¿SIG Mesh o un protocolo propio? Formas de conectar dispositivos Bluetooth a una pasarela

En el artículo anterior conseguimos tener la mitad Matter funcionando con solo un PC y un teléfono. Ahora toca la otra mitad de la pasarela: ¿qué protocolo deben hablar la pasarela y los dispositivos Bluetooth?

Nuestros dispositivos usaban originalmente un protocolo de advertising Bluetooth definido por nosotros, controlado desde nuestra propia app. Llevaba mucho tiempo funcionando sin problemas. Por eso, al principio del proyecto, alguien del equipo preguntó: ¿de verdad necesitamos SIG Mesh?

Esa pregunta merece su propio artículo, porque «prescindir de SIG Mesh» puede significar dos cosas muy distintas, con consecuencias muy distintas.

Primero: ¿qué significa «prescindir»?

Opción uno: no usar el protocolo SIG Mesh. Los dispositivos conservan su protocolo de advertising propietario y la pasarela lo habla también.

Opción dos: usar el protocolo SIG Mesh pero saltarse la certificación de Bluetooth SIG. Se sigue el estándar a nivel técnico, pero sin registrarse ni pagar a la SIG.

La primera es una decisión técnica; la segunda, una cuestión de cumplimiento normativo. Muchos debates no llegan a ninguna parte porque mezclan ambas. Veamos primero la parte técnica y dejemos la certificación para después.

Cuatro formas de conectar dispositivos a una pasarela

Enfoque	Cobertura	Número de dispositivos	Interoperabilidad	Seguridad	Esfuerzo
Advertising propietario	Solo alrededor de la pasarela, sin retransmisión	Sin límite estricto	Solo tus propios productos	Todo a tu cargo	Pequeño
Conexiones BLE directas (cada dispositivo se conecta a la pasarela)	Solo alrededor de la pasarela	Limitado por las conexiones simultáneas, normalmente una docena	Aceptable	Cifrado estándar	Medio
Mesh propietario propio	Posible retransmisión	Depende de la implementación	Solo tus propios productos	Todo a tu cargo	Muy grande
SIG Mesh	Retransmisión, cobertura de toda la casa	Cientos de nodos sin problema	Funciona entre fabricantes	Cifrado estándar y protección contra repetición	Medio, casi todo en el SDK del chip

El advertising propietario es lo más sencillo: para encender una luz, la pasarela emite un comando y el dispositivo actúa. Pero no hay retransmisión. Si la pasarela está en el salón, puede que la luz del dormitorio nunca lo oiga. El emparejamiento, el cifrado y la protección contra repetición los tienes que diseñar y mantener tú.

Las conexiones BLE directas funcionan como un móvil con unos auriculares Bluetooth. El cifrado es estándar, pero una pasarela solo puede mantener un número limitado de conexiones a la vez, muy lejos de las decenas de interruptores y luces de una casa típica.

Un mesh propietario propio es reinventar SIG Mesh. Controlar las tormentas de retransmisión, deduplicar mensajes, rotar claves, proteger los números de secuencia frente a repeticiones: cada punto es una trampa. Muchos fabricantes construyeron su propio mesh en los primeros tiempos; la mayoría ha acabado migrando a SIG Mesh.

SIG Mesh es el estándar de Bluetooth SIG. Los dispositivos se retransmiten entre sí y cubren toda la casa, el modelo de seguridad ya viene resuelto y, sobre todo, define un conjunto estándar de modelos de dispositivo.

Donde SIG Mesh realmente compensa: los modelos estándar

SIG Mesh especifica cómo se describen y se controlan dispositivos habituales como interruptores y luces:

Modelo SIG Mesh	Dispositivo	Equivalente en Matter
Generic OnOff	Interruptores, enchufes	On/Off Light
Light Lightness	Luces regulables	Dimmable Light
Light CTL	Luces de blanco ajustable	Color Temperature Light
Light HSL	Luces de color	Extended Color Light

Esta tabla es importantísima para una pasarela. Matter tiene tipos de dispositivo que se corresponden casi uno a uno, así que la traducción es muy directa. Con un protocolo propietario tendrías que definir tú ese mapeo y revisarlo con cada nuevo tipo de dispositivo.

Los modelos estándar aportan dos ventajas más:

La pasarela y los dispositivos pueden usar chips de distintos fabricantes. Nuestra pasarela usa un módulo de Silicon Labs y nuestros dispositivos, chips de Telink. Mientras ambos sigan los modelos estándar, funcionan juntos, y ningún fabricante de chips nos ata.
Es más fácil sumarse a otros ecosistemas. El Bluetooth Mesh de Xiaomi, por ejemplo, se basa en SIG Mesh y sus plantillas de luces e interruptores usan estos mismos modelos. Una futura versión para Xiaomi podría reutilizar la mayor parte del código de aplicación, cambiando sobre todo la capa de emparejamiento y autenticación.

Lo que cuesta SIG Mesh

SIG Mesh no es gratis; lo que pasa es que otro ya ha pagado la mayor parte del coste.

El protocolo es complejo. El emparejamiento usa intercambio de claves ECDH, los mensajes se cifran tanto en la capa de red como en la de transporte, y hay segmentación, números de secuencia y el IV Index. Todo eso vive en el SDK del fabricante del chip y ya ha pasado las pruebas de la SIG. En el lado del dispositivo, usa el SDK; no escribas el tuyo.

