Corrientes Portadoras (PLC)

Los sistemas de corrientes portadoras (Power Line Communications – PLC) emplean la red eléctrica existente como medio para la transmisión de datos. Un ejemplo conocido es el protocolo X10.

Ventajas y Desventajas del X10

Ventajas

• Es un sistema descentralizado.
• Fácil instalación, manejo y configuración.
• Bajo coste.

Desventajas

• Es sensible a las interferencias que pueden provocar otros receptores eléctricos, como los motores.
• Pueden surgir problemas de atenuación de la señal, dificultando la comunicación.
• Pueden ocurrir colisiones de mensajes si diferentes dispositivos transmiten simultáneamente.
• Posibilidad de interferencias con instalaciones vecinas.

Tecnologías en Funcionamiento

Tipos de Ondas

Se utiliza la superposición de dos ondas sincronizadas: la onda senoidal de la red eléctrica (50 Hz) y la correspondiente a la transmisión de datos (120 kHz). La codificación consiste en el envío de un pulso de 120 kHz durante un semiciclo específico de la onda de 50 Hz para representar un ‘1’ lógico, y su ausencia representa un ‘0’ lógico.

Tecnologías Inalámbricas

Al evaluar tecnologías inalámbricas, hay que considerar tres parámetros fundamentales, aunque generalmente solo se pueden optimizar dos simultáneamente:

• Alcance: La distancia máxima de comunicación.
• Ancho de banda: La capacidad de transmisión de datos.
• Consumo energético: La energía requerida para el funcionamiento.

Tipos de Tecnologías Inalámbricas

Dentro de las comunicaciones inalámbricas, existen diferentes grupos según su alcance y características:

• Tecnologías tradicionales
• Tecnologías de muy corto alcance
• Tecnologías de corto alcance
• Tecnologías de largo alcance

Tecnologías Tradicionales

Estas tecnologías fueron las primeras utilizadas para comunicaciones sin cables. Se centran principalmente en Wi-Fi, que tiene alcance suficiente para cubrir una vivienda típica.

Tecnologías de Muy Corto Alcance

Incluyen tecnologías como NFC y Bluetooth.

NFC (Near Field Communication)

NFC es una tecnología inalámbrica que opera en la banda de 13.56 MHz y deriva de las etiquetas RFID (utilizadas en tarjetas de transporte, sistemas de pago en tiendas físicas, etc.). Tiene un alcance muy limitado, de unos 10 cm, lo que la hace ideal para elementos de identificación personal.

• No se enfoca en la transmisión de grandes cantidades de datos.
• Su punto fuerte es la velocidad de comunicación, que es casi instantánea al establecerse el enlace.
• Su punto débil es el alcance extremadamente corto (máximo 10 cm).

Usos Comunes de NFC

• Pago con el móvil (contactless).
• Acceso a lugares mediante identificación por tarjeta o móvil al acercarlo al dispositivo lector.
• Automatización de acciones (ej., al acercar el móvil a una etiqueta NFC).
• Recogida/intercambio de datos simple.

Bluetooth

El objetivo original de Bluetooth era reemplazar las conexiones por cable entre dispositivos cercanos. Aunque tiene más alcance que NFC, a menudo es insuficiente por sí solo para cubrir toda una vivienda en aplicaciones de domótica.

• Su punto fuerte es la transferencia de datos en distancias cortas, conexiones sencillas y bajo consumo energético (especialmente en versiones BLE – Bluetooth Low Energy).
• Su punto débil es que generalmente necesita un proceso de emparejamiento previo entre dispositivos.

Tecnologías de Corto Alcance

Tanto Zigbee como Z-Wave son tecnologías inalámbricas de corto alcance ampliamente utilizadas en domótica. Ambas funcionan mediante una red en malla (mesh), lo que mejora la fiabilidad y el alcance al permitir que los dispositivos retransmitan mensajes. Esto evita la saturación de la red Wi-Fi doméstica y utilizan tecnologías de encriptación robustas.

