10 consideraciones antes de adquirir un router GSM industrial

A pesar de mi formación técnica inicial, mi vida profesional se ha desarrollado principalmente en la parte comercial y dirección de producto. Siempre en un ámbito industrial. Así que he participado en todo tipo de proyectos de cliente. Proyectos de gestión de peajes, vending, gestión de flotas, señalización digital, aire acondicionado, gestión energética, metering, …
La experiencia me ha enseñado que muchas veces una pequeña decisión incorrecta al principio, conlleva a largo plazo importantes consecuencias en el coste. O peor aún, un fallo total del proyecto o la empresa.
Después de años en el negocio del hardware me gustaría compartir contigo una pequeña guía sobre cosas a tener en cuenta antes de decidir sobre un router o gateway para un proyecto de IIoT. Es muy probable que no esté tocando todos los puntos o perspectiva pero espero que pueda servir como punto de partida y reflexión.

Robustez

• Eléctrica : Puede que sea una de las últimas cosas que pienses en revisar antes de tomar una decisión, pero en realidad es probablemente una de las más importantes. Algunos fabricantes argumentan que salvo que pienses instalar tu dispositivo en un lugar del tercer mundo, una seguridad eléctrica básica es suficiente. Pero quien sabe, tu puedes suministrar tu aplicación a un tercero que nunca se sabe donde va a acabar instalándola. Cumplir con unas mínimas características EMC puede ser crucial.
  Recaba información sobre regulación de alimentación, diseño electrónico, componentes y marcas usados, aislamiento de puertos, y otros. Considera la protección electrostática, protección de la entrada, transitorios, ... No solo es protección a tu equipo, sinó también proteger a los equipos conectados a este.

• Ambiental: La protección IP es una característica que suele tener un gran impacto en el precio final (en algunos casos es una opción o un añadido en forma de carcasa).
  Los dispositivos se conectan no solo a la corriente, sino también habitualmente a través de las ES, puertos, antenas, bandeja SIM, tarjeta de memoria, ... Todos esos elementos potencialmente exponen al equipo a contacto con el exterior. Si puedes garantizar que la instalación finalmente va a llevarse a cabo en un área limpia o un armario, puede que tengas buen resultado con IP20 o IP32. En la mayoría de casos IP54 es perfecto.
  Si vas a instalarlo en exterior probablemente es más eficiente y económico dotarlo de un armario externo específico.

  El rango de temperatura es a menudo un asunto relevante. Algunos fabricantes parecen tener en cuenta solo las condiciones climáticas de su zona y ven las condiciones climáticas extremas como algo de lugares lejanos como el Sahara o Siberia. Pero los dispositivos que vendas pueden acabar instalados en el Norte de Finlandia o Andalucía, por mencionar un pr de lugares que estando dentro de Europa, sufren condiciones climáticas muy distintas.

  Otro problema es que las temperaturas de trabajo a veces se definen en base a la lista de componentes, pero no se han hecho verdaderas pruebas ni en laboratorio ni en campo del equipo como solución integrada. No está de más solicitar un certificado de evaluación. Naturalmente usar componentes de rango amplio de temperatura o de rango militar tiene un impacto importante en el precio. Pero, cual sería tu coste si tienes que enviar a tus técnicos a cambiar o reparar un montón de equipos que has instalado en un territorio amplio o remoto?

• Mecánica: La bandeja de la SIM ha sido en el pasado origen de no pocos problemas en soluciones "industriales". Hablamos de un componente que cuesta centimos.
  
  Que teoricamente se toca una vez y nunca más. A la práctica esto no es así, y aunque lo fuera, las vibraciones y polvo afectan a los componentes mecánicos y conexiones de la SIM, y el alojamiento. Comprueba que marcas y componentes se han usado, haz pruebas básicas de desgaste por tu cuenta.
  
  Las nuevas iSIM y eSIM pueden ser buenas alternativas a considerar, si tu proyecto consta de un número razonable de unidades que lo justifique. Ten en cuenta que en este caso un eventual cambio de operador dependerá de como avance la adopción en eUICC. El resto de conectores merecen especial atención también. Fabricante, estandarización, instalación, procedimientos de desconexión, ... En algún caso un dispositivo económico puede por contra obligarte a adquirir herramientas caras para configurar o actualizar las conexiones.

