The Practical IoT: Network Planning and Designing

redes compatibles con los proveedores de IoT. Los proveedores de IoT ofrecerán la mejor tecnología de redes para sus sistemas, que van desde el cable Ethernet hasta el servicio de área amplia inalámbrica de baja potencia (LPWA). A medida que los dispositivos de IoT terminan conectándose a una aplicación, el tráfico de datos de los dispositivos de IoT viajará a través de una red IP, ya sea privada o de Internet, a servidores en el centro de datos corporativo o un servicio en la nube como Amazon AWS o Microsoft Azure.

Para cada tipo de red, se necesita planificación para comprender si las necesidades de conectividad de IoT se satisfacen por completo.

Al planificar y presupuestar IoT, la empresa que ofrece el servicio debe considerar todos los gastos necesarios para prepararse para ellos. Las evaluaciones de red de las redes objetivo se utilizan para desarrollar requisitos presupuestarios adicionales para la mejora de la red.

Consideraciones de diseño de red:

• Ethernet cableada puede requerir switches Ethernet separados si los dispositivos de IoT no se administran o si están conectados a un servicio de nube externo.
• Es posible que Wi-Fi requiera un SSID y un método de autenticación diferentes al que se usa actualmente.
• Es posible que se necesite una evaluación de ingeniería de Wi-Fi para que más puntos de acceso aumenten la cobertura de la red.
• Es posible que se necesite evaluar la cobertura celular en el proveedor de servicios/en la banda de frecuencia del dispositivo IoT en toda la empresa para garantizar la cobertura de la red.
• IoT celular verifica la cobertura y que la estación base instalada que admite la señal interna es compatible con el protocolo NB-IoT.
• Pruebe la conexión de prueba de la red LPWA para garantizar la disponibilidad de la red LPWA antes de la instalación.
• IoT puede influir en los objetivos de la red de TI.

Para muchas empresas, existen beneficios económicos en la convergencia arquitectónica de muchas redes físicas en segmentos de red lógica individuales que comparten la misma red física. Sin embargo, cada segmento de la red no está conectado ni es consciente de los otros segmentos. Esta tendencia de diseño está provocando que una gran cantidad de cables de fibra óptica se acerquen aún más al extremo de las redes para permitir esta estrategia de “fibra profunda”. Cómo y dónde el IoT aprovecha esta estrategia puede afectar los costos de implantación. Tengas en cuenta que usamos porciones de red aquí, ya que es un término emergente en 5G que describe la red lógica.

Las aplicaciones industriales de IoT en los centros de fabricación y distribución se consideran esenciales. En ambas áreas de aplicación, existe un gran interés en reemplazar cables cableados para robots, controladores lógicos programables (CLP) y otros equipos de fabricación en red por servicios inalámbricos.

La tecnología inalámbrica permite configuraciones flexibles de las cintas transportadoras internas del centro de distribución que ahora tienen redes de control cableadas. La conmutación de inventario de alta velocidad es muy sensible al tiempo y requiere el alto nivel de garantías de red que proporciona LTE/5G. La red celular proporciona respuestas por tiempo limitado, acceso justo y controles de calidad de servicio.

La tecnología inalámbrica permite configuraciones flexibles donde la línea de fabricación se puede reconfigurar sin la necesidad de reestructurar las redes de control cableadas. Los robots industriales que están constantemente en movimiento y desgastan el cableado de control pueden reducir el tiempo de inactividad mediante el uso de LTE/5G para el comando y control robóticos.

Dado que el tiempo de inactividad en estos entornos es costoso, se utiliza LTE o 5G privado para reemplazar el cableado. Las redes privadas LTE/5G están diseñadas para ser predecibles y no utilizan la red celular pública debido a la necesidad de la empresa de una gestión completa de un extremo a otro. Al diseñar redes de IoT para estas aplicaciones, la red privada LTE/5G presenta redundancia en áreas clave, una cobertura bien diseñada en toda la instalación y la capacidad necesaria para satisfacer las demandas.

