Brindando Más Inteligencia a los Dispositivos IoT con Amazon Sidewalk y Redes Inalámbricas Matter

Una red inalámbrica compartida que amplía el rango de conectividad de los dispositivos IoT

Para hacer que nuestro mundo sea más inteligente, seguro y conectado, Amazon Sidewalk presenta un concepto innovador al aprovechar los dispositivos existentes de Amazon Echo y Ring como puentes para crear una red a nivel de vecindario. Esta red no solo revoluciona la conectividad IoT al extender el alcance de los dispositivos, sino que también cierra la brecha entre los hogares y los vecindarios.

Amazon Sidewalk es una red inalámbrica compartida que permite a los dispositivos compatibles comunicarse entre sí a través de una red compartida. Utiliza dispositivos Amazon Sidewalk Bridge (como los dispositivos Amazon Echo y Ring compatibles) para habilitar la comunicación entre dispositivos en la red. Esta red va más allá de los hogares individuales, conectando dispositivos en un área más amplia. Amazon Sidewalk ofrece conectividad confiable de bajo ancho de banda y larga distancia tanto para dispositivos IoT dentro del hogar como para exteriores, como iluminación exterior, sensores de movimiento y rastreadores basados en ubicación. Amazon Sidewalk admite múltiples protocolos de comunicación, incluyendo Bluetooth Low Energy (LE) para comunicación de corto alcance dentro de los hogares, así como los protocolos CSS y FSK que operan a 900 MHz para comunicación de mayor alcance.

Amazon Sidewalk está construido sobre una arquitectura que consiste en capas de radio, red y aplicación, y admite tres protocolos diferentes de RF (radiofrecuencia). La capa de radio se utiliza para comunicarse con dispositivos de Amazon Sidewalk mediante Bluetooth Low Energy, CSS o FSK. La capa de aplicación se encuentra encima de la capa de red y la pila de protocolos Bluetooth Low Energy. Para FSK y CSS, hay una capa de red adicional. La capa de red se encarga del enrutamiento y la transmisión de datos entre dispositivos, asegurando una comunicación fluida en toda la red de Amazon Sidewalk. La capa de aplicación gestiona las aplicaciones y servicios específicos de los dispositivos, y todos los dispositivos de Amazon Sidewalk se conectan a la nube a través de AWS IoT Core para Amazon Sidewalk.

Amazon Sidewalk crea una red de baja anchura de banda utilizando dispositivos puente de Sidewalk, que incluyen algunos dispositivos Echo y Ring. Estos dispositivos puente comparten una pequeña parte de tu ancho de banda de internet, que se agrupa para servirte a ti y a tus vecinos. A medida que más vecinos participan, la red se vuelve más sólida. Si un dispositivo puente de Sidewalk pierde su conexión Wi-Fi, Amazon Sidewalk puede simplificar el proceso de reconectarlo al router. También puede ayudar a mantener conectados dispositivos habilitados para Sidewalk al aire libre o en garajes. Sidewalk también puede funcionar con dispositivos de rastreo como Tile para ayudar a localizar objetos valiosos fuera del hogar, y cuenta con múltiples capas de privacidad y seguridad.

Arquitectura de red escalable de Amazon Sidewalk

Amazon Sidewalk es una red inalámbrica de bajo ancho de banda compuesta por dispositivos Bridge cercanos. Los propietarios de dispositivos Bridge de Amazon Sidewalk pueden elegir compartir una pequeña porción de su ancho de banda de internet para proporcionar conectividad inalámbrica a dispositivos compatibles dentro del rango de Amazon Sidewalk. Cada dispositivo Bridge participante amplía el alcance de la red. Amazon Sidewalk puede desbloquear el potencial de nuevos dispositivos, admitiendo dispositivos habilitados para Amazon Sidewalk, como dispositivos públicos inteligentes, electrodomésticos y dispositivos de consumo. También puede utilizarse para la gestión de parques, gestión ambiental, aeropuertos, etc.

A diferencia de muchas tecnologías IoT basadas en un único gateway, Amazon Sidewalk se basa en una arquitectura de red distribuida formada por Bridges cercanos. Tener más Amazon Sidewalk Bridges en un área puede mejorar la efectividad de la red. Al expandir la infraestructura, los Bridges forman una red distribuida, permitiendo que los dispositivos se conecten dentro del rango y envíen datos a cualquier Bridge, en lugar de estar limitados a uno específico. Los Amazon Sidewalk Bridges recogen mensajes de dispositivos compatibles y los envían a los usuarios a través de la nube de AWS de manera segura y con múltiples capas.

Amazon Sidewalk puede utilizar tres capas físicas (PHY) diferentes en la capa de radio para abordar diferentes casos de uso de red, incluyendo Bluetooth Low Energy, GFSK sub-GHz y CSS sub-GHz. Bluetooth Low Energy se utiliza para la conectividad en el hogar y entre teléfonos y dispositivos. La capa física de radio Bluetooth Low Energy puede emplearse para aplicaciones de Amazon Sidewalk en el hogar, proporcionando conectividad de corto alcance para dispositivos (como dispositivos basados en ubicación) y conectando dispositivos a teléfonos inteligentes con cobertura de Amazon Sidewalk.