Diseño industrial

• El tamaño importa: Habitualmente el tamaño no ha sido considerado un factor relevante puesto que estos dispositivos forman parte de instalaciones grandes. Pero actualmente, y cada vez más, el rango de utilización se está extendiendo a diferentes escenarios. Ten presente que el lugar donde planeas instalar un dispositivo hoy puede no ser el lugar dónde acabe en un futuro. Tiene el fabricante de tu elección diferentes opciones con funciones similares o compatibles? Puede que en distintos proyectos un dispositivo de la misma familia se adapte también.
  
  Relativo al tamaño debes considerar también las opciones de montaje. Algunos fabricantes solo ofrecen opciones de sobremesa, pero puede que tengan accesorios para montaje DIN o en pared. En algunos casos también, esos accesorios son opciones caras que debes contemplar como parte del coste no obvias.
  
  Finalmente, puede que tu dispositivo sea montable en pared o rail DIN pero, cómo se realiza el cableado? Es fácil a pesar de que el operario use guantes conectar los cables y antenas, sufrirán los conectores en una posición retorcida una vez montado, necesitarás herramientas especiales y caras para quitar un tornillo o simplemente apretarlo?

• Belleza: Puede que tu dispositivo forme parte de una solución donde este no sea visible. No obstante nuestra experiencia de compra personal se traslada también cada vez más a la profesional.

  Voy a nombrar los teléfonos que todos tenemos en mente pero no es cierto que la forma, colores, construcción y otros aspectos de un dispositivo tienen un efecto en como percibimos su calidad final?

  Que el dispositivo no vaya a ser visible no implica que tu cliente o director de área no pueda quedar impresionado cuando vea la solidez y calidad de la pieza de tecnología que planeas usar.

• Display: Llamar a esta sección display puede que suene a reclamo. Pero no es menos cierto que he tenido largas discusiones con colegas sobre la necesidad de ofrecer información relevante y clara al instalador de un dispositivo. Sí, es cierto que encarece el producto. Sí, también es verdad que podemos diagnosticar remotamente con una aplicación remota o en el móvil.

  Pero, no sería genial disponer de información relevante de un solo vistazo en un pequeño display OLED? Bueno, puede que este tipo de opciones se encuentren disponibles en gamas relamente altas de producto. Pero al menos comprueba que dispone de una mínima, rápida y bien etiquetada matriz de led en un lugar visible una vez lo tengas montado en su ubicación. High end routers from Cisco. Dislplay local data.

Conexiones

• Periféricos: Inicialmente un router GSM se había pensado como un dispositivo que proporciona conexión a internet a dispositivos remotos vía Wifi o ethernet. En la actualidad yo lo veo más como una combinación de enrutador-pasarela-dispositvo remoto inteligente.
  Entonces, sean pocos o muchos los routers actuales incluyen un número de puertos (RS232/485, CAN, I2C, USB, ...).

  Mas pronto que tarde vas a encontrarte con que tu instalación debe dar servicio a ese dispositivo antiguo instalado en una fabrica que no puede conectarse más que por un vulgar (pero eficiente) puerto serie. Además, la mayor parte de sensores específicos incluyen algún tipo de bus industrial básico. Así que ten en cuenta que opciones de conectividad local puede ofrecerte ese o similares miembros de la familia de routers que estás considerando.
  
  Actualmente además te encontrarás con dispositivos como cámaras u otros que aceptan PS-PoE (alimentación por puerto ethernet). U otros que, a la inversa, pueden alimentar tu router por el puerto ethernet. Ten en cuenta que un router que soporte estas opciones puede ahorrarte espacio e incluso presupuesto ya que podrás reducir el número de fuentes de alimentación necesarias. I2C, USB. Modbus, Standard SDK,

• Expansión: Un nivel más allá en las capacidades de conexión de periféricos son los buses de expansión. Puede sea interno; miniPCI, M.2 u otros. Esto te permitirá diseñar tus propios periféricos o conexiones locales con dispositivos de terceros. Algunos fabricantes ofrecen buses de expansión propios, tanto internos como externos, que permiten la conexión de accesorios o periféricos.

  Puede que sea una necesidad inevitable o que no puedas permitirte por presupuesto o cantidades desarrollar tu propia solución pero en la medida de lo posible creo que es mejor considerar una alternativa estándar que depender del fabricante de routers. Puede que su plan de desarrollo o mantenimiento de la línea de producto diste mucho de tus necesidades a largo término. M.2,MiniPCI, nothing proprietary if can be avoided.