El tamaño de la red tiene límites. SIG Mesh reenvía los mensajes por inundación con retransmisores, de modo que cuantos más nodos hay en una zona, más saturado se vuelve el aire. Como regla general, una red rinde mejor con unos pocos cientos de nodos o menos. La iluminación comercial con miles de puntos debe dividirse por plantas o zonas en varias redes y pasarelas.

La pasarela solo puede almacenar un número limitado de nodos. Es fácil pasarlo por alto:

El firmware oficial de pasarela de Telink almacena por defecto hasta 200 nodos, o 110 con el aprovisionamiento remoto activado. Un interruptor de cuatro teclas cuenta como un nodo, no como cuatro.
Si construyes una pasarela sobre la pila Zephyr de Nordic, la configuración por defecto permite solo 8 nodos, con una lista de protección contra repetición de apenas 10 entradas. Si no lo cambias, los mensajes del undécimo dispositivo empezarán a fallar.

Doscientos nodos son de sobra para una casa, pero conviene comprobar estas cifras durante el diseño.

Un dispositivo pertenece a una sola red. La misma luz no puede estar gestionada a la vez por nuestra pasarela y por un hub de Xiaomi. Dar soporte a ambos ecosistemas implica dos versiones del producto, emparejadas por separado.

¿Se puede omitir la certificación de la SIG?

Volvamos al segundo sentido de la pregunta original: usar SIG Mesh sin certificación de Bluetooth SIG.

Técnicamente no hay diferencia. Los dispositivos funcionan con normalidad e interoperan con otros dispositivos SIG Mesh. Los riesgos están en otra parte:

Riesgo	Detalles
Licencia de patentes	La licencia de patentes de la SIG solo cubre productos certificados
Canales de venta	Amazon y otras plataformas, grandes minoristas y distribuidores extranjeros suelen pedir un ID de certificación Bluetooth
Acciones de la SIG	La SIG notifica a los productos no certificados y exige certificarlos o retirarlos
Marca	No puedes usar el nombre ni el logotipo «Bluetooth» en el embalaje ni en el marketing

Un malentendido habitual: volver a un protocolo propietario no evita la certificación de la SIG. Cualquier producto que use Bluetooth necesita certificación para venderse, sea Mesh o no. Sin Mesh, simplemente te ahorras las pruebas específicas de Mesh.

La buena noticia es que certificar no implica necesariamente repetir las pruebas. Si usas una pila ya certificada por el fabricante del chip, sin modificar sus partes certificadas, puedes referenciar su certificación y solo presentar una declaración y pagar la tasa. Si el diseño Bluetooth de los interruptores, las luces y los interruptores inalámbricos es idéntico, pueden compartir un mismo diseño y una única tasa.

Ten en cuenta además que las certificaciones de radio como SRRC, CE y FCC son requisitos legales y van aparte de la certificación de la SIG. Sin ellas, el producto no puede venderse legalmente. Un artículo posterior tratará los costes y el orden de las certificaciones.

En la pasarela, ¿dónde vive el Mesh?

En los dispositivos, usar el SDK del chip no se discute. En la pasarela, la pila Mesh puede vivir en uno de tres lugares:

Enfoque	Cómo funciona	Pros y contras
Implementar Mesh en el programa de la pasarela	Usar el Bluetooth de la propia placa Linux para enviar y recibir los anuncios Mesh	Un chip menos, pero miles de líneas de pila de protocolo por escribir y tus propias pruebas de certificación
Módulo Bluetooth como coprocesador	La pila Mesh se ejecuta en el módulo; el programa principal envía comandos por UART	Pila probada y posibilidad de referenciar la certificación del fabricante; un módulo extra
Módulo como simple controlador Bluetooth	El módulo ejecuta HCI estándar; Mesh se ejecuta en Linux (por ejemplo, BlueZ)	Firmware de módulo estándar, pero sin posibilidad de desarrollo en Windows

Elegimos la segunda: un módulo Bluetooth como coprocesador. La parte más difícil de Mesh, y la más sensible a la certificación, queda en manos del fabricante del chip, y nosotros solo nos ocupamos de los comandos serie y de la traducción a Matter. Qué módulo de qué fabricante es el mejor coprocesador es el tema del próximo artículo.

Para terminar

Entonces, ¿se puede prescindir de SIG Mesh?

No usar el protocolo SIG Mesh: es posible, pero pierdes la retransmisión, la seguridad estándar y la interoperabilidad entre fabricantes, y aun así necesitas la certificación Bluetooth.
Usar SIG Mesh sin certificar: la funcionalidad no se ve afectada, pero la exportación, los marketplaces en línea y los grandes canales de venta minorista quedan prácticamente vetados.

Para nosotros, el mayor valor de SIG Mesh no es la palabra «estándar». Es un conjunto de modelos de dispositivo que se corresponde casi uno a uno con Matter. Eso mantiene sencilla la capa de traducción de la pasarela y nos deja libres para elegir los chips.

Si tus dispositivos aún usan un protocolo propietario y te planteas pasar a SIG Mesh, o ya estás construyendo una pasarela Bluetooth Mesh, me encantará hablar contigo: linktr.ee/weiyii