Zigbee vs. Z-Wave: Diferencias Principales

• Rango de acción (saltos): Zigbee permite teóricamente más saltos en la red mesh que Z-Wave (que suele limitarse a 4 saltos).
• Alcance por salto: Z-Wave generalmente alcanza mayor distancia por dispositivo (hasta 100 m en condiciones ideales), mientras que Zigbee tiene un rango típico de 10-20 m en interiores.
• Número de dispositivos: Zigbee soporta una cantidad mucho mayor de dispositivos en una sola red (hasta 65 000) frente a los 232 de Z-Wave.
• Frecuencia de operación: Zigbee utiliza la banda de 2.4 GHz (compartida con Wi-Fi y Bluetooth, lo que puede generar interferencias), mientras que Z-Wave opera en la banda sub-GHz (868 MHz en Europa), que sufre menos interferencias.
• Velocidad de datos: Zigbee ofrece mayor velocidad (hasta 250 kbps) comparado con Z-Wave (hasta 100 kbps).
• Precio: Los dispositivos Z-Wave tienden a ser más caros que los Zigbee.
• Robustez: Z-Wave a menudo se considera más robusto debido a su frecuencia de operación y a un proceso de certificación más estricto.
• Fabricantes: Zigbee cuenta con el respaldo de una alianza más amplia de grandes fabricantes (Zigbee Alliance, ahora CSA – Connectivity Standards Alliance).

Recomendación: Para instalaciones pequeñas, Wi-Fi o Bluetooth pueden ser suficientes. Para proyectos más grandes, si hay poca distancia entre dispositivos, se suele recomendar Zigbee; si los dispositivos están más alejados o se busca minimizar interferencias, Z-Wave puede ser preferible.

Tecnologías de Largo Alcance (LPWAN)

Las tecnologías de largo alcance (Low Power Wide Area Network – LPWAN) se caracterizan por su bajo consumo energético y gran alcance (varios kilómetros), a costa de un ancho de banda reducido. Son ideales para dispositivos IoT alimentados por baterías que necesitan enviar pequeñas cantidades de datos esporádicamente y requieren bajo mantenimiento.

Destacan LoRaWAN y SigFox, que permiten la comunicación de largo alcance a bajo coste.

LoRaWAN

• Utiliza un Gateway (pasarela) conectado a internet para recoger los datos de los nodos finales.
• El rango de acción varía desde pocos kilómetros en entornos urbanos hasta 20 km en zonas rurales abiertas.
• Los dispositivos consumen muy poca corriente, permitiendo que sus baterías duren meses o incluso años.
• Ideales para redes de sensores distribuidos de bajo coste (ej., agricultura, ciudades inteligentes).

SigFox

• Es una tecnología propietaria operada por SigFox como un servicio de red global.
• Tiene un coste asociado por dispositivo (aproximadamente 1 dólar por dispositivo al año, variable).
• Permite un número limitado de mensajes por nodo al día (ej., hasta 140 mensajes de subida).
• Orientada a aplicaciones que envían datos muy pequeños de forma infrecuente.

Asistentes de Voz

Un asistente de voz para domótica es un software, generalmente asociado a un hardware específico con capacidad de entrada de voz (micrófonos), que actúa como una interfaz conversacional entre las personas y las máquinas o sistemas.

Inicialmente, interactuaban principalmente con software (por ejemplo, realizar búsquedas en Google mediante comandos de voz). Actualmente, han evolucionado para poder interactuar físicamente con equipos eléctricos y electrónicos del hogar, como encender o apagar la iluminación, ajustar termostatos, etc., a través de la integración con sistemas domóticos.

Los principales actores que dominan el mercado son: Alexa de Amazon, Google Assistant (integrado en Google Home/Nest) y Siri de Apple.

Conclusiones

• En el ámbito de la domótica y el IoT, conviven múltiples redes y tecnologías de comunicación, cada una con sus propias características, ventajas e inconvenientes.
• La tendencia futura apunta hacia dispositivos interoperables que puedan funcionar con distintas redes o protocolos (ej., Matter).
• La tecnología en este campo evoluciona rápidamente.
• Es fundamental que el técnico o profesional del sector se mantenga al día y en constante formación para poder elegir e implementar las soluciones más adecuadas en cada caso.