• Número y características de ES: Sí el número de puertos y opciones de conexiones para periféricos es importante, más lo es el numero y tipo de entradas y salidas que dispongas. No, no es cierto que un router no necesite este tipo de opción. Siempre vas a encontrar un caso de uso donde una simple entrada o salida digital pueden ser necesarias. Vas a tener que recurrir a un caro dispositivo externo para activar una alarma o detectar el paso de una persona u objeto? Y para aplicaciones potencialmente más complejas considera disponer de entradas y salidas analógicas, entradas digitales protegidas, salidas de alta potencia. O incluso contadores digitales que pueden suponer un plus para tu aplicación.

Precio

• Mejor TCO: Bueno, debería considerar este el principal punto a tener en cuenta? Desde mi punto de vista creo que no. Siempre prefiero hablar de TCO (Total Cost of Operation or Ownership).

  Y el TCO necesita considerar, cuando menos, todos los puntos mencionados en este artículo más otros.

  Entre ellos, disponibilidad de stock y plazos de entrega, canal de distribución, política comercial del fabricante actual y futura.

  No te dejes deslumbrar por un precio aparentemente bajo en una página web o un fabricante remoto que nadie conoce ni sabe si va a existir dentro de 6 meses. Al menos yo no lo haría. Pero naturalmente existen en sentido contrario fabricantes de rancio abolengo con una magnífica web, que pueden también dar la sensación que ofrecen la máxima calidad y por eso tienen un precio mayor. Creo que puedes encontrar un compromiso entre ambos.

Redes

• WAN: Cuanto más avanzamos hacia la ubicuidad de los datos, más dificl parece disponer de una solución que trabaje en todo el mundo. Durante la época del 2G/3G parecía fácil decidir. El estándar europeo, válido habitualmente en Asia y África, o el sabor americano que funcionaba tanto en la del Norte como en la del Sur y Oceania.
  
  El 4G nos trajo no solo velocidades mayores y latencia menor, sino también una mucho mayor atomización del espectro radio. Diferentes regiones, pero también diferentes países usan diferentes frecuencias para 4G, bien por razones de disponibilidad de bandas o por razones comerciales inconfesables.
  
  Así que para conseguir una solución que funcione a nivel global probablemente vas a tener que rascarte el bolsillo. O, encontrar un fabricante que disponga de modelos para cada región, con funcionamiento básico similar, y que pueda garantizarte suministro de todos ellos. Ten presente en cualquier caso que compatibilidad no quiere decir eficiencia. Hay fabricantes que pueden anunciar un producto compatible con Europa pero que no soportan la banda 7 de LTE, sino solo la banda 20. No obstante la primera es la que está más ampliamente implantada en ciudades.
  
  Para hacer las cosas un poco más complicadas, dos nuevas sub-redes se están implantando asociadas a 4G; NB-IoT y LTE-M1. Ambas son aplicables a proyectos con bajas necesidades de ancho de banda y bajo consumo, pero con muchas diferencias entre ellas. Y en muchos países solo una de las dos está disponible.
  
  Es también en este sentido que debemos cerciorarnos que el módulo GSM que monta el dispositivo sea un modelo, no solo compatible con nuestra región, sino parte de una familia que este en evolución. Esto implica no solo que el fabricante disponga de capacidad tecnológica, sino una orientación industrial, un compromiso con el rango de productos y unos periodos de lanzamiento de actualizaciones razonablemente cortos. Al final los fabricantes de módulos para routers IoT pueden practicamente contarse con los dedos de una mano.
  
  Sin querer entrar en marcas, la sensación que tengo es que los productos orientales que siempre han sido vistos como de menor calidad (o acusados de precios bajos por no pagar royalties) han acabado por imponer su ley y proporcionando productos siempre de útlima generación a precios realmente bajos. Usually, the more bands the higher the certification costs.Don't look only at bands but complete frecuency spectrum in the band covered.

• Wifi: Básicamente, cuantas más opciones mejor. Hace no muchos años la conectividad Wifi en la industria estaba casi vetada. La gran facilidad de hackeo y la alta vulnerabilidad a interferencias que podía recibir o causar hacían de esta la solución menos deseada. Bien sea por comodidad, precio y también las mejoras que ha ido recibiendo el estándar, la situación ha cambiado en los últimos años.
  
  Así que puestos a elegir y siempre que esta sea necesaria habrá que considerar, disponibilidad de varias frecuencias, velocidad, niveles de seguridad, funciones como cliente o punto de acceso, número de usuarios concurrentes, cifrado, número de canales, anchura y separación de estos, compatibilidad Radius.

