En los artículos anteriores hemos visto los problemas de depender de la nube y cómo los fabricantes intentan encerrarnos en sus ecosistemas.
Ahora vamos a bajar un nivel más en la pila tecnológica para hablar de la capa física y de transporte: cómo se comunican exactamente estos dispositivos por el aire.
Para diseñar una red domótica robusta, no podemos simplemente conectar cien aparatos al router de nuestra casa y esperar que todo funcione. Cada protocolo inalámbrico ha sido diseñado para resolver un problema de ingeniería distinto, con sus propios compromisos entre ancho de banda, consumo energético y alcance.
Vamos a analizar técnicamente los protocolos que nos vamos a encontrar al montar nuestro sistema con Home Assistant: WiFi, Bluetooth, Zigbee, y los recientes Thread y Matter 👇.
WiFi (IEEE 802.11): ancho de banda a costa de energía
El WiFi es el protocolo que todos conocemos y el más utilizado por los dispositivos comerciales baratos (como los módulos con ESP8266/ESP32 que vimos de Tuya o Sonoff).
A nivel de red, el WiFi utiliza una topología de estrella. Esto significa que cada enchufe, bombilla o relé debe conectarse directamente a un punto de acceso central (el router de nuestra casa o un repetidor).
El WiFi es excelente para transmitir grandes volúmenes de datos (como la señal de una cámara de vigilancia IP), porque tiene un gran ancho de banda y opera de forma nativa con la pila TCP/IP.
La pregunta sale sola: ¿por qué no usamos WiFi para todo? Porque para la domótica general presenta problemas de diseño severos:
- Consumo energético elevado: Mantener una conexión WiFi activa requiere más energía que Zigbee o Thread. Existen sensores WiFi a pilas, pero suelen recurrir a suspensiones prolongadas y no son la mejor opción para reportar con frecuencia.
- Carga sobre el punto de acceso: Añadir decenas de clientes aumenta el tráfico de gestión y puede superar la capacidad de un router doméstico modesto. El límite real depende mucho del hardware, la cobertura y la configuración de la red.
- Alcance limitado: Si el router está en el salón, un relé WiFi en el garaje probablemente perderá la conexión constantemente.
Bluetooth Low Energy (BLE)
El Bluetooth Low Energy es un protocolo de red de área personal (WPAN) que soluciona el problema del consumo de energía del WiFi.
En domótica, se utiliza principalmente para dispositivos que funcionan a pilas y que transmiten muy poca información, como sensores de temperatura (los famosos termómetros de Xiaomi), básculas o cerraduras inteligentes.
Aunque existe una versión de malla (Bluetooth Mesh), en el ecosistema maker y en Home Assistant, el BLE se suele usar mediante Bluetooth Proxies.
Utilizamos placas ESP32 repartidas por la casa que “escuchan” las balizas (beacons) BLE de los sensores y las reenvían a Home Assistant a través de WiFi.
Zigbee (IEEE 802.15.4): una red pensada para domótica
Ante la ineficiencia del WiFi para el Internet de las Cosas (IoT), la industria adoptó Zigbee. Actualmente, es el protocolo por excelencia si quieres montar una red local, rápida y fiable en Home Assistant.
Zigbee opera en la banda de los 2.4 GHz y está diseñado para transmitir paquetes pequeños con un consumo muy bajo. La autonomía real depende del dispositivo, la pila, el intervalo de reporte y la calidad de la red.
Un problema práctico: la banda de 2.4 GHz
Tanto WiFi como Zigbee comparten la banda de 2.4 GHz. Esto no significa que no puedan convivir, pero sí que, si llenamos la casa de dispositivos y además dejamos el router emitiendo en canales muy solapados, pueden molestarse entre sí.
No suele ser un problema grave en instalaciones pequeñas, pero en una red doméstica seria conviene pensar un poco la distribución de canales. Si no, luego vienen los clásicos “a veces responde”, “a veces se cae” y “vete a saber por qué hoy el sensor del pasillo está dormido”.
Topología de malla
La mayor ventaja arquitectónica de Zigbee es que no utiliza una topología de estrella, sino una red mallada.
