Mientras Wi-Fi , Bluetooth y otros Tecnologías de 2,4 GHz Si bien hoy en día predominan las comunicaciones de corto alcance, una tecnología inalámbrica que opera en bandas de frecuencia más bajas se está labrando su propio nicho en el vasto campo del Internet de las Cosas (IoT) gracias a sus ventajas insustituibles. Módulos inalámbricos sub-1 GHz (Sub-G para abreviar) , al igual que una "autopista suburbana" sin obstáculos, contrastan marcadamente con la congestionada "autopista urbana del centro" de la banda de 2,4 GHz, convirtiéndose en una columna vertebral para lograr la conectividad IoT de área amplia gracias a sus características excepcionales de largo alcance y bajo consumo de energía.

• Comprensión de los módulos sub-G

Los módulos Sub-G, abreviatura de módulos Sub-1 GHz, son módulos de radiofrecuencia inalámbricos que operan en bandas de frecuencia ISM sin licencia por debajo de 1 GHz (como 169 MHz, 315 MHz, 433 MHz, 470 MHz, 868 MHz, 915 MHz, 920 MHz, etc.).

Sus ventajas técnicas se basan en principios físicos fundamentales: a menor frecuencia, menor es la pérdida de propagación de la onda de radio y mayor su capacidad de difracción. Esto permite que los módulos Sub-G alcancen fácilmente distancias de comunicación de varios kilómetros y posean una gran capacidad para penetrar paredes y superar obstáculos, lo que los hace especialmente adecuados para su despliegue en entornos complejos y aplicaciones de IoT que requieren una cobertura a gran escala.

• Estructuras de topología de red

Los módulos Sub-G admiten arquitecturas de red flexibles para adaptarse a escenarios de aplicación en constante cambio.

Topología de estrella: Todos los nodos finales se comunican directamente con una puerta de enlace o concentrador central. Presenta una estructura simple y un consumo de energía muy bajo, lo que lo convierte en la opción preferida para LoRaWAN y muchos protocolos propietarios, perfectamente adecuados para aplicaciones a gran escala como la medición inteligente y la monitorización ambiental.
Topología punto a punto: Establece un enlace directo entre dos dispositivos. Es sencillo y directo, con baja latencia, y se utiliza a menudo para el control remoto y la transmisión transparente de datos.
Topología de la malla: Cada nodo puede actuar como repetidor, formando automáticamente una red y retransmitiendo datos. Esto puede ampliar considerablemente la cobertura de la red, lo que resulta idóneo para zonas donde la instalación de gateways es difícil pero se necesita una amplia cobertura.

• Tecnologías y chips de radiofrecuencia centrales

La implementación de los módulos Sub-G depende de sus chips subyacentes y protocolos de comunicación, que se dividen principalmente en las siguientes categorías:

LoRa (Radio de Largo Alcance)
Esta es una de las tecnologías más representativas. Utiliza la tecnología Chirp Spread Spectrum (CSS), logrando una comunicación de ultra largo alcance con un consumo de energía muy bajo y una sensibilidad de recepción extremadamente alta, lo que mejora significativamente el margen de enlace y la capacidad antiinterferencias.

Chips representativos: de Semtech SX1276 , SX1262 serie.

Protocolos propietarios (protocolos privados)
Los fabricantes de chips proporcionan chips transceptores de RF básicos, sobre cuya base los desarrolladores pueden personalizar protocolos privados. Este enfoque ofrece un coste controlable y una gran flexibilidad.

Chips representativos: Texas Instruments (TI) CC1310 , CC1312R , CC1352R , CC1352P , CC1352P7 , CC1354P10 , la serie Si446x de Silicon Labs.

RF-star también suministra el CC1310( RF-SM-1077B1 / RF-SM-1077B2 ), CC1312R( RF-SM-1277B1 / RF-SM-1277B2 ), CC1352R( RF-TI1352B1 ), CC1352P( RF-TI1352P1 ), CC1352P7( RF-TI1352P2 ),CC1354P10( RF-TI1354P1 )

Wi-SUN (Red inalámbrica inteligente ubicua)
Este protocolo estándar abierto, basado en los estándares IEEE 802.15.4g, es reconocido por su potente capacidad de autoformación y autorreparación de redes malladas, así como por su alta escalabilidad. Resulta idóneo para aplicaciones de IoT que requieren gran escala, alta fiabilidad y comunicación frecuente entre dispositivos, como la infraestructura de medición avanzada (AMI) y la distribución inteligente de energía.

Chips representativos: de TI CC1312R , CC1352R , CC1352P , CC1352P7 , CC1354P10 y otros chips de la serie, que cuentan con una potencia de transmisión de +20 dBm, son una base de hardware ideal para construir redes Wi-SUN.

Ver RF-star' Módulos inalámbricos Sub-G lista: CC1312R( RF-SM-1277B1 / RF-SM-1277B2 ), CC1352R( RF-TI1352B1 ), CC1352P( RF-TI1352P1 ), CC1352P7( RF-TI1352P2 ), CC1354P10( RF-TI1354P1 )

Otros protocolos estándar
Incluye Sigfox (tecnología de banda ultraestrecha), M-Bus inalámbrico (estándar europeo para la medición inteligente), Z-Wave (protocolo para hogares inteligentes), etc., cada uno de los cuales desempeña un papel importante en campos de aplicación específicos.

