BLE, BT y BT Mesh: cómo funcionan Bluetooth y Zigbee

Los protocolos inalámbricos Zigbee y Bluetooth se usan ampliamente para la comunicación en aplicaciones de Internet de las Cosas (IoT), y hay algunas diferencias importantes entre ellos, que veremos en este artículo.

Cada protocolo tiene sus puntos fuertes, que orientan la solución que conviene elegir.

En ciertas situaciones, un protocolo será más adecuado que el otro, aunque, a veces, la solución correcta es implementarlos juntos para aprovechar las ventajas de ambos.

Para entender mejor estas opciones de protocolos IoT, vamos a analizar las ventajas y las limitaciones del Zigbee y, a continuación, las tres versiones del Bluetooth: Classic, BLE y BT Mesh.

Este análisis te ayudará a elegir el protocolo ideal para tu aplicación IoT, ya sea una ciudad inteligente, el IoT industrial o la domótica.

¿Qué significan BLE y BT?

BT es la abreviatura de Bluetooth, y BLE es el Bluetooth Low Energy, la versión del Bluetooth hecha para gastar poca energía. Los dos forman parte del mismo estándar, pero son radios diferentes: el Bluetooth Classic es el del audio, en audífonos, altavoces y autos, y el BLE está en sensores, cerraduras y en la configuración de muchos aparatos de domótica.

Según el Bluetooth SIG, el Classic, también llamado BR/EDR, se usa principalmente para transmitir audio, y el LE fue diseñado para operar con muy poca energía. Cuando las dos siglas aparecen juntas en la ficha de un producto, como en "BT/BLE", este tiene los dos modos.

¿Qué significa Wi-Fi + BLE?

Es un aparato con dos radios: el Wi-Fi lo conecta al router y a internet, y el BLE sirve, en general, para la configuración desde el celular, que le pasa al aparato, por Bluetooth, el nombre y la contraseña de la red Wi-Fi. El fabricante de chips Espressif, por ejemplo, llama a este recurso BluFi, y muchos aparatos del estándar Matter también se configuran por el BLE del celular.

Tecnología Zigbee

El Zigbee es un estándar global y abierto, que funciona en red Mesh (en malla). Totalmente inalámbrico, ofrece bajo consumo de energía y banda estrecha, para un mejor alcance.

El protocolo es mantenido y desarrollado por la Connectivity Standards Alliance (CSA), el consorcio de empresas que se llamaba Zigbee Alliance y adoptó el nombre actual en mayo de 2021.

El Zigbee permite transmitir datos a distancias mayores gracias a la topología Mesh, que pasa la información por los "nodos" intermedios: estos se comunican con los "nodos" más alejados del gateway y funcionan como repetidores de señal.

En otras palabras, los mensajes "saltan" a través de nodos intermedios en camino a su destino.

La banda de frecuencia de 2,4 GHz del Zigbee puede usarse en todo el mundo y está ampliamente difundida. Según la CSA, ya hay más de mil millones de dispositivos Zigbee instalados en el mundo.

Ventajas del protocolo Zigbee

Con el Zigbee, es posible crear redes de tamaño pequeño, mediano y grande, mayores que el alcance de cualquier radio punto a punto, gracias a la topología Mesh.

La malla Zigbee se configura y se reconfigura automáticamente, incluso si algunos "nodos" se apagan o se retiran (proceso de autorreparación).

La documentación del Zigbee está ampliamente disponible y cubre diversas aplicaciones.

Las tablas de rutas, la resolución de direcciones y la seguridad en la comunicación están incorporadas al protocolo, lo que ahorra tiempo de ingeniería y reduce el plazo de lanzamiento de los productos.

El Zigbee acepta varias topologías de red, como punto a punto, punto a multipunto, estrella y Mesh, y permite más de 65.000 "nodos" por red.

Limitaciones del protocolo Zigbee

Como en la mayoría de las redes Mesh, los "nodos" que repiten los mensajes necesitan estar conectados a la energía. Los dispositivos que hibernan para extender la vida de la batería, como sensores y cerraduras, participan en la red, pero no repiten la señal.

El Zigbee no usa direccionamiento IP; por lo tanto, se necesita un gateway, que hace de interfaz entre la red Mesh, la red IP y los servidores en la nube.

Como la mayoría de los teléfonos, tablets y computadoras no tiene el chip Zigbee, los gateways son necesarios para comunicarse con ellos.

Aunque la idea es que todos los productos, de distintos fabricantes, se comuniquen entre sí, en la práctica, como existen diferentes versiones del Zigbee y también clases de comandos propietarias, el gateway necesita tener los dispositivos configurados en la aplicación para ser compatible.

