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Conectar un nuevo GPS a un barco antiguo a veces se parece a una pequeña investigación eléctrica. Entre los cables de una red NMEA 0183, la red troncal de un NMEA 2000, los protocolos propios de algunos fabricantes y la llegada de Signal K, la cuestión no se limita a la elección de un conector. Hay que entender cómo circulan los datos, cómo se conectan los dispositivos y en qué momento es necesario un pasarela.
NMEA 0183, una conexión sencilla pero que pronto se vuelve engorrosa
Para un navegante que conserve instrumentos antiguos, el protocolo NMEA 0183 sigue siendo importante conocerlo. Utilizado desde la década de 1980, transmite la información en forma de frases ASCII. La posición GPS, el rumbo u otros datos de navegación se transmiten así en forma de texto estructurado.
La velocidad de transmisión estándar alcanza los 4.800 baudios y puede llegar hasta los 38.400 baudios. Esta arquitectura es adecuada para volúmenes de información reducidos. Sin embargo, muestra sus limitaciones cuando aumenta el número de equipos o cuando los datos son más pesados.
El cableado es otro aspecto que hay que tener en cuenta. El protocolo NMEA 0183 se basa fundamentalmente en conexiones punto a punto: un dispositivo emite y otro recibe. Para distribuir o agrupar la información entre varios instrumentos, es necesario organizar las conexiones y, dependiendo de la instalación, añadir un multiplexor.
Es a la vez su punto fuerte y su punto débil. En una instalación reducida, el funcionamiento sigue siendo bastante claro y las frases transmitidas pueden examinarse directamente para detectar un fallo. Sin embargo, en un barco equipado con GPS, AIS, VHF con DSC, piloto automático y varias pantallas, el haz de señales puede llegar a parecer rápidamente un plato de espaguetis.
NMEA 2000 modifica tanto el cableado como la circulación de datos
NMEA 2000 no es solo una versión más rápida de NMEA 0183. Su arquitectura es diferente. El protocolo se basa en un bus CAN y funciona a 250 kbit/s. La información ya no se envía en forma de frases ASCII, sino en forma de mensajes binarios identificados por PGN (Parameter Group Numbers).
La instalación se articula en torno a una red troncal, a menudo denominada «backbone» en inglés. Los equipos se conectan a este bus a través de sus propias derivaciones. Las terminaciones de 120 ? cierran la red.
Esta organización simplifica la incorporación de varios instrumentos. Los sensores, las pantallas y otros equipos pueden compartir la misma infraestructura, en lugar de multiplicar las conexiones directas entre dispositivos.
La alimentación también se transmite a través de la red, dentro de un rango especificado de 9 a 16 V CC. Por lo tanto, el esquema eléctrico cobra una gran importancia. Una red troncal, con sus terminaciones y derivaciones, no se cablea como una sucesión de conexiones NMEA 0183.
Tanto en una instalación nueva como en una que cuente con numerosos dispositivos, esta arquitectura facilita las interconexiones. Sin embargo, una reforma requiere mayor atención. La instalación inicial de la red troncal supone un coste adicional y el diagnóstico ya no ofrece la lectura inmediata de las frases ASCII disponible con NMEA 0183.
Pasar de NMEA 0183 a NMEA 2000 requiere la conversión de los datos
La coexistencia de ambos estándares es probablemente la situación más interesante para el propietario de un barco de segunda mano. Sustituir toda la electrónica solo porque una nueva pantalla utiliza otro protocolo no tiene mucho sentido cuando los sensores antiguos siguen funcionando correctamente.
Pero no basta con conectar físicamente dos dispositivos. NMEA 0183 y NMEA 2000 no utilizan ni la misma arquitectura ni el mismo formato de mensajes. Por eso, una pasarela actúa como intérprete entre las redes.
Esta lógica también se aplica a los sistemas propietarios. NKE, por ejemplo, utiliza su red Topline para conectar sensores, pantallas y el piloto automático. Se trata de una conexión en serie semidúplex organizada en forma de bus. Una pantalla maestra se encarga de gestionar el resto de elementos de la red.
Los tramas Topline son binarias y transmiten, entre otros datos, información sobre el viento, la velocidad, la profundidad o el rumbo. Para enviar estos datos a otros equipos, NKE ofrece una Box N2K que permite la conversión entre Topline, NMEA 0183 y NMEA 2000.
