El documento analiza el crecimiento y la relevancia de las comunicaciones máquina a máquina (MTC) en la industria inalámbrica, destacando su evolución desde aplicaciones rudimentarias hasta su potencial impacto en el manejo de grandes volúmenes de datos. Se describen los avances tecnológicos y las arquitecturas necesarias para soportar MTC, así como los retos actuales que enfrenta la industria para optimizar estas redes. Además, se reflexiona sobre la importancia de los ecosistemas OTT en la adopción masiva de MTC y su capacidad para transformar la interacción entre humanos y máquinas.

1. MTC: Cuando las máquinas hablan (Otra moda que define la
industria) - also available in English
Posted by Jorge Guzman Olaya on Jul 1, 2013 11:01:19 AM
Machine Type Communications (MTC)
Recientemente la industria inalámbrica ha mostrado un creciente interés en comunicaciones
M2M (Machine to Machine) ligadas a tecnologías como Smart Grid, Redes de sensores
inalámbricos y aplicaciones enfocadas a maximizar el control de recursos y el seguimiento de
inventarios de bienes. Pero exactamente ¿qué beneficios aporta M2M a la industria? ¿Cómo se
ha comportado el mercado? E igualmente importante ¿por qué tanta emoción? Mi primer
contacto con la tecnología me llevó a pensar que no sería relevante y no veía un impacto
importante para el usuario, pero esta opinión cambió a medida que me fui informando mejor. En
esta entrada comparto mis conclusiones sobre la tecnología; de cómo empezó, y porqué pienso
que podría ganar relevancia y mis conclusiones sobre la justificada emoción de la industria.
Orígenes y conceptos relacionados
La comunicación entre máquinas, objetos, etc. Es más vieja que los conceptos modernos de
redes inalámbricas; de hecho la adopción masiva de la computación y la evolución de las redes
ocasionó que el concepto de la Internet de las cosas emergiera. En sus inicios el concepto se
centraba en proveer a objetos con identificación única y capacidades de comunicación por
radiofrecuencia para que algunas aplicaciones como rastreo y control de inventario fueran
posibles de realizar sin la intervención humana, de esta forma soluciones comerciales
de RFID se han conocido desde entonces. En la actualidad el concepto es algo diferente, y se
enfoca en permitir que las máquinas produzcan cantidades masivas de información, la cual en
la actualidad es producida por humanos.
En el ambiente inalámbrico, la primera incursión en M2M, fue impulsada por grupos de
investigación pertenecientes a fabricantes de dispositivos, quienes propusieron el concepto de
módulos de comunicación con toda la circuitería necesaria para obtener servicio de las redes
celulares sin contar con una interfaz para humanos, estos módulos además podían ser
incluidos en casi cualquier dispositivo pensable, éste último obteniendo las capacidades de
comunicación del módulo. Entonces las primeras aplicaciones aparecieron a mitad de los 90
para la industria automotriz y puntos de venta, satisfaciendo necesidades de rastreo y
monitorización. Se concluye entonces que se ha contado con soluciones M2M por algún
tiempo, pero debe considerarse que bajo ninguna circunstancia estas aplicaciones iniciales se
convirtieron en fuentes de dinero significativas para los MNO (Mobile Network Operators) ni
tampoco causaron gran impacto en el mercado, entonces, ¿qué ha cambiado últimamente?
Peleando para volverse relevante
La mayor diferencia entre entonces y ahora, es por supuesto el desempeño de las redes
inalámbricas, cuando aparecieron las primeras aplicaciones M2M o MTC, las redes celulares
apenas empezaban a optimizar sus arquitecturas de segunda generación para el tráfico de

2. datos (i.e. EDGE para 2G GSM), por otro lado no existían herramientas para el desarrollo
flexible de aplicaciones, solo hasta 2005 se empezaron a añadir funcionalidades de Java en los
módulos y la fabricación de los mismos se especializó para diferentes ambientes, todo lo
anterior y otros avances en términos tecnológicos permitieron que a finales de la primera
década del 2000 el primer MNO hiciera públicos sus intereses para desarrollar y apoyar la
tecnología.
