Tecnologías inalámbricas en sistemas de alarma: Evolución y seguridad en la protección de la propiedad

Las tecnologías inalámbricas en los sistemas de alarma están ganando popularidad debido a su integración con sistemas de domótica y servicios en la nube.  Como lo resaltamos en nuestro cubrimiento de la Feria ESS+ 2024, la creciente demanda de sistemas de seguridad, especialmente los inalámbricos, que ofrecen valor más allá de la simple detección, es un pilar clave en las estrategias comerciales de los fabricantes y distribuidores de esta tecnología.

Hoy en día, los sistemas de alarma no solo sirven para alertar sobre intrusiones. Aunque estos sistemas no previenen o evitan por sí mismos un robo, sí reducen significativamente el riesgo y el impacto de posibles incidentes. Además, los sistemas modernos pueden proporcionar un mayor valor a través de mejoras en el confort, la eficiencia energética, y otros beneficios, gracias en gran medida a la evolución de las tecnologías inalámbricas, las comunicaciones y el Internet de las cosas (IoT).

En esta nota abordaremos los siguientes temas:

• ¿Qué son los sistemas de alarma inalámbricos?
• Ventajas de los sistemas inalámbricos
• Retos de los sistemas inalámbricos
• Tecnologías más utilizadas en alarmas inalámbricas
• Aspectos importantes al implementar sistemas de alarma inalámbricos
• Tecnologías de fabricantes reconocidos en la región 
   

¿Qué son los sistemas de alarma inalámbricos?

Fuente: computerhoy.com

Las tecnologías inalámbricas en sistemas de alarma para intrusión se basan en la transmisión de señales entre dispositivos, como sensores, detectores, teclados, repetidores, transmisores y paneles de control, sin necesidad de cables. Este proceso se realiza mediante ondas de radio, lo que facilita una instalación más flexible y rápida. Cuando un sensor detecta una anomalía, como la apertura de una puerta o movimiento en un área protegida, envía una señal al panel de control. Este, a su vez, puede activar alarmas locales, enviar notificaciones a un centro de monitoreo o alertar al usuario final.

Uno de los principales beneficios de los sistemas inalámbricos es la eliminación del cableado entre los dispositivos de detección y el panel de control. Sin embargo, el panel de control requiere una fuente de energía eléctrica que suele provenir de un transformador, y también utiliza una batería de respaldo para asegurar su funcionamiento en caso de una interrupción del suministro eléctrico. Por su parte, los dispositivos de detección dependen de baterías para su operación.

Ventajas de los sistemas inalámbricos 

Fuente: TECNOSeguro

Dentro de las ventajas de los sistemas inalámbricos tenemos: 

Facilidad de Instalación

Sin duda, el mayor beneficio de estos sistemas es que son más fáciles y rápidos de instalar, ya que no requiere cableado ni la instalación de ducterías entre el panel de control y los dispositivos de sensores.

Diseño discreto

El factor de forma de los equipos sensores varía ampliamente según la marca y las condiciones estéticas, lo que permite elegir aquellos que mejor se adapten a cada necesidad. Además, al no requerir cableado, las instalaciones son más limpias y ordenadas.

Fácil manejo

Estos sistemas suelen ser muy intuitivos y, en general, pueden incluir asistentes de voz para facilitar su operación. Con los avances en comunicaciones, la integración con la nube y las aplicaciones móviles, el manejo y control de los sistemas se han vuelto muy sencillos para el usuario final.

Crecimiento

La adición de dispositivos a estos sistemas no requiere módulos de expansión, lo que simplifica aún más el proceso de instalación. Muchos fabricantes han implementado procesos de vinculación automática de dispositivos al panel de control, a menudo permitiendo la conexión mediante el escaneo de un código QR desde una aplicación móvil. Además, es posible ajustar los niveles de intensidad de señal según la distancia, aunque en muchos casos este ajuste se realiza automáticamente.

Supervisión de dispositivos

Como se describe más adelante, las tecnologías inalámbricas permiten la comunicación bidireccional en la mayoría de los casos, lo que facilita el monitoreo del estado de cada elemento vinculado al sistema. Esto representa una ventaja significativa frente a los sistemas cableados, donde la supervisión puede ser fácilmente comprometida a través del propio cableado.