Parte de estas limitaciones es el objetivo del Zigbee 4.0, anunciado por la CSA en noviembre de 2025 y compatible con el Zigbee 3.0. Refuerza la seguridad y trae el Zigbee Direct, que usa el Bluetooth Low Energy del celular para configurar y controlar los dispositivos sin pasar por el hub. En la misma ocasión, la CSA lanzó la marca Suzi, para el Zigbee en las bandas por debajo de 1 GHz (800 MHz en Europa y 900 MHz en América del Norte), que tienen más alcance.

Uso del Zigbee

La automatización residencial fue la cuna del Zigbee, pero los usos comercial e industrial son igual de importantes, incluidas aplicaciones en eficiencia energética, sistemas médicos, automatización de fábricas y alumbrado público.

La iluminación urbana es un excelente ejemplo de una tendencia creciente en redes Mesh, para la cual el Zigbee es adecuado, ya que permite gestionar una gran cantidad de dispositivos.

El agronegocio también aprovecha la tecnología Mesh. Un ejemplo es la gestión de los dispositivos de riego.

Tecnología Bluetooth

El Bluetooth es un protocolo de red inalámbrica diseñado para la comunicación a cortas distancias. Fue creado para reemplazar el cableado entre computadoras, smartphones, audífonos, teclados y mouses.

Al igual que el Wi-Fi y el Zigbee, opera en la banda de frecuencia de 2,4 GHz, que es libre de licencia y está ampliamente difundida en todo el mundo.

El estándar Bluetooth es desarrollado y administrado por el Bluetooth Special Interest Group (SIG), que coordina la compatibilidad entre los fabricantes.

La marca Bluetooth reúne protocolos diferentes. Aunque hay interoperabilidad entre ellos, es más fácil estudiarlos por separado.

Según el Bluetooth SIG, la fabricación de aparatos con Bluetooth superaría los 5.300 millones de unidades en 2025.

Bluetooth Classic

El Bluetooth Classic fue diseñado para transmitir datos con un ancho de banda de 2,1 Mbps, a distancias cortas, en aplicaciones en las que la duración de la batería no es un problema.

Es una excelente solución para dispositivos de audio, que necesitan ancho de banda y están conectados a la red eléctrica todo el tiempo o pueden recargarse fácilmente.

Los chips Bluetooth Classic están en audífonos, teclados, mouses, impresoras y miles de periféricos que se conectan a una computadora, al sistema multimedia del auto o a un smartphone.

El Bluetooth Classic usa una arquitectura en la que un dispositivo principal (el maestro) se comunica con hasta siete dispositivos activos al mismo tiempo, formando una pequeña red local, llamada piconet.

Ventajas del Bluetooth Classic

La alta tasa de transferencia del Bluetooth Classic es su punto fuerte. Es el protocolo ideal para streaming de audio, además de que es fácil emparejarlo y empezar a recibir y transmitir datos.

El Classic es un protocolo maduro, la documentación está ampliamente disponible y el chip está presente en prácticamente todos los smartphones y computadoras actuales.

Limitaciones del Bluetooth Classic

Su ancho de banda también significa que consume bastante energía. El protocolo fue diseñado para dispositivos que se recargan fácilmente, lo que lo hace inadecuado para muchas aplicaciones de IoT.

Las redes son pequeñas, ya que el protocolo fue diseñado para reemplazar cables cortos, y no para redes que conectan cientos de dispositivos.

Bluetooth Low Energy (BLE)

El Bluetooth Low Energy, como su nombre lo indica, resuelve el problema del Bluetooth Classic al permitir un bajo consumo de energía.

Por otro lado, no ofrece un gran ancho de banda, por lo que se usa en situaciones que no exigen un alto flujo de datos, como en la domótica.

Los dispositivos BLE están en sensores, cerraduras inteligentes y miles de otros aparatos que funcionan con batería.

El BLE implementa una arquitectura cliente-servidor que permite al hardware usar solo los recursos necesarios, ahorrando batería y ancho de banda.

Las redes BLE pueden, en teoría, contener un gran número de dispositivos, aunque el ancho de banda y el alcance limitan el tamaño de una sola red.

Ventajas del BLE

La principal ventaja es que no consume mucha energía. Los dispositivos pueden funcionar durante largos períodos con esas pilas tipo moneda, lo que hace del Bluetooth LE la opción ideal cuando se trata de eficiencia energética.

El protocolo trae otras ventajas, como un hardware más simple, que permite un chip de menor costo.

El modelo cliente-servidor hace que las comunicaciones sean fáciles de implementar, lo que reduce el tiempo de ingeniería y desarrollo.

El protocolo es ampliamente aceptado e implementado en miles de millones de dispositivos en todo el mundo.

Limitaciones del BLE

El BLE es un protocolo punto a punto. Por lo tanto, los "nodos" no pueden comunicarse más allá de su alcance individual.