GFSK en sub-GHz se utiliza para aplicaciones dentro del hogar y en entradas exteriores. La capa física de radio GFSK puede cubrir áreas de hasta una hectárea y abordar aplicaciones que requieren cobertura en edificios separados y patios, como piscinas, spas y sistemas de mitigación de agua. GFSK incluso puede admitir aplicaciones de ciudades inteligentes y vecindarios con la ayuda de la cobertura de Amazon Sidewalk.

CSS Sub-GHz se utiliza para aplicaciones dentro del hogar y más allá de los límites de la propiedad. La capa física de radio CSS (Chirp Spread Spectrum) puede cubrir rangos de hasta varios kilómetros, admitiendo aplicaciones lejos del puente más cercano, incluyendo vecindarios inteligentes, universidades y instalaciones agrícolas dentro de la cobertura de Amazon Sidewalk.

Proporcionando el ecosistema de desarrollo más completo de Amazon Sidewalk

Para acelerar el desarrollo de dispositivos compatibles con Amazon Sidewalk, Silicon Labs, un proveedor líder de soluciones IoT, ofrece el ecosistema de desarrollo más completo y todo en uno para fabricantes de dispositivos IoT. Esto incluye el SDK (Kit de Desarrollo de Software) de Amazon Sidewalk, hardware inalámbrico, funciones de seguridad, kits de desarrollo y herramientas, simplificando así el proceso de desarrollo, reduciendo costos y acelerando el tiempo de lanzamiento al mercado.

Silicon Labs ha lanzado SDK certificados para simplificar el desarrollo de dispositivos Amazon Sidewalk, reducir costos y acelerar el tiempo de comercialización. También está disponible una gama de opciones de hardware, incluyendo el SoC de doble banda SG28, el SoC SG23, y los módulos BG21/BG24 de Bluetooth Low Energy. La seguridad es crucial en IoT, y Silicon Labs proporciona soluciones para garantizar que los dispositivos Amazon Sidewalk cuenten con características de seguridad robustas. Los desarrolladores pueden utilizar kits y herramientas de desarrollo para acceder a las herramientas y servicios integrados necesarios desde el concepto hasta el lanzamiento del producto.

Silicon Labs trabaja estrechamente con Amazon, innovando continuamente en la hoja de ruta de hardware para garantizar la compatibilidad con el ecosistema en evolución de Amazon y realizando actualizaciones regulares de software para mejorar el rendimiento y la seguridad de los dispositivos. Para ayudar a los clientes a seleccionar el hardware adecuado al desarrollar dispositivos Amazon Sidewalk, Silicon Labs ha lanzado la Guía de Selección de Hardware para Amazon Sidewalk. Esta guía ayuda a los desarrolladores a comprender las herramientas integradas y el portafolio de servicios de Silicon Labs para elegir el módulo o SoC ideal y el hardware de desarrollo relacionado para sus dispositivos compatibles con Sidewalk, facilitando un completo recorrido de desarrollo desde el concepto hasta el lanzamiento.

Soluciones líderes en la industria Amazon Sidewalk

El SG23 (EFR32SG23) de Silicon Labs es un SoC inalámbrico FSK diseñado para aplicaciones Amazon Sidewalk en frecuencias sub-GHz. Este SoC seguro, de bajo consumo y alto rendimiento cuenta con un núcleo ARM Cortex®-M33 que opera a velocidades de hasta 78 MHz, con 512 kB de memoria flash y 64 kB de RAM. Sus bajos consumos en actividad y reposo lo hacen ideal para dispositivos inteligentes de Amazon Sidewalk alimentados por batería, como sensores de puertas, ventanas y temperatura. El EFR32SG23 ofrece un rango confiable más allá de la puerta principal, cubriendo áreas como edificios independientes, piscinas y spas, con un presupuesto de enlace de 129,5 dBm para comunicación confiable a largas distancias. El núcleo de seguridad dedicado admite el Secure Vault™ High de Silicon Labs, proporcionando una seguridad IoT líder en la industria para proteger datos y dispositivos inalámbricos contra ataques remotos y locales.

El SG28 (EFR32SG28) de Silicon Labs es otro SoC inalámbrico seguro y de bajo consumo, de doble banda, diseñado para dispositivos Amazon Sidewalk, compatible con FSK en Sub-GHz y Bluetooth Low Energy. Ofrece conectividad fiable utilizando Bluetooth Low Energy dentro del hogar y FSK en Sub-GHz más allá de la puerta principal para cubrir un rango de red más amplio. Este dispositivo de bajo consumo está equipado con un ARM Cortex®-M33 que funciona a frecuencias de hasta 78 MHz, con 1024 kB de memoria flash y 256 kB de RAM, soportando hasta 49 GPIOs. Sus bajos consumos en actividad y reposo lo hacen adecuado para dispositivos finales alimentados por batería y aplicaciones que requieren más recursos. El presupuesto de enlace del SG28 de 128,6 dBm garantiza una comunicación confiable a larga distancia y también admite el núcleo de alta seguridad Secure Vault™ de Silicon Labs, asegurando la protección de los dispositivos conectados.