Retos de los sistemas inalámbricos 

Fuente: TECNOSeguro

Aunque las ventajas mencionadas son bastante atractivas, los sistemas inalámbricos también presentan algunas desventajas, que son las siguientes:

Sabotajes con inhibidores de frecuencia

El uso de comunicación inalámbrica basada en frecuencias específicas puede ser vulnerable a la interferencia o inhibición mediante equipos especializados. Estos equipos emiten ondas de radio en las mismas frecuencias que los dispositivos de alarma, con suficiente potencia para interferir con las señales y desactivar la comunicación entre ellos.

Para mitigar este riesgo, los fabricantes desarrollan mejoras constantes en la comunicación entre dispositivos, utilizando técnicas como el cambio frecuente de frecuencias o el uso de múltiples saltos en los canales. Estas medidas se implementan de manera rápida y continua para asegurar una comunicación estable y permanente.

Mantenimiento / servicio por desgaste de baterías

Al depender de baterías, los dispositivos sensores o zonas suelen enviar una señal al sistema para informar sobre el estado de su batería. Cuando la energía disponible cae por debajo de un nivel crítico, el sistema emite una advertencia al usuario, dándole tiempo para reemplazar las baterías. Esta funcionalidad es práctica para sistemas con unas pocas zonas; sin embargo, en aplicaciones de gran escala, puede resultar impráctica e incluso costosa debido al personal técnico requerido para el mantenimiento, especialmente en sistemas instalados en alturas.

Alcance de la señal

Generalmente, los fabricantes especifican la distancia de transmisión entre el equipo receptor y el transmisor, destacando que esta distancia se refiere a una "línea de vista", es decir, sin obstáculos que puedan interferir con la señal. Sin embargo, esta información es teórica y no siempre se refleja en la práctica.

Las condiciones ambientales, los muros, las estructuras metálicas, y las fuentes de ruido electromagnético, entre otros factores, pueden reducir significativamente estas distancias, especialmente en interiores. Por esta razón, muchos fabricantes (aunque no todos) incorporan en sus sistemas la capacidad de medir la intensidad de la señal de cada dispositivo vinculado. En casos donde los dispositivos más distantes no alcanzan un nivel de recepción aceptable, se pueden utilizar módulos repetidores para ampliar la distancia de transmisión de la señal.

Tecnologías más usadas en alarmas inalambricas 

Fuente: 2gig.com

Las tecnologías inalámbricas en sistemas de alarma han evolucionado significativamente desde su aparición. Inicialmente, estos sistemas utilizaban señales analógicas, que eran más susceptibles a interferencias y presentaban limitaciones en alcance y seguridad. Con el tiempo, se han introducido tecnologías digitales y encriptación avanzada, lo que ha mejorado considerablemente la fiabilidad y seguridad de estos sistemas.

Entre las principales tecnologías utilizadas en los sistemas de alarmas inalámbricos, encontramos:

• Comunicación bidireccional entre el panel y los sensores mediante TDMA (Acceso Múltiple por División de Tiempo).
• Frecuencias seguras: 433 MHz y 915 MHz.
• Cifrado AES de 128 bits para asegurar la transmisión de datos.
• Potencia de transmisión adaptativa para optimizar el alcance y reducir el consumo de energía.
• Internet de las Cosas (IoT), que permite la integración con otros dispositivos y sistemas.
• Integración para automatización, facilitando la conexión con sistemas de domótica y otros servicios.

Comunicación de doble vía entre panel y sensores usando TDMA

La comunicación bidireccional entre el panel y los sensores, utilizando TDMA (Acceso Múltiple por División de Tiempo), una técnica que permite la transmisión eficiente de señales digitales. Esta técnica aprovecha un canal de alta capacidad en frecuencias específicas para transmitir datos desde múltiples fuentes, como los dispositivos sensores, mejorando así la eficiencia del medio de transmisión.

Las frecuencias más comunes en los sistemas de alarma inalámbricos son 433 MHz y 915 MHz. En términos de seguridad, muchos fabricantes han implementado cifrado AES de 128 bits para proteger la comunicación entre dispositivos. El estándar de encriptación avanzada (AES) cifra los datos para protegerlos contra accesos no autorizados. Dependiendo de la longitud de la clave utilizada, existen versiones como AES-128, AES-192 y AES-256.