Pero nuevamente MTC, mantuvo un perfil bajo, algo seguía faltando, y ese “algo” pasó a
principios de 2008, cuando explotó el primer ambiente virtual construido alrededor del concepto
de un teléfono inteligente; ahora contábamos con tiendas virtuales para acceder a aplicaciones
que nos permitían convertir nuestro teléfono en una herramienta personalizada, el camino para
el protagonismo de MTC estaba listo.
Arquitectura funcional de la MTC
La industria y academia están construyendo estándares y descripciones técnicas para optimizar
las redes inalámbricas para MTC, para describir la arquitectura funcional de esta tecnología
podemos dividirla en tres dominios:
 Dominio de los dispositivos: que contiene todas las posibles máquinas, objetos y dispositivos
de usuario final que están destinadas a comunicarse.
 Dominio de la red de comunicaciones: es la columna vertebral que provee acceso al Dominio
de los dispositivos, provee control de suscripción, seguridad y comunicación hacia el Dominio
de aplicación.
 Dominio de aplicación: que contiene las tiendas virtuales, ambientes virtualizados y soluciones
de gestión para MTC.
Los dispositivos pueden comunicarse de distintas maneras; directamente entre ellos o D2D
(device to device), usando la ayuda de la red para establecer comunicación, y finalmente entre
el servidor de aplicación y el dispositivo. Además de ayudar en la comunicación, la red debe
proveer todo lo necesario para permitir la gestión de la suscripción al servicio de grupos
grandes de dispositivos, al mismo tiempo permitiendo mecanismos de control e interfaces de
usuario para interactuar con entidades funcionales como HLR, HSS y bases de datos que
permiten la realización del servicio, todo mientras se conservan los niveles de QoS para la
comunicación H2H (Human to Human).
Para poder tener un ambiente compatible entre comunicaciones H2H y D2D, la industria y
academia están esforzándose por definir y categorizar las soluciones de MTC usando aspectos
específicos de su comunicación con la red o con el servidor de aplicación, estas clasificaciones
reciben el nombre de funcionalidades de red, y hasta el momento se han definido
las siguientes: Baja movilidad, Controlada por tiempo, Tolerante a retardo, Solamente PS,
Transmisiones pequeñas de datos, Solamente MO, Monitorización de MTC, Alarma con
prioridad, Conexión segura, Iniciada por ubicación específica, Destino suministrado por red
para información de subida, Transmisión infrecuente, Funcionalidades MTC por grupo.
Una mirada rápida pero profunda a la red

3. Algunas entidades funcionales han sido propuestas para ser agregadas a la red y así permitir
un uso optimizado de los recursos evitando impactos en las comunicaciones regulares para
humanos. La primera entidad es conocida como MTCG (MTC Gateway) es opcional y
proporciona un acceso centralizado y control de potencia a dispositivos sin funcionalidades
adecuadas de MTC, está ubicada entre el Dominio de los dispositivos y el Dominio de la red. El
SCS (Service Capability Server) es un elemento de red intermedio entre la red y el Dominio de
aplicación, provee APIs (herramientas para que los programadores usen funcionalidades
específicas de la red en sus aplicaciones). La MTC-IWF (MTC Interworking Function) está
ubicada al interior del Dominio de red, su función es centralizar la comunicación de varios
dispositivos por funcionalidad de red hacia entidades de red claves que suministran,
autenticación, autorización, contabilidad y gestión de la suscripción.
Retos de la tecnología
A continuación, listo los obstáculos principales que la industria y academia intentan solucionar:
1. Aumento en la interferencia co-canal e intra-canal: la industria propone usar los esquemas
de mitigación de interferencia avanzados ya propuestos en Rel-11 para LTE-A y las mejoras
futuras para Rel-12.