• Características principales de los módulos sub-G

Distancia de transmisión ultralarga: Con la misma potencia de transmisión, su distancia de comunicación supera con creces la de las tecnologías de 2,4 GHz, cubriendo fácilmente rangos de varios kilómetros.

Gran capacidad de penetración y difracción: Las señales de baja frecuencia pueden sortear o penetrar eficazmente obstáculos como edificios y vegetación, funcionando de forma estable en entornos complejos.

Consumo de energía ultrabajo: Muchos protocolos están optimizados para el consumo de batería, combinados con modos de sueño profundo, lo que permite que la batería del dispositivo dure años o incluso más de una década.

Gran capacidad antiinterferencias: La banda Sub-G está lejos de bandas congestionadas como Wi-Fi y Bluetooth, con bajo ruido ambiental, lo que hace que los enlaces de comunicación sean muy fiables.

Gran capacidad de red: Basándose en diversas arquitecturas de red como la topología de estrella, una sola puerta de enlace puede conectarse a decenas de miles o incluso cientos de miles de nodos finales, lo que facilita el despliegue a gran escala.

Excelente interoperabilidad (Específicamente para protocolos estándar como Wi-SUN): Al adherirse a estándares abiertos unificados a nivel mundial, los dispositivos de diferentes fabricantes pueden acceder sin problemas a la misma red, eliminando las barreras del ecosistema.

• Escenarios de aplicación típicos

Ciudades inteligentes y servicios públicos: Incluye la lectura remota de contadores inteligentes de agua, electricidad y gas, el control inteligente del alumbrado público, el estacionamiento inteligente y la monitorización ambiental urbana, lo que representa el área de aplicación más clásica para los módulos Sub-G.
Agricultura y ganadería inteligentes: Permite la monitorización de la humedad del suelo en el campo, la recopilación de datos meteorológicos, el control inteligente del riego y el seguimiento de la ubicación del ganado.
Internet industrial de las cosas (IIoT): Se utiliza en grandes áreas fabriles o mineras para el monitoreo del estado de los equipos, el seguimiento de activos y el monitoreo de la seguridad de los oleoductos.
Hogar inteligente y seguridad: Proporciona una cobertura estable en toda la casa para dispositivos como cerraduras inteligentes, sensores de puertas y ventanas y detectores de humo, con una fuerte penetración de señal. El protocolo Z-Wave se utiliza ampliamente en hogares inteligentes en el extranjero.

• Soluciones de módulo RF-star Sub-G

RF-star Technology ofrece una gama de módulos Sub-G maduros y estables. Sus ventajas en diseño e integración de hardware simplifican considerablemente el proceso de desarrollo de productos para los clientes.

Diseños de paquetes sofisticados
Los módulos RF-star utilizan encapsulados SMD estandarizados con orificios perforados de diversos tamaños, lo que los hace idóneos para su integración en distintas estructuras. Este encapsulado SMD integrado facilita la producción a gran escala mediante máquinas automatizadas de montaje en serie, mejorando así la eficiencia de producción y garantizando la uniformidad del producto.

Opciones de antena flexibles
Para adaptarse a las distintas necesidades de diseño de productos, los módulos Sub-G de RF-Star ofrecen diversos métodos de conexión de antena. Para dispositivos que requieren antenas integradas, la antena PCB del módulo resulta práctica y económica. Para aplicaciones que exigen un rendimiento de RF óptimo, el módulo está equipado con una interfaz IPEX de última generación, que permite una fácil conexión a antenas externas de varilla o antenas flexibles, brindando a los ingenieros la máxima flexibilidad de diseño.

Fiabilidad Plug-and-Play
Al elegir los módulos RF-Star Sub-G, los desarrolladores no necesitan invertir grandes sumas de dinero ni esfuerzo en el diseño de circuitos de radiofrecuencia complejos. Además, algunos módulos incorporan protocolos de transmisión transparentes propios. Estos pasos cruciales, que consumen mucho tiempo, se han completado en el módulo, lo que garantiza que los productos finales puedan lanzarse al mercado rápidamente con una excelente estabilidad y fiabilidad de comunicación.

Compatibilidad con interfaces enriquecidas
Los módulos Sub-G de RF-Star ofrecen una amplia gama de interfaces de hardware para una fácil integración de sistemas, incluyendo, entre otras, UART, SPI, I2C y otras interfaces estándar. Estas numerosas interfaces satisfacen las necesidades de conexión de la mayoría de los nodos IoT.

Plataforma compatible con múltiples protocolos
Algunos módulos Sub-G de RF-Star admiten funcionamiento simultáneo en modo dual (2,4 GHz + Sub-G) y son compatibles con diversos protocolos de comunicación, como Wi-SUN y protocolos propietarios. La misma plataforma de hardware se adapta a las necesidades de diferentes mercados y aplicaciones, y además ofrece amplio margen para futuras actualizaciones de producto y ampliación de funcionalidades.

• Resumen y perspectivas

En la era actual de necesidades de conectividad IoT cada vez más diversificadas, los módulos Sub-G se han convertido en una parte indispensable de las aplicaciones IoT de área extensa gracias a sus ventajas integrales en alcance, consumo de energía, capacidad de penetración y coste. Las diversas soluciones de módulos de alto rendimiento que ofrece RF-Star siguen impulsando a los desarrolladores, reduciendo significativamente las barreras de la I+D y ampliando los límites del "Internet de las Cosas" para que alcancen un mayor alcance y profundidad.