Redes Mesh y modulación LoRa cifrada

Author: Javier Domínguez Gómez

Redes Mesh en LoRa: comunicación sin internet ni electricidad

Conferencia impartida por un profesor de la UCM, director de seguridad y radioaficionado (indicativo EA4HSH). Sin fecha concreta en la transcripción.

Idea principal

El ponente explica cómo funcionan las redes mesh sobre LoRa, una tecnología de comunicación de largo alcance y bajísimo consumo energético que opera sin internet ni infraestructura centralizada. El objetivo es tener un sistema de comunicación funcional ante escenarios de emergencia o colapso de las redes habituales. Sin licencia, con cifrado permitido y con hardware barato: básicamente lo que cualquier preparacionista (o simplemente alguien curioso) necesita saber.

Conceptos clave

• LoRa opera en frecuencias libres: 868 MHz en Europa, 433 MHz (alternativa Europa), 915 MHz en USA/Canada/Australia

• Sin licencia de radioaficionado para operar, al contrario que en HF o VHF/UHF convencional
• Cifrado permitido en estas bandas (AES256), lo que no es habitual en el mundo radio
• Dos protocolos principales: Meshtastic (desde 2019, proyecto USA, licencia GPL v3) y MeshCore (desde mediados 2025, proyecto británico, licencia MIT)
• Los nodos de cada protocolo NO son compatibles entre sí, pero sí comparten hardware
• Diferencia clave de enrutamiento:
  • Meshtastic usa inundación: el mensaje se propaga por todos los nodos y repetidores, lo que satura la red cuando hay muchos nodos
  • MeshCore solo repite a través de repetidores dedicados, mucho más eficiente
• Hardware recomendado: nodos Heltec (~42€ el pack de dos) y repetidores tipo T-Beam (~99$). Importante comprar la versión 868 MHz si estás en España
• Antenas mejoradas por 5€ duplican el alcance (de ~4 km a ~8 km)
• Hay herramientas online para simular cobertura teniendo en cuenta orografía del terreno, alturas y obstáculos, muy útil antes de instalar nodos

Desarrollo/contexto

El tema del enrutamiento es el punto más técnico de la charla y donde Meshtastic lleva más críticas. El sistema de inundación funciona bien en redes pequeñas, pero cuando la red crece los mensajes empiezan a perderse porque todos los nodos intentan repetir a la vez y se colapsa. MeshCore resuelve esto separando roles: los nodos normales solo envían y reciben, y los repetidores son los únicos que reenvían mensajes. Más limpio y más escalable.

En cuanto al despliegue práctico, el ponente insiste mucho en dos cosas: primero, nunca enchufar un nodo sin la antena puesta (puede quemarse el transceptor), y segundo, usar las herramientas de simulación antes de instalar nada en campo. La teoría de "2 km de radio por nodo" se rompe en cuanto hay un cerro en medio, así que estudiar el terreno en 3D antes de comprar material ahorra disgustos.

Términos técnicos

• LoRa: modulación de radio de largo alcance (Long Range), pensada para IoT y comunicaciones de bajo consumo
• Mesh / red mallada: topología de red donde cada nodo puede comunicarse con varios vecinos sin nodo central
• Repetidor / relay: nodo dedicado a reenviar mensajes, sin usuario final
• Flooding / inundación: técnica de enrutamiento donde el mensaje se reenvía a todos los vecinos posibles
• Duty cycle: tiempo máximo de emisión permitido por regulación en bandas libres
• ITU Región 2: zona geográfica que incluye América, con su propio plan de frecuencias (por eso el 915 MHz)
• AES256: algoritmo de cifrado simétrico de 256 bits, el que usan estos protocolos

Conclusiones

Me llevo que esto es una alternativa real y barata para comunicaciones de emergencia, no algo experimental o de nicho. El hardware ya existe, el software es libre, y hay comunidad activa. MeshCore tiene pinta de ser la apuesta más sólida a futuro por cómo gestiona el enrutamiento, aunque Meshtastic tiene mucha más red desplegada ahora mismo. Para empezar a trastear, un par de nodos Heltec 868 MHz y la app de MeshCore en el móvil es suficiente.

Para investigar más

• Regulación europea ETSI EN300-220 para bandas ISM (868 MHz especificamente)
• Comparativa técnica de algoritmos de enrutamiento en redes mesh LoRa
• Herramienta de simulación de cobertura que menciona el ponente (parece estar integrada en las webs de Meshtastic y MeshCore)
• Casos de uso reales en emergencias: hay redes desplegadas en USA con bastante escala