  Las opciones actuales son muchas y, puesto que es un estándar con uso comercial primordialmente, varían frecuentemente. Tampoco hay que dejarse aturdir por la gran cantidad de opciones disponibles. Tan solo escoger aquellas que pueden ser necesarias para nuestro proyecto actualmente o a 6 meses vista. Es muy probable que las nuevas versiones o revisiones de hardware del modelo elegido vayan implantando las nuevas mejoras disponibles. Consider either having Wifi or having Ethernet only.

• Ethernet: Es muy posible que la mayor y mejor implantación de Wifi haya convertido en muchos casos en menos importante la disponibilidad de ethernet. Un router razonablemente potente hace poco no podía tener menos de 4 puertos. En la actualidad puede que con 2, o hasta 1 sean suficiente. Lo mínimo que cabe esperar es que uno de esos puertos pueda ser configurado como LAN o WAN y, probablemente, que soporte velocidades 1000Mbps.
  A parte de lo anterior debemos exigir que cumpla los mínimos estándares indusriales IEEE en función de nuestras necesidades.
  

Aplicaciones

• El mejor módulo: Ya he comentado la necesidad de elegir un dispositivo que monte un buen módulo. Pero además, el firmware del mismo debería ser actualizable. En este caso no quiere decir que podamos implementar nuevas características. Cuando hemos elegido un router se supone que las actuales capacidades de red son suficientes. Lo que quiero decir es que nos guste o no, lo reconozcan o no, la complejidad y cambios que sufren las redes de los operadores hacen que muy frecuentemente aparezcan problemas de compatibilidad. O incluso errores de software que pueden convertir a un dispositivo en inservible en un entorno determinado.
  Por tanto deberíamos asegurarnos no solo de que el firmware del módulo es actualizable (preferentemente OTA) sino que además el fabricante del equipo dispone de una buena comunicación con este y ha sido capaz de implementar un buen sistema de acceso transparente al módulo para actualizar el firmware.
  Creeme, sé de que te hablo en este caso particular.

• Propietario, estándar o de código abierto: El software del router se compone básicamente de 4 partes fundamentales. Como ya he mencionado el firmware del módulo, el sistema operativo, la aplicación del fabricante y una zona de desarrollo reservada para el integrador.
  Igual de importante que el módulo y software de este, es el Sistema Operativo elejido por el fabricante para integrar este con el procesador y resto de partes del equipo. Existen muchas opciones pero entre ellas destacaría dos por ser (originalmente al menos) de código abierto; OpenWRT y DD WRT. De hecho ambas tienen un mismo origen. Salvo marcas que han desarrollado sus propios OS u otras que puedan usar sistemas operativos de ámbito comercial la mayoría de fabricantes de router IIoT utilizan una de ellas.
  Entonces las claves son; 1 cómo de abierto ha mantenido el fabricante el acceso al control sobre el sistema operativo y 2 (especialmente importante si la respuesta a la primera es poco) con que frecuencia y durante cuanto tiempo se plantea actualizar versiones de su aplicación. Esta segunda es especialmente relevante puesto que cada vez más se producen ataques a dispositivos IIoT que en un futuro pueden estar vinculados a objetivos importantes o incluso peligrosos. Open WRT, DD WRT, Mediatek OS, Router OS, Cisco OS.

• Aplicación de fábrica: Vinculada al anterior se encuentra la aplicación del propio fabricante. Esta incluye desde el interface de usuario para configuración básica, hasta aplicaciones de gestión más pensadas para las funciones industriales (Modbus, contadores, ES, …) o la zona de desarrollo para integradores.
  En cuanto a la primera cabe esperar un interface limpio y consistente, al menos en mi opinión. Contra más simple y secuencial sea la navegación por la página de configuración más fácil será que podamos preparar el dispositivo para entrega, corregir parámetros en campo o en una sesión remota. Mejor si tiene una serie de pestañas claramente diferenciadas que unos interminables menús de selección.
  Respecto a las aplicaciones industriales, estas deben ser consistentes. Es posible que no ofrezcan muchas opciones (veremos luego por qué) pero las que estén disponibles deben funcionar a prueba de bomba. He visto en muchas ocasiones implantaciones de, por ejemplo Modbus Master, que había que hacer una carrera de ingeniería para saber como configurarlas.
  Y finalmente mi parte preferida. Si el fabricante es capaz de proporcionar un entorno de programación sólido, amigable y extendido, es muy posible que convierta las dos primeras en obviables. No tengo experiencia como desarrollador de software pero a tenor de lo aprendido actualmente creo que la mejor opción es un entorno de desarrollo en Python. No solo por la gran cantidad de personal que programa en este lenguaje de script, sino por la gran cantidad de recursos reutilizables que existen en internet.
  Finalmente sobre este punto hay algo que nunca he entendido, y que en mi anterior posición intenté desarrollar, cuando se darán cuenta los fabricantes que implantar una tienda de aplicaciones ayudaría a desarrollar su producto? Cuando verán que integrar un acceso a un servicio de este tipo puede ser, no solo una puerta a la fidelización sino también una entrada a los ingresos recurrentes? How often is it upgraded.
  Integration of application framework consistent, reliable, even if it's closed one.
  Making it open or accessible through an SDK so customer can tweak it

