Estas son las capas del Internet de las Cosas

El Internet de las Cosas, o IoT por sus siglas en inglés, es la tecnología del futuro. Será facilitada en gran medida gracias a la implantación global de la nueva generación de telefonía móvil y redes de comunicaciones, 5G. Gracias al IoT será posible la conexión de cualquier dispositivo electrónico a la red, la medición de parámetros externos y la automatización de muchas de las actividades «humanas», pero ¿cómo es la arquitectura subyacente a la tecnología? ¿Qué capas podemos definir para el Internet de las Cosas?

Por arquitectura entendemos la infraestructura para la especificación de una red de componentes físicos y su configuración y organización funcional, sus principios y procedimientos operacionales, y los tipos de datos que se intercambian entre ellos. Es decir, se describe cómo los componentes físicos del IoT recogen los datos, cómo se procesan e intercambian, y en qué formatos lo hacen.

Normalmente se describen las arquitecturas atendiendo a diferentes «capas», cada una de las cuales tiene su función específica, y dispone de sus propios protocolos (los «lenguajes» de comunicación entre los componentes de cada capa). Vamos a verlo con algo más de detalle, pero ya adelantamos que no queremos ser demasiado técnicos, sino dar las pinceladas básicas sobre cómo se organiza esta tecnología.

La arquitectura de tres capas

La figura sobre estas líneas se corresponde a las arquitecturas descritas en la web Hindawi, en el artículo correspondiente a las arquitecturas del IoT. La representación de la izquierda es la más sencilla y consta de tres capas: la inferior es la capa de Percepción, que se corresponde al nivel físico, el de los dispositivos, y a la adquisición de datos por medio de sensores; la intermedia es la capa de Red; la capa superior es la de aplicación. A medida que «subimos» capas, estamos acercándonos al nivel de usuario, que no tiene por qué preocuparse por cómo están resueltos los problemas de las capas inferiores.

• La capa de Percepción: en esta capa se encuadran los diferentes sensores encargados de recoger información del entorno. Aquí se «sienten» parámetros físicos, o bien se identifican otros dispositivos inteligentes del entorno.
• La capa de Red se encarga de conectar el dispositivo a otras «cosas inteligentes», o bien a dispositivos de red o servidores. Dispone de las herramientas necesarias para transmitir datos entre dispositivos (o servidores y dispositivos de red), y también para realizar cierto grado de procesamiento de los mismos.
• La capa de Aplicación es en la que se enmarcan las aplicaciones del usuario. Desde las aplicaciones domésticas sobre uso de recursos (agua, gas, electricidad), hasta las aplicaciones logísticas para las empresas, que optimicen los recursos y el tiempo de procesado. Cualquier aplicación, doméstica o industrial, que haga uso de dispositivos conectados (IoT) se incluye en esta «capa» (por ejemplo, las que hacen posible la smart home, smart cities, eHealth…).

Esta arquitectura es perfecta desde el punto de vista conceptual, porque describe completamente la lógica de la tecnología: los datos recabados por los dispositivos físicos se transmiten hacia otros dispositivos, servidores o elementos de la red y se procesan en las aplicaciones finales para un uso concreto. Sin embargo, a la hora de desarrollar aplicaciones reales, se necesita un mayor nivel de detalles, es decir, arquitecturas con más capas, o conceptos diferentes.

La arquitectura de cinco capas

Esta arquitectura dispone de dos capas que funcionan igual, que son la capa de Percepción y la de Aplicación, así que veremos las tres restantes:

• La capa de Transporte se encarga de todo lo necesario para transmitir información de la capa inferior (percepción) a la superior (procesamiento). Esto significa que resuelve la comunicación entre dispositivos a nivel de red (ya sea red 3G/4G, WiFi, Bluetooth,…).
• Resuelto el «transporte» de datos entre dispositivos, independientemente de la red de comunicaciones utilizada, la capa de Procesamiento recoge esos datos y, como parece obvio, los procesa. En esta capa se situarían todos los servicios de procesamiento de datos como bases de datos, cloud computing o big data, así que podemos decir que es una de las capas principales de la arquitectura.
• La últimas capa es la capa de Negocio (Business Layer). En ella se resuelven todos los «problemas» de más alto nivel de abstracción, como los modelos de negocio, la privacidad de lso datos de usuario, y se gestionan las aplicaciones y en general todo el modelo IoT.

Existen otras arquitecturas diferentes, más complejas de entender, que quedan fuera del alcance de este artículo. Conociendo los fundamentos, como las arquitecturas de 3 y 5 capas explicadas, podemos hacernos una idea sobre cómo funciona, «por debajo» el Internet de las Cosas.