Introducción

Las redes inalámbricas son una pieza fundamental de la domótica moderna. Aunque las soluciones cableadas siguen siendo la opción preferible cuando se busca la máxima fiabilidad, no siempre es posible o económicamente viable llevar un cable hasta todos los dispositivos.

En estos casos, las tecnologías inalámbricas permiten añadir sensores, pulsadores, actuadores y otros elementos sin necesidad de realizar obras o modificar la instalación existente.

Como contrapartida, las comunicaciones inalámbricas son más susceptibles a interferencias y dependen de la calidad de la cobertura. Aun así, los protocolos actuales han evolucionado enormemente y, cuando se implementan correctamente, ofrecen niveles de fiabilidad más que suficientes para la mayoría de aplicaciones residenciales.

Las bandas de frecuencia más utilizadas en domótica son:

• 800-900 MHz, normalmente 868 MHz en Europa y 908 MHz en Estados Unidos.
• 2,4 GHz, disponible prácticamente en todo el mundo.

En general, las frecuencias más bajas ofrecen mayor alcance y mejor penetración a través de paredes, mientras que las frecuencias más altas permiten transmitir más información, aunque a costa de una menor cobertura.

También existen distintas topologías de red. Algunas tecnologías funcionan mediante enlaces punto a punto, otras utilizan topologías en estrella y otras emplean redes malladas (mesh), donde los propios dispositivos colaboran para transportar los mensajes.

Wi-Fi

Wi-Fi es la tecnología inalámbrica más conocida y puede considerarse el equivalente inalámbrico de Ethernet. Está basada en los estándares IEEE 802.11 y proporciona conectividad IP directa a todos los dispositivos conectados a la red.

Aunque las redes Wi-Fi modernas también utilizan las bandas de 5 GHz y 6 GHz, en domótica se emplea principalmente la banda de 2,4 GHz debido a su mayor alcance y mejor penetración a través de paredes y techos.

Por este motivo suele ser recomendable disponer de una red de 2,4 GHz dedicada a dispositivos IoT, separada en la medida de lo posible del tráfico habitual de ordenadores, teléfonos y dispositivos multimedia.

Wi-Fi está optimizado para ofrecer velocidades muy elevadas, muy superiores a las necesarias para la mayoría de dispositivos domóticos. Esta ventaja tiene un coste: el consumo energético es considerablemente mayor que en otras tecnologías diseñadas específicamente para IoT.

Además, los dispositivos Wi-Fi suelen necesitar más tiempo para conectarse a la red después de salir de un estado de reposo, lo que dificulta su utilización en sensores alimentados por pilas de los que se espera una respuesta inmediata.

La topología habitual es en estrella. Todos los dispositivos deben comunicarse directamente con un punto de acceso Wi-Fi.

Por este motivo, en una vivienda es recomendable desplegar varios puntos de acceso distribuidos estratégicamente para garantizar una cobertura adecuada. Confiar únicamente en el router del operador suele producir zonas con cobertura deficiente y problemas de estabilidad.

Aparte de los usos más típicos como ordenadores portátiles, tablets o teléfonos móviles, Wi-Fi resulta especialmente adecuado para:

• Cámaras de videovigilancia.
• Videoporteros.
• Pantallas de control.
• Electrodomésticos conectados.
• Dispositivos alimentados permanentemente por la red eléctrica.

Siempre y cuando, no haya sido posible conectarlos con otras tecnologías como Ethernet cableado o Thread.

Bluetooth Low Energy

Bluetooth Low Energy (BLE) es una evolución de Bluetooth orientada a dispositivos de muy bajo consumo.

Opera también en la banda de 2,4 GHz, pero está diseñado para minimizar el consumo energético y permitir que dispositivos alimentados por pilas funcionen durante años.

A diferencia de otras tecnologías domóticas, BLE está pensado principalmente para comunicaciones punto a punto entre dispositivos. Por este motivo, no suele utilizarse como red domótica principal de una vivienda.

Su uso más habitual es como tecnología auxiliar para:

• Configuración inicial de dispositivos.
• Transferencia de credenciales Wi-Fi o Thread.
• Conexiones temporales desde teléfonos móviles.
• Integraciones específicas de algunos fabricantes.

