Iniciado el proyecto TTN Lazio, la red de datos abierta y libre para el Internet of Things

Internet of Things, abreviado IoT, es un término que identifica aplicaciones y sistemas constituidos por una red de dispositivos, más o menos inteligentes, distribuidos a escala geográfica e interconectados a un sistema central a través de la red Internet.

Los sistemas IoT encuentran aplicación en distintos sectores, entre ellos: domótica, monitorización ambiental, smart cities, automatización agrícola e industrial, gestión de instalaciones de energías renovables, y muchos más.

Se habla de IoT desde hace varios años, pero solo recientemente se han realizado en Italia proyectos significativos que aprovechan este tipo de arquitecturas.

En nuestro Digital Innovation Hub di Roma están en fase de finalización algunos proyectos en los sectores de la automatización industrial y de la monitorización de instalaciones fotovoltaicas.

Un factor estratégico para el éxito de un proyecto de IoT es la elección de la solución que permite a los “objetos” —es decir, a los dispositivos distribuidos en el territorio— comunicarse con el sistema software central, donde se desarrollan los procesos de elaboración que agregan los datos recogidos.

Las soluciones más ingenuas e inmediatas son las de conectar los dispositivos a Internet mediante redes Wi-Fi o la red de telefonía móvil 3G/4G/5G.

Sin embargo, este tipo de soluciones no son deseables por varios motivos:

• Requieren demasiada energía
• Son practicables solo en áreas cubiertas por conectividad ADSL o celular
• Son costosas.

El volumen de datos normalmente transmitido por un sensor IoT es muy bajo, del orden de decenas de bytes al día. Las redes móviles y fijas usadas para la conectividad Internet de viviendas y oficinas tienen anchos de banda dimensionados para gigabytes, es decir, miles de millones de bytes, de datos.

Consumos energéticos y costes están proporcionados a estos anchos de banda.

Una aplicación en el sector de las smart cities o para la monitorización ambiental podría requerir la distribución en el territorio de miles de dispositivos. En estos casos el uso de conectividad Internet wi-fi o celular sería insostenible e injustificado.

Por este motivo, desde hace aproximadamente una década, se han propuesto y desarrollado varios estándares de comunicación denominados LPWAN, es decir, Low Power Wide Area Network.

Se trata de protocolos wireless que permiten conectar los objetos por radio a concentradores, o gateways, a su vez conectados a Internet a través de una de las opciones estándar wi-fi, red cableada o celular.

El alcance es de varios kilómetros, lo que permite limitar el número de gateways, ya que cada uno puede cubrir una vasta área geográfica.

Entre las decenas de estándares LPWAN propuestos, un conjunto restringido de soluciones ha sido efectivamente adoptado por el mercado.

Los desarrollos de los últimos años han visto afirmarse y emerger entre todos el protocolo LoRaWAN (Long Range Wide Area Network).

El motivo por el que dicho protocolo se ha convertido en 2022 en el “estándar de facto” para la conectividad de datos IoT debe buscarse en las características de open innovation que ofrece este estándar:

• Utiliza la banda radio sub-gigahertz libre y gratuita (en Europa dicha banda es la centrada en los 860 MHz)
• La operatividad sobre la banda radio elegida es gratuita y no requiere licencias, concesiones o autorizaciones, por lo que cualquiera puede instalar gateways y construir su propia red
• Tiene un radio de cobertura de 15 km en áreas rurales y 5 km en áreas urbanas. ¡Para cubrir una ciudad extensa como Roma son suficientes menos de 10 gateways bien situados!
• Tiene un impacto energético irrisorio. Un dispositivo LoRaWAN bien diseñado puede ser alimentado de manera permanente por un pequeño panel solar o por una pila de botón normal, con una duración de algunos años.
• Las características técnicas han favorecido el desarrollo de proyectos de community y open source que han generado mucho know how difundido.

El protocolo LoRaWAN está mantenido y gestionado por la LoRaWAN Alliance.