Silicon Labs también ha lanzado el Kit Pro de Silicon Labs para Amazon Sidewalk, proporcionando las herramientas necesarias para evaluar y desarrollar dispositivos de Amazon Sidewalk de alta capacidad y escalables. El kit admite los tres protocolos de Amazon Sidewalk, incluidos Bluetooth Low Energy, FSK sub-GHz y protocolos inalámbricos CSS. Este kit inalámbrico profesional incluye una placa de radio KG100S, que ofrece un diseño de referencia completo que admite los protocolos Bluetooth, FSK y CSS utilizados en Amazon Sidewalk. También incluye una placa de radio BG24 y una placa adaptadora FSK/CSS, adecuada para clientes que requieren diseños discretos. La placa principal del kit inalámbrico profesional también incluye un depurador J-LINK integrado con una interfaz de rastreo de paquetes y puerto COM virtual, lo que permite el desarrollo de aplicaciones y la depuración de placas de radio conectadas y hardware externo a través de un conector de expansión. Este kit profesional de Amazon Sidewalk proporciona todas las herramientas necesarias para desarrollar aplicaciones IoT escalables de alto volumen.

El estándar Matter facilita la conectividad de dispositivos inteligentes para el hogar entre marcas

Si bien construir un hogar inteligente está diseñado para facilitar nuestras vidas, gestionar los dispositivos del hogar inteligente puede ser un inconveniente, especialmente cuando mezclas y combinas dispositivos de diferentes marcas. Esto se debe a que muchos dispositivos de hogar inteligente solo pueden usarse con las aplicaciones propietarias del fabricante. Plataformas como Google Home, Alexa, HomeKit o SmartThings sí admiten ecosistemas más amplios de hogares inteligentes, pero suelen estar limitadas a sus respectivos ecosistemas, restringiendo tus opciones de dispositivos.

Por otro lado, aunque Bluetooth y Wi-Fi son buenos protocolos de comunicación debido a su amplia compatibilidad, Thread (un protocolo de red de malla de bajo consumo diseñado para dispositivos inteligentes Matter del hogar) tiene varias ventajas en el ámbito del hogar inteligente. Thread no solo es muy eficiente energéticamente (lo cual es importante para los dispositivos inteligentes del hogar alimentados por baterías), sino que su naturaleza de red de malla permite que los dispositivos retransmitan señales entre sí y ajusten y enruten los datos de manera más eficiente automáticamente. Esto hace que Thread sea capaz de proporcionar conectividad más robusta y confiable, además de ser fácil de expandir.

Matter es un estándar de conectividad libre de regalías desarrollado por la Alianza de Estándares de Conectividad (CSA). Matter tiene como objetivo crear una forma interoperable para que los dispositivos inteligentes del hogar se comuniquen entre sí. Con Matter, puedes conectar dispositivos inteligentes certificados por Matter (como interruptores de luz o termostatos) a una aplicación o hub compatible con Matter, independientemente del fabricante.

Actualmente, los iPhone 15 Pro y Pro Max de Apple están equipados con radios Thread, convirtiéndose en los primeros teléfonos inteligentes en contar con esta capacidad. Las nuevas versiones de iOS 17.6, macOS 14.6, watchOS 10.6 y tvOS 17.6 también añadirán soporte de referencias de código para estas nuevas funciones. Por otro lado, algunos dispositivos móviles que ejecutan Android 15 admitirán el protocolo Thread, lo que ayudará en la rápida adopción de dispositivos inteligentes Matter para el hogar.

Conclusión

Amazon Sidewalk es un servicio de red diseñado específicamente para dispositivos IoT, con el objetivo de proporcionar una conectividad más amplia para dispositivos inteligentes en hogares y vecindarios. Utilizando Bluetooth de bajo ancho de banda y la banda de frecuencia de 900 MHz, Amazon Sidewalk puede extender la cobertura de los dispositivos, incluso en áreas con señales de Wi-Fi débiles o inexistentes. Esta tecnología no solo mejora el rendimiento de los dispositivos y la experiencia del usuario, sino que también ofrece soluciones más flexibles para la ubicación, el monitoreo y la gestión de dispositivos. La aparición de Amazon Sidewalk inyecta un nuevo impulso en el desarrollo de hogares inteligentes y ciudades inteligentes, permitiendo que los dispositivos IoT operen de manera más inteligente y eficiente. Silicon Labs ha lanzado un entorno completo de desarrollo y soluciones para Amazon Sidewalk, convirtiéndose en uno de los mejores aliados para el desarrollo de productos relacionados. Por otro lado, iOS y Android también han comenzado a apoyar el estándar Matter, lo que hará que las conexiones entre dispositivos inteligentes de diversas marcas sean más convenientes, allanando el camino para la promoción de las aplicaciones futuras de hogares inteligentes.