Esto limita el tamaño físico de las redes al alcance de cada aparato. El Bluetooth SIG recuerda que ese alcance varía mucho, de menos de un metro a más de un kilómetro, según el radio y la antena; dentro de casa, las paredes, los vidrios y los metales acortan bastante la distancia. Funciona bien en oficinas y residencias pequeñas, pero no es adecuado para aplicaciones mayores.

El direccionamiento IP no está implementado; por lo tanto, se necesita un gateway para la comunicación con los servidores en la nube.

Algunas aplicaciones con el protocolo BLE están diseñadas para usar el smartphone como gateway, pero eso solo funciona cuando el smartphone está encendido, cerca y conectado a Internet.

El BLE tiene un ancho de banda mucho menor que el Bluetooth Classic y no sirve para transmitir video. Durante muchos años, tampoco transmitía audio. Eso cambió con LE Audio, cuyas especificaciones el Bluetooth SIG concluyó en 2022: lleva el audio al BLE, con el códec LC3, de alta calidad y bajo consumo, y con Auracast, que transmite el mismo audio a varios audífonos o altavoces al mismo tiempo.

Bluetooth Mesh

El Bluetooth Mesh (BT Mesh, también llamado BLE Mesh, porque funciona sobre el BLE) fue lanzado por el Bluetooth SIG en julio de 2017. Extiende el BLE punto a punto para crear redes Mesh, en las que los "nodos" pueden actuar como repetidores de señal.

El BT Mesh se parece al Zigbee en función y arquitectura, pero con algunas diferencias.

Una red BT Mesh puede, en teoría, tener más de 32 mil "nodos"; sin embargo, como en otros protocolos, las limitaciones de ancho de banda y de espacio físico mantienen las redes mucho más pequeñas que eso.

Ventajas del Bluetooth Mesh

Las redes en malla no quedan limitadas al alcance individual de los "nodos". En cambio, cada "nodo" puede reenviar y enrutar mensajes hacia otros destinos, formando redes más grandes.

Como el Bluetooth Mesh se basa en el BLE, hereda las ventajas del protocolo, como el bajo consumo de energía, la seguridad y la documentación amplia.

Las redes BT Mesh se forman y se recuperan solas, de forma similar al Zigbee, y el desempeño es excepcional.

Limitaciones del Bluetooth Mesh

El Bluetooth Mesh sigue evolucionando. La versión 1.1, de 2023, trajo el reenvío dirigido (directed forwarding): solo los "nodos" que están en el camino hasta el destino retransmiten el mensaje, lo que reduce el tráfico y facilita redes más grandes.

En la domótica, sin embargo, está en menos gateways y dispositivos que el Zigbee, así que verifica la compatibilidad entre los equipos antes de elegir.

Cualquier dispositivo que haga el enrutamiento debe alimentarse de la red eléctrica, porque, al igual que los "nodos" Zigbee, los "nodos" que cumplen la función de repetidor de señal no pueden dormir.

No usan direccionamiento IP; por lo tanto, las interacciones con Internet y los servidores en la nube deben pasar por el gateway.

Uso del BT Mesh

El Bluetooth Mesh fue diseñado inicialmente pensando en el mercado de la iluminación. Como los "nodos" enrutadores necesitan alimentación continua, la iluminación es una excelente aplicación, ya que la mayoría de los dispositivos permanece conectada a la red eléctrica todo el tiempo.

Zigbee o BLE: ¿cuál es la diferencia?

Los dos gastan poca energía y usan la banda de 2,4 GHz, pero la red es diferente: el Zigbee forma una malla entre los aparatos y necesita un gateway para llegar al celular y a internet, y el BLE conecta cada aparato directamente al celular o a un gateway, punto a punto. En la casa con muchos interruptores y sensores, la malla del Zigbee lleva ventaja; para un aparato aislado, como una cerradura usada cerca del celular, el BLE lo resuelve sin hub.

El BLE solo forma una malla con el Bluetooth Mesh, que, como vimos, funciona de forma parecida al Zigbee, pero está en menos gateways y dispositivos de domótica.

Conclusión

El Zigbee sigue siendo más popular y difundido que el BT Mesh en los dispositivos y gateways de domótica, y ganó impulso con el Zigbee 4.0. El Bluetooth, por su parte, asumió un papel importante en la casa: es por el BLE del celular que se configuran muchos dispositivos, incluidos los del estándar Matter y, ahora, los del Zigbee Direct.

La novedad de los últimos años es Thread, que usa el mismo tipo de radio que el Zigbee (IEEE 802.15.4), pero habla IPv6, y es, junto con el Wi-Fi, una de las redes de Matter. En la casa, la elección entre Zigbee, Bluetooth, Thread o Wi-Fi depende del número de dispositivos, de las distancias y de la central que va a comunicarse con todos ellos.