En los casos industriales mencionados, el IoT es gestionado por la empresa. En otras aplicaciones, la empresa ha distribuido dispositivos IoT, que se conectan a un servicio en la nube al que puede conectarse. En estos casos, no hay responsabilidad de gestión por el servicio, pero es necesario asegurarse de que haya una cobertura de red adecuada para admitir dispositivos IoT en cualquier lugar de la empresa.

Por ejemplo, cada dispositivo clínico en un hospital o campus médico puede tener un módulo inalámbrico integrado para localizar y transmitir datos de pacientes. En muchos casos, las redes Wi-Fi se pueden utilizar para satisfacer estas necesidades, pero las necesidades externas o los dispositivos clínicos que acompañan a los primeros auxilios respaldarán los servicios celulares. En todos estos casos, el IoT se administrará internamente para garantizar las regulaciones de privacidad de los datos del paciente de acuerdo con la Ley de Portabilidad y Responsabilidad del Seguro Médico (HIPAA).

El IoT no gestionado puede representar una amenaza para las empresas que utilizan la red corporativa para conectarse al servicio de nube de soporte.

Ejemplos a considerar:

• Más de 100.000 refrigeradores fueron hackeados para formar un ejército de bots en 2014 (Fuente: The Hacker News).
• 140.000 cámaras de seguridad y DVR fueron hackeados para formar un ejército de bots en 2016 (Fuente: Security Ledger).

Todos estos dispositivos estaban detrás de los módems DSL, pero aun así fueron hackeados. Imagina si estuvieran instalados en la red corporativa y conectados al servidor de comando/control del ejército de bots. ¿Qué podría pasar con el interior de la red corporativa en estos casos?

La mejor práctica para cualquier dispositivo que no sea administrado activamente por la TI corporativa es no permitirlo nunca en la red corporativa. Esto se puede hacer con VLAN Ethernet y múltiples tecnologías SSID Wi-Fi para crear múltiples segmentos de red lógica que comparten la misma red física.

En las empresas de alta seguridad, la política de red puede reemplazar la creación de un segmento de red para IoT y requerir la creación de una red física paralela para garantizar una segregación completa.

En Estados Unidos, la FCC ha desarrollado un método revolucionario para que las empresas accedan al espectro celular, llamado Citizens Broadband Radio Service (CBRS). CBRS reserva 150 MHz de espectro de radio para que cualquiera lo use. La infraestructura compatible con CBRS solicita espectro de radio de un servicio en la nube para su uso por parte de la empresa. Este método de acceso permite a las empresas construir su propio LTE privado en un edificio o área geográfica sin negociar el acceso arrendado al espectro de radio de un proveedor de servicios. LTE privado y, eventualmente, 5G privado, ofrecen todos los beneficios de las comunicaciones seguras y esenciales, lo que permite a la empresa el control total necesario en los casos de uso de IoT industrial.

CBRS está a punto de lanzarse en los EE. UU., y en los próximos años, se espera que la mayoría de los smartphones y dispositivos de IoT cuenten con radios compatibles con CBRS. Actualmente, muchas empresas están planificando CBRS. Puedes encontrar información sobre CBRS en cbrsalliance.org.

La ola de dispositivos y servicios de IoT impulsará la expansión incremental y los aumentos de capacidad en las redes existentes y, en algunos casos, la creación de redes de superposición de IoT segregadas. Se pedirá a los equipos de red de la empresa y a sus integradores de sistemas que diseñen y planifiquen la llegada de estos dispositivos y redes de IoT. Una variedad de aplicaciones de IoT pueden usar casi cualquier tipo de conectividad inalámbrica y por cable.

Las aplicaciones esenciales de IoT serán desarrolladas y operadas por la línea de negocios debido a su importancia y abrirán nuevas oportunidades profesionales para el personal de TI empresarial. Es una “oportunidad básica” para unirse a la transformación.