Prácticamente todos los dispositivos Thread modernos utilizan Bluetooth LE durante el proceso de configuración inicial.

Redes tipo Mesh

Las redes malladas o mesh representan actualmente la solución más utilizada para sensores y actuadores inalámbricos.

En este tipo de redes, los dispositivos pueden retransmitir mensajes entre sí, ampliando la cobertura y mejorando la resiliencia frente a fallos.

Las principales ventajas frente a Wi-Fi son:

• Menor consumo energético.
• Menor tiempo de respuesta al salir del modo de reposo.
• Mayor robustez frente a fallos individuales.
• Capacidad de autorreparación (self-healing).
• Menor dependencia de la cobertura de un único punto de acceso.

Habitualmente se distinguen dos tipos de dispositivos:

• Nodos alimentados por la red eléctrica, que permanecen siempre activos y ayudan a retransmitir mensajes.
• Nodos alimentados por batería, que pasan la mayor parte del tiempo dormidos para maximizar la autonomía.

Cuantos más dispositivos alimentados por la red eléctrica existan, mejor cobertura y capacidad de enrutamiento tendrá la red.

Z-Wave

Z-Wave fue una de las primeras tecnologías inalámbricas diseñadas específicamente para domótica. Utiliza bandas sub-GHz, normalmente alrededor de 868 MHz en Europa y 908 MHz en Estados Unidos. Gracias a ello suele ofrecer mayor alcance y mejor penetración en paredes que las tecnologías basadas en 2,4 GHz.

A diferencia de Zigbee y Thread, Z-Wave utiliza su propia tecnología de radio y no está basado en IEEE 802.15.4. Se trata de un estándar abierto y permite interoperabilidad entre dispositivos de distintos fabricantes.

Uno de sus puntos fuertes ha sido históricamente un proceso de certificación más estricto que el de Zigbee, lo que generalmente se traduce en una mejor compatibilidad entre dispositivos. Sin embargo, el ecosistema es más reducido, existe una menor variedad de productos y los dispositivos suelen ser más caros.

Z-Wave no está basado en IP y requiere un controlador central encargado de gestionar la red. Este controlador constituye un punto único de fallo y suele actuar también como pasarela entre la red Z-Wave y el resto de la infraestructura IP de la vivienda.

Zigbee

Zigbee es actualmente una de las tecnologías inalámbricas más extendidas en domótica. Funciona en la banda de 2,4 GHz y está basado en IEEE 802.15.4.

La velocidad máxima de transmisión es de 250 kbit/s, una cifra más que suficiente para sensores, pulsadores, actuadores y otros dispositivos domóticos. Comparado con Z-Wave, el alcance entre dispositivos suele ser algo menor debido a la utilización de la banda de 2,4 GHz. Sin embargo, en una vivienda correctamente diseñada esta diferencia rara vez supone un problema práctico.

Al igual que Z-Wave, Zigbee no está basado en IP y requiere un coordinador central que crea y administra la red. Todos los dispositivos Zigbee dependen de este coordinador para unirse a la red y para muchas tareas de gestión, que sigue representando un punto único de fallo.

Su principal ventaja es el enorme ecosistema disponible actualmente. Existen cientos de fabricantes y miles de dispositivos compatibles, convirtiéndolo en una de las tecnologías con mayor variedad de productos del mercado.

Thread

Thread es la incorporación más reciente al ecosistema domótico y actualmente es considerado por muchos como el sucesor natural de Zigbee. Al igual que este, utiliza la misma radio IEEE 802.15.4 y opera en la banda de 2,4 GHz con velocidades de hasta 250 kbit/s.

La diferencia fundamental es que Thread está basado en IPv6 mediante la utilización de 6LoWPAN. Esto permite que todos los dispositivos Thread formen parte de una red IP estándar y facilita enormemente la integración con otros sistemas y protocolos.

Otra diferencia importante es que Thread no depende de un coordinador único. La red se gestiona de forma distribuida y cualquier dispositivo que disponga de las credenciales adecuadas puede participar plenamente en ella.

Para conectar la red Thread con el resto de la infraestructura IP es necesario disponer de uno o varios dispositivos conocidos como Thread Border Routers. A diferencia de lo que ocurre con los controladores Zigbee o Z-Wave, pueden coexistir múltiples Border Routers dentro de la misma red, eliminando el punto único de fallo y aumentando la resiliencia del sistema.

