Calculadora de Coexistencia en Banda ISM
Estima la probabilidad de colisión e impacto en throughput cuando WiFi, Bluetooth, Zigbee o LoRa comparten la misma banda ISM.
Fórmula
Cómo Funciona
<p>La banda ISM de 2,4 GHz es compartida por WiFi (802.11b/g/n/ax), Bluetooth/BLE, Zigbee (802.15.4), Thread, Z-Wave (a 2,4 GHz) y hornos microondas. Cada protocolo utiliza diferentes planes de canales, modulación y ciclos de trabajo, lo que genera interferencias cuando sus transmisiones se superponen en tiempo y frecuencia</p>. <p>La probabilidad de colisión depende de tres factores: el <strong>ciclo</strong> de trabajo (la fracción de tiempo que transmite cada dispositivo), la <strong>superposición de canales</strong> (cuántos canales se comparten) y el <strong>efecto de captura</strong> (un receptor puede bloquear la señal más fuerte si la diferencia de potencia supera los ~3 dB, lo que reduce las colisiones efectivas).</p> <p>Estrategias prácticas de coexistencia: salto de <strong>frecuencia</strong> (BLE y Bluetooth Classic recorren 79 canales para evitar interferencias persistentes), <strong>salto de frecuencia adaptativo</strong> (la AFH en Bluetooth detecta los canales ocupados y los evita), <strong>coexistencia en el dominio temporal</strong> (el arbitraje de tráfico de paquetes y los chips PTA coordinan las ventanas de transmisión WiFi y BT) y <strong>migración por debajo de GHz</strong> (LoRa, Sigfox y 802.15.4g a 915/868 MHz evitan por completo la congestionada banda de 2,4 GHz).</p>
Ejemplo Resuelto
Puerta de enlace doméstica inteligente: coordinador Zigbee + punto de acceso WiFi, ambos a 2,4 GHz. Ciclo de servicio WiFi del 40% (transmisión de vídeo), 3 canales. Ciclo de trabajo de Zigbee del 2%, 16 canales. Fracción de canales compartidos = 2/ (3+16) = 10,5%. Colisión bruta = 0,40 × 0,02 × 0,105 = 0,084%, muy baja. Sin embargo, la potencia de WiFi TX es de 100 mW (20 dBm) frente a la de Zigbee de 1 mW (0 dBm) = 20 dB de compensación. El efecto de captura reduce prácticamente a cero las interferencias entre ZigBee y WiFi, pero el receptor Zigbee sigue considerando el WiFi como una elevación del nivel de ruido de +5 dB, lo que reduce el alcance efectivo en un 40%.
Errores Comunes
- ✗Pensando en «diferentes canales = sin interferencias»: los canales 802.11b/g de 22 MHz de ancho se superponen con los canales Zigbee de 2 MHz incluso cuando las frecuencias centrales difieren en 5 MHz
- ✗Ignorar el problema de estar cerca y lejos: un punto de acceso WiFi a 1 m de distancia puede desensibilizar un receptor Zigbee incluso cuando se transmite en un canal «diferente»
- ✗Sin tener en cuenta el bloqueo o la desensibilización del receptor: una señal fuerte fuera de banda puede aumentar el nivel de ruido de un receptor adyacente entre 10 y 20 dB
- ✗Suponiendo que el ciclo de trabajo sea constante, el tráfico WiFi es muy intenso; el ciclo de trabajo máximo durante la transmisión de vídeo puede alcanzar más del 80%
Preguntas Frecuentes
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