dispositivos conectados. Esté operando en Europa y Estados Unidos y en nuestro país Telefónica y Securitas Direct se han aliado a su propuesta. LoRA de SemTech (USA), Weightless (UK) u OnRamp (USA).

En la agenda de las operadoras

Orange, Telefónica y Vodafone se han puesto las pilas para impulsar el despegue de esta industria en España y cuentan con varios proyectos.

Orange

-Proyecto con Aguas de Valencia. Solución de telegestión integral de contadores de agua que supone el despliegue comercial de más de 600.000 contadores en cinco años.

-Movilidad Inteligente en el marco de las smart cities: el servicio de acceso a transporte público con NFC lanzado en Valencia el pasado julio y en Málaga en octubre, y que se extenderá a otras ciudades.

Telefónica

-Thinking Things Open, cuyo objetivo es democratizar la conexión de objetos a Internet a través de la red celular. Se ha usado como“cerebro” en los botones de propósito específico realizados para Telepizza, Cabify o Seur.

-Proyecto FIWARE basado en construir una plataforma para IoT para cubrir las necesidades de iniciativas tan complejas como la smart city de Valencia o el Tecnoport de Sevilla.

Vodafone

-Porsche Car Connect de Vodafone Automotive, que permite interactuar con el vehículo a través de una aplicación de teléfono móvil;

-Proyecto con eGate, una empresa proveedora de soluciones para la industria aérea y ferrovial que proporciona a proveedores los datos más precisos y rápidos a bordo para mejorar la experiencia del pasajero.

-Codorniú. Incorporación de soluciones de la operadora para automatizar y optimizar sus procesos productivos, innovar en la distribución logística, asegurar o controlar la información de sus procesos.

El auge del M2M

El informe “Vodafone M2M Barometer” revela que más de una cuarta parte de todas las empresas del mundo ya está usando M2M, un 23% más que el año anterior. Además, una gran parte de usuarios que adoptaron tempranamente dicha tecnología ya está percibiendo claramente las ventajas empresariales que aporta. La adopción ha crecido más rápidamente en el sector minorista, donde entre las aplicaciones M2M típicas se incluyen los carteles digitales en tienda, los sistemas de pago inteligentes y la optimización de la cadena de abastecimiento. Dicho barómetro también ha detectado un notable aumento en el sector de la asistencia sanitaria (un 47%) y en los servicios básicos (un 32% más), impulsado por la expansión global de los sistemas de medición inteligentes para mejorar la eficiencia energética. Mientras tanto, la automoción sigue incorporando M2M como una de las tecnologías fundamentales en el diseño de nuevos vehículos, con la producción acelerada de los llamados “coches conectados” que representan el 14% del incremento respecto al año anterior en la adopción de machine-to-machine en ese sector.

 

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