En una red Zigbee, los dispositivos conectados a la corriente eléctrica (como bombillas o enchufes) actúan como nodos repetidores. Si un sensor en el jardín no llega al servidor principal, la señal saltará de la bombilla del salón, al enchufe del pasillo, y finalmente llegará a su destino. Cuantos más dispositivos Zigbee conectados a la red eléctrica tengas, más fuerte y extensa será tu red.
Hablaremos con más calma sobre cómo montar una red Zigbee, sus coordinadores (Dongles) y los tipos de dispositivos en una entrada específica del curso.
Thread: una malla basada en IP
Thread es un protocolo relativamente nuevo que viene a solucionar uno de los problemas históricos de Zigbee.
Aunque Zigbee es fantástico, no es un protocolo basado en IP. Es decir, un dispositivo Zigbee no tiene una dirección IP (como 192.168.1.50) y no habla el mismo “idioma” que la red de nuestra casa. Requiere un hardware traductor (el coordinador USB que conectaremos a Home Assistant).
Thread es básicamente una red mallada de muy bajo consumo, parecida a Zigbee, pero pensada para integrarse de forma nativa con IP
Técnicamente, utiliza el estándar 6LoWPAN (IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks). Mantiene todas las ventajas de Zigbee: es de muy bajo consumo, opera en 2.4 GHz y crea redes malladas. La diferencia es que, al usar IPv6 de forma nativa, los dispositivos Thread pueden integrarse en nuestra red local de forma mucho más natural.
Para conectar una red Thread a nuestra red WiFi/Ethernet se utiliza un Thread Border Router, como determinados HomePod, Google Nest Hub o un Home Assistant Connect ZBT-2 dedicado a Thread.
Matter: el lenguaje común, no una radio
Entramos ahora en una de las mayores confusiones del mercado actual. Muchas veces la gente se pregunta: “¿Qué es mejor, Zigbee o Matter?”. Es una pregunta trampa, porque Matter no es un protocolo de transporte de radio.
Si recordamos el modelo OSI de redes, el WiFi y Thread operan en las capas inferiores (Capa Física / Enlace / Transporte). Matter opera en la Capa de Aplicación.
Matter es un estándar de comunicación, un lenguaje común. Históricamente, una bombilla WiFi de Tuya hablaba un idioma, y una bombilla WiFi de Shelly hablaba otro.
Lo que hace Matter es definir un vocabulario universal. Matter funciona por encima de WiFi, de Ethernet o de Thread.
- Si conectas a la corriente una televisión (mucho ancho de banda), usará Matter over WiFi.
- Si pones un sensor de puerta a pilas (bajo consumo), usará Matter over Thread.
El objetivo de Matter es que puedas comprar cualquier dispositivo con su logotipo, escanear un código QR con tu móvil, y que funcione inmediatamente en HomeKit, Google Home, Alexa o Home Assistant, con control local como base del estándar.
Esto no significa que todos los fabricantes vayan a dejar de tener sus apps o servicios en la nube. Significa que, al menos para el control básico del dispositivo, no deberían obligarnos a pasar por su servidor para encender una luz. Que ya es bastante.
Matter ya está implementado en Home Assistant y su catálogo continúa creciendo. Aun así, Zigbee conserva un catálogo enorme y precios muy competitivos, por lo que sigue siendo una opción muy práctica para sensores y actuadores.
Cómo elegir protocolo sin volverse loco
La decisión práctica suele ser mucho más sencilla de lo que parece. Para cámaras, paneles con pantalla o dispositivos que mueven muchos datos, WiFi sigue siendo la opción natural. Para sensores a pilas, pulsadores, detectores de movimiento y contactos de puerta, Zigbee o Thread tienen mucho más sentido.
Para dispositivos antiguos, mandos de garaje o sensores baratos que ya emiten en sub-GHz, RF 433/868 MHz puede ser una forma muy barata de escuchar el mundo, siempre que aceptemos sus limitaciones. Y para interoperabilidad futura entre ecosistemas comerciales, Matter será cada vez más importante, aunque todavía conviene mirarlo con calma y no comprar solo por el logotipo.
Si dudas, una arquitectura bastante sana para una vivienda normal es: WiFi para equipos con enchufe y mucho ancho de banda, Zigbee para sensores y actuadores pequeños, y MQTT como pegamento entre sistemas.