Actualmente el ecosistema Thread todavía es más reducido que el de Zigbee, aunque está creciendo rápidamente gracias al impulso de Matter y al apoyo de gran parte de la industria.

Otras tecnologías

KNX RF

KNX RF es la versión inalámbrica del ecosistema KNX. No pretende competir directamente con Zigbee, Z-Wave o Thread, sino proporcionar una alternativa inalámbrica cuando no resulta posible instalar cable KNX TP.

Funciona en la banda de 868 MHz y está completamente integrado con el resto del ecosistema KNX. Su uso suele limitarse a ampliaciones o reformas de instalaciones KNX TP existentes, y raramente se utiliza como tecnología principal para una vivienda completa.

Loxone Air

Loxone Air es una tecnología propietaria utilizada exclusivamente dentro del ecosistema Loxone. Su objetivo es similar al de KNX RF: permitir la incorporación de dispositivos inalámbricos cuando no resulta práctico utilizar cableado.

Aunque comparte algunas tecnologías subyacentes con otros protocolos modernos (al igual que Thread, está basado en IEEE 802.15.4 y en 6LoWPAN), se trata de una solución completamente cerrada e incompatible con otros ecosistemas.

Otras tecnologías propietarias

Numerosos fabricantes desarrollan también sus propios protocolos inalámbricos para casos de uso específicos. Generalmente están diseñados para funcionar únicamente dentro de un ecosistema concreto y rara vez se utilizan como red domótica general.

Tabla comparativa

Tecnología	Frecuencia	Velocidad	Topología	Basada en IP	Consumo
Wi-Fi	2,4/5/6GHz	Muy alta	Estrella	Sí (IPv6/IPv4)	Alto
Bluetooth LE	2,4GHz	125kbps a 2Mbps	Punto a punto	No	Muy bajo
Z-Wave	800-900MHz	9.6 a 100kbps	Mesh	No	Muy bajo
Zigbee	2,4GHz	250kbps	Mesh	No	Muy bajo
Thread	2,4GHz	250kbps	Mesh	Sí (IPv6)	Muy bajo
KNX RF	800-900MHz	16,4kbps	Limitada	No	Bajo
Loxone Air	800-900MHz	40 a 250kbps	Mesh	No	Bajo

Conclusiones

Nuestra recomendación general para una vivienda moderna es desplegar una buena infraestructura basada en IP, combinando Wi-Fi y Thread. Ambas tecnologías son complementarias y cumplen funciones diferentes dentro de una instalación doméstica.

Siempre que exista la posibilidad, recomendamos dar prioridad a Thread a la hora de elegir sensores, pulsadores, actuadores y otros dispositivos domóticos. Su bajo consumo, su arquitectura distribuida basada en IPv6 y las capacidades de autorreparación de la red lo convierten en una solución especialmente adecuada para este tipo de aplicaciones. Además, cuantos más dispositivos Thread alimentados permanentemente existan en la instalación, mejor cobertura y mayor robustez tendrá la propia red.

Wi-Fi debe reservarse principalmente para aquellos dispositivos que realmente necesiten transmitir grandes cantidades de datos y que no sea posible cablearlos, como ordenadores portátiles, tablets o teléfonos móviles. Aunque Wi-Fi es una tecnología excelente para este tipo de aplicaciones, no resulta la opción más eficiente para la mayoría de dispositivos domóticos. En general, cuanto mayor sea el número de dispositivos Wi-Fi conectados a la red, mayor será la carga sobre los puntos de acceso y más difícil resultará mantener una red inalámbrica estable y eficiente.

En resumen: desplegar una buena red Wi-Fi, pero priorizar Thread siempre que sea posible y utilizar dispositivos Wi-Fi únicamente cuando no haya otra alternativa.

Dicho esto, Zigbee y Z-Wave siguen siendo tecnologías perfectamente válidas y, en muchos casos, continúan ofreciendo una mayor variedad de dispositivos y una mayor madurez. Actualmente todavía pueden ser la mejor opción para determinados casos de uso. No obstante, la dirección que parece estar tomando la industria apunta claramente hacia Thread como base de las futuras instalaciones domóticas inalámbricas.