Por lo tanto, la cuestión de la modernización ya no es tanto «¿qué dispositivo hay que sustituir?» como «¿qué datos hay que conservar y cómo hacer que circulen?». Identificar los protocolos disponibles a bordo antes de comprar una pantalla, un GPS o un piloto automático evita descubrir, tras el montaje, que falta una interfaz adicional en la cadena.
SeaTalk, Topline y CAN Bus complican las renovaciones electrónicas
Los estándares NMEA no son los únicos que se utilizan entre compartimentos. Varios fabricantes han desarrollado sus propias redes.
Raymarine utiliza SeaTalk en sus equipos más antiguos y SeaTalkng en las generaciones más recientes. SeaTalkng se basa en NMEA 2000, aunque conserva algunas características propias del fabricante.
Furuno también utiliza una red basada en CAN Bus para algunos radares y sondas, con mensajes específicos. Se necesita una interfaz específica cuando hay que convertir esta información a una red NMEA.
Estos sistemas propietarios no suponen necesariamente un problema cuando toda la instalación forma parte del mismo entorno técnico. La dificultad surge sobre todo a la hora de realizar una remodelación. A menudo, en un barco se va cambiando la electrónica por partes: un GPS este año, un AIS más adelante y, después, un piloto automático cuando el antiguo deja de funcionar.
Por lo tanto, antes de instalar un dispositivo, hay que fijarse en lo que hay detrás de su carcasa. Un display antiguo puede ser un simple receptor, pero también puede desempeñar una función importante en la organización de la red. En Topline, por ejemplo, uno de los displays actúa como maestro. Retirar un equipo sin comprender esta arquitectura puede, por tanto, tener consecuencias en otras partes de la instalación.
Signal K pone los datos del barco a disposición de las aplicaciones y de la red informática
Signal K aborda la circulación de datos marinos desde otra perspectiva. Este estándar abierto utiliza, entre otros, JSON, HTTP, WebSocket y MQTT. De este modo, acerca la instrumentación náutica a las arquitecturas informáticas empleadas por las aplicaciones web, los dispositivos móviles y los servicios conectados.
El principio consiste, entre otras cosas, en recopilar la información procedente de los equipos de a bordo y hacerla utilizable en este entorno. Las pasarelas permiten recibir datos procedentes de NMEA 0183 o NMEA 2000.
De este modo, una instalación puede conservar sus sensores e instrumentos náuticos al tiempo que añade una capa informática. El AIS y el GPS pueden, por ejemplo, enviar datos a una pasarela Signal K, mientras que los instrumentos conectados a NMEA 2000 permanecen conectados a su red. A continuación, el servidor Signal K intercambia la información con dispositivos conectados por Wi-Fi o con otros servicios de red.
Esta flexibilidad viene acompañada de una nueva limitación. A diferencia de un simple intercambio NMEA 0183, Signal K requiere una infraestructura informática, concretamente Wi-Fi o Ethernet, según la instalación. Por lo tanto, el navegante ya no solo tiene que ocuparse de los cables de datos y de la alimentación eléctrica, sino que también debe tener en cuenta la red informática a bordo.
Antes de renovar la red, hay que empezar por hacer un mapa de la red actual
NMEA 0183, NMEA 2000, Signal K y los protocolos propios se adaptan a diferentes arquitecturas. Por lo tanto, no existe un esquema único que se adapte a todas las embarcaciones.
El NMEA 0183 sigue siendo útil cuando hay que conservar equipos antiguos o realizar algunas conexiones sencillas. El NMEA 2000 facilita la conexión en red de un mayor número de sensores e instrumentos a través de una red troncal común. Signal K añade una pasarela hacia las aplicaciones, el Wi-Fi y los servicios informáticos. En cuanto a las redes propietarias, es necesario comprobar su compatibilidad antes de realizar cualquier modificación.
Por lo tanto, la primera tarea de una actualización electrónica consiste en elaborar el plano de a bordo: dispositivos presentes, protocolo utilizado por cada uno, alimentación, transmisores y receptores NMEA 0183, componentes de la red troncal NMEA 2000 y posibles pasarelas.
Este informe parece menos emocionante que desembalar una nueva pantalla multifunción. Pero a bordo, saber adónde van los datos antes de cortar los cables sigue siendo una forma bastante buena de mantener el rumbo.