En 2015, la sociedad holandesa con sede en Ámsterdam The Things Industries, miembro fundador de la LoRaWAN Alliance, puso en marcha un ambicioso proyecto open source para garantizar conectividad LoRaWAN en todo el planeta.

Para perseguir el objetivo se desarrolló un sistema software open source que implementa todos los servicios necesarios para garantizar el desarrollo de una aplicación IoT con conectividad LoRaWAN.

El sistema software, denominado The Things Stack, puede descargarse e instalarse en un servidor propio, conectado a Internet, pero también está disponible en modalidad cloud en la dirección: http://thethingsnetwork.org.

Empresas, universidades, entes de investigación, escuelas y personas pueden registrar en The Things Network (TTN) gratuitamente una cuenta propia y encontrar una solución lista para usar para crear su propia red para soportar su aplicación.

Es suficiente con conseguirse un gateway LoRaWAN, o construirse uno, y proceder con la registración en la plataforma para empezar a desarrollar un sistema IoT.

Conectando los propios gateways a la plataforma TTN se acepta implícitamente que dichos gateways puedan ser utilizados también por las aplicaciones de otros usuarios.

Esta lógica de open source y uso compartido de la estructura ha llevado a la rápida difusión de la plataforma TTN en todo el mundo.

Para favorecer dicha difusión, The Things Industries ha estimulado el nacimiento de communities locales de usuarios que, a través de MeetUps y comunicaciones en canales sociales como Facebook o Slack, pueden apoyarse mutuamente para sacar adelante sus proyectos.

The Things Industries ha empezado, por tanto, a ofrecer planes de pago para los usuarios profesionales que necesitan redes dedicadas y soporte técnico.

En cualquier momento un usuario puede pasar a un plan de pago, haciendo dedicados sus gateways.

Los gateways conectados según el plan gratuito, denominado Community Edition, encaminan también el tráfico de los usuarios de pago.

En todos los países existen otros operadores comerciales que ofrecen soluciones de conectividad LoRaWAN, pero obviamente la red TTN es la actualmente más extensa.

TTN es un excelente punto de entrada a las soluciones IoT LoRaWAN, permitiendo a las empresas poner en marcha sus proyectos con inversiones mínimas. Posteriormente, en caso de éxito y desarrollo, se puede pasar a un plan comercial con The Things Industries o con otro operador.

A día de hoy TTN está presente en 151 países, conecta 201.000 gateways y tiene 166.400 usuarios registrados.

Las arquitecturas IoT son de extremo interés para las empresas y las administraciones públicas del Lazio.

La red libre y abierta TTN está parcialmente presente en el territorio regional como efecto de los primeros proyectos de investigación e industriales activos en este momento.

Dado que para 2022 está prevista la liberación de los primeros sistemas basados en conectividad LoRaWAN para algunas empresas que están en la red del FabLab Roma, hemos decidido invertir en la infraestructura y extender la cobertura a todo el territorio de nuestro radio de acción, que se extiende a gran parte del Lazio.

Para dar amplia difusión a la iniciativa y obtener el soporte de la community mundial TTN, hemos decidido fundar una community local: The Things Network Lazio.

Para crear una propia red abierta LoRaWAN en la plataforma TTN no es necesario ser miembros de una community, pero la presencia de una community ayuda a involucrar a más sujetos en el proyecto.

Las communities locales están coordinadas por The Things Industries y para ser aceptadas y censadas como “oficiales” deben respetar algunos estándares de calidad y desarrollar una adecuada actividad de comunicación.

Nuestra community ha sido aceptada y ya está censada como Community Oficial en el mapa de las communities TTN: https://www.thethingsnetwork.org/community

Cualquiera puede registrar un perfil en TTN y unirse a nuestra community: https://www.thethingsnetwork.org/community/lazio/

La adhesión a la community no comporta cargas u obligaciones particulares; cada community está formada por miembros activos, con un rol (core team), y por miembros cuya presencia sanciona simplemente el apoyo moral al proyecto y a los valores de la red libre y abierta.

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