Además del cifrado, algunos fabricantes incorporan tecnologías adicionales como la detección de interferencias intencionales mediante sistemas anti-jamming y la conmutación a frecuencias de respaldo (FHSS), agregando así una capa adicional de seguridad.

Fuente: TECNOSeguro

En esta imagen vemos un ejemplo de cómo, a grandes rasgos, opera TDMA en la comunicación entre el panel de alarma y los dispositivos sensores. En diferentes momentos, el panel de alarma establece comunicación con cada uno de los equipos inalámbricos que forman parte de las zonas del sistema. Primero, reconoce el dispositivo; luego, consulta su estado; y finalmente, verifica la comunicación o cierra la sesión. De este modo, si uno de los dispositivos presenta una novedad, como batería baja, el sistema lo identificará en el momento en que establece la sesión de comunicación con el dispositivo. Posteriormente, generará la notificación correspondiente, ya sea en la pantalla o mediante el envío de notificaciones a aplicaciones del sistema.

De este modo, los sistemas de alarma evitan la colisión de comunicaciones, que generalmente ocasiona que los dispositivos de alarma queden aislados del sistema, presentando una vulnerabilidad evidente.

Potencia de transmisión adaptativa

En el caso de la "potencia de transmisión adaptativa", no existe un protocolo estándar para esta función; cada fabricante implementa la transmisión de señal según su nivel de desarrollo. Uno de los objetivos principales es prolongar la vida útil de las baterías en los dispositivos sensores. Para ello, una premisa en estos desarrollos es el “mínimo óptimo”, es decir, transmitir la menor cantidad de información posible, pero de manera óptima para garantizar el mejor desempeño y seguridad de los equipos.

De manera similar a las redes de datos, es posible encontrar modelos de sistemas de alarma que utilizan el principio de la tecnología de malla (mesh). Esta tecnología permite que los dispositivos se comuniquen entre sí, creando rutas redundantes para la transmisión de datos, lo que amplía el alcance de la señal y mejora la cobertura del sistema.

IoT

Como hemos mencionado antes, los sistemas de alarma, especialmente los inalámbricos, ya forman parte del mundo del Internet de las Cosas (IoT). Esto se observa cada vez más con la incorporación de sistemas de alarma y domótica en servicios en la nube, que ofrecen plataformas para el monitoreo y la gestión de alarmas. Al mismo tiempo, los sistemas de alarma han evolucionado y ahora pueden integrarse en sistemas de automatización. En algunos casos, incluso sirven como base para desarrollar soluciones de automatización y control, especialmente para aplicaciones en el hogar.

Aspectos importantes a la hora de implementar sistemas de alarma inalámbricos

Fuente: acacioseguridad.com

Hay varios aspectos relacionados con la instalación en los sistemas inalámbricos a tener en cuenta: 

Cantidad de elementos que el sistema puede recibir

Es decir, el sistema no permitirá instalar más elementos de los que están especificados por el fabricante según la referencia o modelo del sistema. Por lo tanto, será importante conocer las especificaciones técnicas de los paneles de alarma y también verificar la compatibilidad con los dispositivos. En ocasiones, incluso dentro de la misma marca, no todos los equipos inalámbricos son compatibles entre sí.

Fuentes de interferencia

Es importante reconocer estas fuentes de interferencia y, de ser posible, evitar la instalación de dispositivos sensores cerca de ellas. Esto ayudará a prevenir un funcionamiento errático del dispositivo sensor.

Cubrimiento en interiores

Como lo anotamos, la arquitectura del sitio en interiores puede ser un factor determinante en el desempeño del sistema, especialmente en áreas grandes por cubrir. Realizar pruebas previas y verificar los niveles de intensidad de la señal puede ser de gran ayuda para asegurar un correcto funcionamiento del sistema.

Alimentación de energía

Es un punto importante que muchas veces no se tiene en cuenta, especialmente con sistemas de alarma integrados o "todo en uno". El panel de alarma requiere un cableado específico, y este punto eléctrico idealmente no debería depender de otros circuitos eléctricos por razones de seguridad. Además, la ubicación del controlador debe ser segura y debe haber varios dispositivos sensores instalados antes del panel de control. Esto asegura que, en caso de una posible intervención malintencionada, el sistema tenga un mínimo de puntos de alarma que puedan advertir antes de que se manipule el equipo de control.