• OTA: Finalmente, todo lo anterior de poco servirá si el fabricante no ha previsto un buen y robusto método de actualización remota. Si los fabricantes de módulos, con todo su potencial, cometen errores o están expensas de los cambios en las redes, es fácil imaginar que los fabricantes de dispositvos sufren este problema aún más.
  Por tanto sea OTA, fOTA o dOTA cabe esperar que el fabricante nos ofrezca una manera de actualizar el software remotamente. Si dispone además de una manera de hacerlo a traves de su propia plataforma, es gratís para actualizaciones básicas y puede hacerse por lotes, tiene mi voto a favor.

Compromiso

• Experiencia y futuro: He hablado sobre ello como parte de algún otro punto pero creo necesario remarcarlo. Los fabricantes pueden aparecer como setas, y algunos tienen gamas de producto realmente amplias (tanto que no sabes si son un supermercado) pero si estamos hablando de un componente crítico, que vamos a instalar como parte de instalaciones remotas, y esperamos que pueda sobrevivir años de actualizaciones de proyecto; no debemos buscar alguien que sepamos que está enfocado en este tipo de soluciones?

Servicios

• El diablo está en los detalles: Muchas marcas ofrecen servicios asociados a sus productos. En algunos casos es importante tener en cuenta esto. Pero hay también que asegurarse de que estos son opcionales y no obligatorios. O, por otra parte, que no limitan opciones del dispositivo que gracias a su sistema operativo o software, deberíamos poder hacer por nuestra cuenta si queremos.
  
  Veo que algunos fabricantes intentan añadir servicios, y lo aplaudo. Algunos tienden a implantar un modelo HaaS (hardware as a service), como los fabricantes de vehículos. Y puede ser también interesante contemlar este modelo. Pero las condiciones de servicio y precios deben estar claras, y debe haber siempre la opción de usarlo, configurarlo y mantenerlo por uno mismo, sin que estas sean obligatorias.

• Soporte: Una de las cosas que tiende a convertirse en un servicio es el soporte. Entendámonos, descubrir un error o problema de hardware y pedir que lo solucionen no es servicio. Responder a preguntas por la falta de documentación inteligible y detallada tampoco debería serlo.

  Desarrollar parches que corrijan un error de software no puede convertirse en una fuente de ingresos.

  En definitiva, analiza tan pronto como sea posible, cuan accesible es tu posible proveedor y como de dispuesto está a comprometerse con la corrección de errores y el soporte básico.

• Conectividad, provisionamiento: Algunos de los servicios que están ganando popularidad como modo de compensar los grandes costes de desarrollo de hardware. Entre ellos cabría mencionar la conectividad, almacenamiento de datos, diagnóstico remoto, provisionamiento y configuración, y otros.
  
  Creo que si el fabricante ha hecho un buen trabajo algunas de estas opciones pueden ser valora añadido. En general, donde sea posible, creo que deben ir complementadas por una buena API que permita el desarrollo paralelo. Es decir, que los servicios sean una opción, no que se conviertan en un mal necesario.

Seguridad

• A qué se conectan tus dispositivos? : Vivimos en un mundo de software. Parece que nada es posible ya sino está vinculado de una manera o de otra a una aplicación. Pero al mismo tiempo nuestros dispositivos siguen teniendo una conexión física a sistemas que en algunos casos pueden ser críticos, o hasta peligrosos si están fuera de control.
  Es por tanto razonable preguntarse si el fabricante y producto elegidos utilizan (donde sea posible) las últimas de encriptación. O yendo más allá, si han implantado blockchain como parte del proceso de confianza en la transmisión de datos.

Potencia

• Seguridad de red

• Redundancia

• Procesador

• Memoria