En la quinta entrega de esta serie de artículos sobre KNX IoT, Bruno Johnson y Wouter van der Beek explican la función del router KNX IoT.
La transformación digital ha sido uno de los principales temas estratégicos en las agendas de las reuniones de los consejos de administración de las empresas durante los últimos años. La oportunidad de desarrollar servicios digitales a partir de aplicaciones basadas en la nube requiere conexiones de red basadas en el protocolo de Internet (IPv6) con dispositivos periféricos que se convierten en la interfaz con el cliente. Empresas de todo tipo y tamaño del sector de la automatización de edificios comerciales han solicitado soluciones inalámbricas de IoT para hacer esto realidad, y la Asociación KNX ha respondido con el lanzamiento de la API KNX IoT Point (KNX IoT).
¿Qué hace el router KNX IoT?
La primera cuestión es que en un sistema KNX intervienen diferentes protocolos de transporte, a saber: KNX TP (par trenzado), KNXnet/IP (IPv4), KNX RF (radiofrecuencia) y KNX IoT (IPv6). El router KNX IoT establece la conexión entre KNX IoT y los demás protocolos de transporte KNX.
La segunda cuestión es que, aunque el subsistema KNX IoT es semánticamente equivalente a los sistemas KNX existentes, es necesario convertir la comunicación en tiempo de ejecución. Esto incluye la gestión de KNX Secure y los mecanismos de seguridad de KNX IoT. El enrutador KNX IoT resuelve ambas cuestiones, conectándose a la red troncal IPv4 existente y gestionando los mecanismos en tiempo de ejecución para lograr una interoperabilidad perfecta.
Red troncal IPv4
Una red troncal es la parte de una red que permite la conexión entre áreas que contienen subredes de dispositivos. La red troncal en ETS es la red troncal IPv4. Mediante la red troncal IPv4, los instaladores pueden combinar productos de cientos de fabricantes diferentes con compatibilidad garantizada. Por lo tanto, para ser compatibles con las instalaciones existentes, los dispositivos KNX IoT disponen de sus propias subredes y se conectan a la red troncal IPv4. El router KNX IoT es el dispositivo que conecta la subred KNX IoT con otros medios de transporte KNX del sistema, como KNX TP. En la siguiente ilustración se muestra un ejemplo del uso de IPv4 como red troncal:
Si una instalación KNX incluye KNX IoT, la red troncal IPv4 también puede utilizarse para transportar los mensajes IPv6 de KNX IoT. Esto es posible porque una red puede transportar IPv4 e IPv6 simultáneamente.
Router KNX IoT
Los routers KNX son componentes del sistema que convierten los mensajes KNX entre los distintos medios de transmisión KNX. El router KNX IoT realiza esta conversión entre KNXnet/IP y KNX IoT. La ventaja de este enfoque es que utiliza las especificaciones KNX existentes y los dispositivos ya disponibles en el lado de KNXnet/IP. Por lo tanto, el enrutador KNX IoT solo tiene que especificar adicionalmente cómo realizar la conversión entre KNXnet/IP y KNX IoT. Aunque el enrutador KNX IoT es un dispositivo, su función principal es convertir los mensajes entrantes de KNXnet/IP a KNX IoT y los mensajes entrantes de KNX IoT a KNXnet/IP. Esto se ilustra en la siguiente figura:
Sin información adicional, no es posible convertir los datos procedentes del lado KNXnet/IP, ya que este solo recibe bits conocidos, sin contexto. Esto se soluciona proporcionando más información desde el Management Client (MaC) al enrutador KNX IoT. Existe una nueva tabla que contiene la siguiente información (por entrada):
- Dirección de grupo (en forma de lista).
- Tipo de datos: el número principal tal y como se define en «Tipos de puntos de datos», por ejemplo, especificando booleano, entero, flotante, etc.
- Seguridad para el mensaje de grupo en KNX Secure (por ejemplo, el lado KNXnet/IP).
- Indicación de si se aplica la autenticación.
- Indicación de si se aplica la confidencialidad.
La información adicional para escuchar la comunicación IPv4 se gestiona mediante un nuevo bloque funcional net/IP. El bloque funcional net/IP contiene los ajustes para:
- Qué dirección de multidifusión debe utilizarse.
- La clave de la red troncal IPv4.
- Tiempo de vida (TTL), es decir, por cuántas rutas puede pasar un mensaje de multidifusión hasta que se descarte.
- La tolerancia a la latencia de enrutamiento IPv4.
- La fracción de latencia de sincronización IPv4. Esta información significa que un cliente dispone de toda la información necesaria para enviar y recibir mensajes net/IP en modo S.
La seguridad y el envío por parte de KNX IoT se gestionan a través de las tablas existentes de KNX IoT, de la siguiente manera:
- La tabla «Auth/at» para registrar las claves de grupo.
- La tabla «Recipient», por ejemplo, qué información utilizar para la comunicación saliente hacia el lado de KNX IoT.
- La tabla «Publisher», que indica, por ejemplo, qué información se debe utilizar para escuchar la comunicación entrante de KNX IoT.
- La tabla «Group Object», que indica qué grupos se utilizan para el envío y la recepción.
Resumen
Al utilizar un router KNX IoT, KNX IoT es totalmente interoperable con la infraestructura KNX existente. De hecho, un router KNX IoT puede funcionar con routers de red/IP existentes, ya que especifica los parámetros de configuración adicionales a través de KNX IoT. Esto significa que una instalación heterogénea puede funcionar simultáneamente en la misma red (informática), ya sea por cable (Ethernet/PoE) o inalámbrica (Thread / Wi-Fi / celular), así como en los medios de transporte KNX existentes. También significa que las herramientas KNX, como ETS 6, pueden configurar toda la infraestructura KNX para que sea interoperable, independientemente del medio de transporte.
Bruno Johnson y Wouter van der Beek son, respectivamente, director general y director de operaciones de Cascoda Limited. Cascoda es una empresa de comunicaciones que fabrica radios y módulos semiconductores seguros para el IoT, y lidera el desarrollo de estándares de comunicaciones seguras para el IoT destinados a edificios inteligentes y ciudades inteligentes. Sus productos resuelven los problemas de alcance, fiabilidad, seguridad, consumo energético y escalabilidad del IoT industrial y comercial mediante innovaciones patentadas y los estándares más recientes y seguros, todo ello integrado en módulos de IoT económicos y de consumo ultrabajo.