Duración de batería del controlador y de dispositivos sensores

Un factor clave a considerar dentro de la prestación del servicio es el recambio de baterías cada cierto tiempo, así como la identificación del tipo de batería a emplear, ya que no todas son del mismo tipo.

Tecnologías de fabricantes reconocidos en la región

Dentro de los fabricantes más reconocidos en la región, que han desarrollado y avanzado significativamente en tecnologías, podemos mencionar a Johnson Controls con Power G, Resideo con su tecnología inalámbrica bidireccional SiX™, y, más recientemente, a Ajax Systems con su protocolo Jeweller. Un aspecto en común entre estas tecnologías, y que es común a la mayoría de los fabricantes de este tipo de soluciones, es que sus protocolos de transmisión son de tipo propietario. Esto significa que son compatibles únicamente con equipos de la misma marca.

Power G de Johnson Controls

PowerG es una tecnología avanzada de comunicación inalámbrica desarrollada por Johnson Controls, diseñada para ofrecer una combinación de alta seguridad, confiabilidad y rendimiento en sistemas de alarma y control de acceso. PowerG cuenta con un alcance de comunicación que puede superar los 2 km en línea de vista, lo que permite instalaciones sin necesidad de repetidores, incluso en grandes instalaciones.

Opera utilizando una combinación de tecnologías, como la modulación de espectro ensanchado por salto de frecuencia (FHSS), que cambia constantemente la frecuencia de transmisión para evitar interferencias y la detección por parte de intrusos. Esto asegura que las señales entre los dispositivos sean estables y difíciles de interceptar. Además, PowerG utiliza cifrado AES de 128 bits, lo que añade una capa adicional de seguridad al proteger la transmisión de datos contra intentos de hacking.

También incorpora comunicación bidireccional segura basada en TDMA (Time Division Multiple Access), que asigna intervalos de tiempo específicos para la transmisión de datos entre los dispositivos y el panel central. Esto no solo asegura una comunicación eficiente, sino que también evita colisiones de señales de radiofrecuencia, garantizando que no se pierda ningún mensaje de alarma o supervisión.

Tecnología inalámbrica bidireccional SiX™ de Resideo

La tecnología inalámbrica bidireccional SiX™ de Resideo, anteriormente conocida como parte de Honeywell Home, es una solución altamente desarrollada para sistemas de seguridad residencial y comercial. Esta tecnología permite una comunicación bidireccional entre los dispositivos y el panel de control, lo que significa que no solo envía información al panel, sino que también puede recibir comandos y actualizaciones desde él.

La tecnología SiX™ opera en la banda de frecuencia de 2.4 GHz y utiliza cifrado AES de 128 bits para asegurar la transmisión de datos, proporcionando una comunicación segura y confiable. Una de las características clave es la capacidad de realizar "Health Checks" de los dispositivos de forma remota. Esto permite a los usuarios y profesionales supervisar la fuerza de la señal, la configuración de los sensores, la temperatura y la vida útil de la batería en tiempo real, sin necesidad de visitas in situ.

Jeweller de Ajax Systems

La tecnología inalámbrica Jeweller de Ajax Systems está diseñada específicamente para la protección avanzada de propiedades residenciales y comerciales. Opera en la banda de frecuencia de 868 MHz y ofrece comunicación bidireccional entre los dispositivos del sistema de seguridad y el hub central, permitiendo una configuración remota y la transmisión instantánea de alarmas.

Jeweller tiene un alcance de hasta 2,000 metros en campo abierto, lo que asegura una cobertura amplia en instalaciones grandes. Además, emplea una regulación automática de la potencia de señal, lo que permite conservar la energía de los dispositivos y asegurar una transmisión estable.

Los datos transmitidos mediante Jeweller están cifrados con un algoritmo de cifrado de bloques de clave dinámica, lo que lo hace prácticamente invulnerable a intentos de hackeo. Además, el sistema es capaz de detectar interferencias y notificar tanto al usuario como a las empresas de respuesta ante alarmas sobre cualquier problema de comunicación.

Esta tecnología es compatible con una amplia gama de dispositivos de seguridad de Ajax, incluyendo detectores de movimiento, sensores de apertura de puertas y ventanas, detectores de rotura de cristales, y mucho más. También es compatible con cámaras de vigilancia de terceros, permitiendo una integración completa para la monitorización visual.