2. Descubrimiento de nodos (Antes de que exista comunicación los nodos deben ser
encontrados): la industria propone esquemas de asistencia de red para agilizar el
descubrimiento entre nodos de forma transparente para el usuario.
3. Congestión de señalización tráfico: la industria propone diferentes controles de tráfico tanto
en la RAN como en el NAS de la red combinados con la agrupación de dispositivos por
funcionalidad de red y zonas geográficas de control donde una entidad funcional decide si
otorgar o no acceso a un grupo particular de dispositivos, adicionalmente un esquema
sofisticado de asignación de recursos de espectro enfocado en evitar la congestión de
señalización.
4. Roaming global para LTE no transparente: La industria trabaja para armonizar las bandas de
espectro para LTE en varios países.
Una mirada al futuro

4. En medio de tanto entusiasmo, emerge un potente concepto como solución para millones de
personas sin acceso a servicios básicos pero que poseen un celular, la idea es permitir a
instalaciones remotas en forma distribuida que provean servicios fundamentales usando el
balance de cuenta y MTC sin la necesidad de costosas instalaciones centralizadas del gobierno
o privadas. Otro campo son las BSN (Body sensor networks) éstas fueron concebidas como la
reunión de sensores distribuidos por el cuerpo y que obtienen información vital para luego
enviarla a un servidor de aplicación en Internet, MTC proveerá finalmente un marco de
referencia funcional que lo hará posible. Finalmente y como lo expuse en la introducción, las
máquinas producirán la información, de ser así, la cantidad producida podría fácilmente
sobrepasar la tasa actual, Big Data es el nombre usado por la industria de tecnologías de la
información para agrupar los algoritmos matemáticos, los espacios virtuales y en general todas
las soluciones que permitirán la obtención, organización, gestión e interfaz para la vasta
cantidad de información que MTC y otras tecnologías permitirán. Las aplicaciones y los
ecosistemas OTT (over the top: compañías grandes de Internet) también jugarán un papel
importante, a continuación comparto mi opinión sobre cómo serán importantes para MTC y la
industria inalámbrica.
El ambiente de las aplicaciones y su influencia en MTC
La industria inalámbrica identificó rápidamente la importancia de las aplicaciones y los
ecosistemas especializados para el desarrollo de la tecnología MTC, a finales de 2009 los MNO
(Mobile Network Operators) invitaron a desarrolladores de SW interesados en MTC a presentar
sus aplicaciones y soluciones, premiándolos con dinero y otros estímulos, esto ha evolucionado
hoy a una compleja oferta de plataformas de desarrollo especializadas patrocinadas por
diversos actores de la industria, dichas plataformas son capaces de soportar el desarrollo
desde la creación hasta el mantenimiento después del lanzamiento. Hablando específicamente
de las aplicaciones, éstas pueden ser clasificadas en dos grandes modelos; aquellas con un
modelo clásico cliente-servidor y aquellas con un modelo D2D (P2P). Dentro de estos dos
grupos cada aplicación suministra soluciones para cualquiera de los siguientes requerimientos
de comunicación:
 Aplicaciones elásticas (i.e. FTP, correo electrónico)
 Aplicaciones de tiempo real estricto (i.e. voz)
 Aplicaciones con adaptación al retardo (i.e. audio y video)
 Aplicaciones con velocidad adaptativa (i.e. difusión adaptativa)
En la actualidad, la industria continúa promoviendo concursos anuales para empresarios y
desarrolladores en búsqueda de soluciones innovadores. Varios de los primeros proveedores
de HW ahora tienen plataformas en línea incluyendo capacidades de computación en la nube y
herramientas de gestión que permiten a los desarrolladores no sólo construir la aplicación sino
gestionar la información producida por las máquinas que conforman la solución, de igual
manera también les permite controlar aspectos de la suscripción celular de los dispositivos, en
otras palabras, estas plataformas ya hacen interfaz con las redes celulares, como se propone
en los estándares. El Dominio de la aplicación de MTC tiene su propia arquitectura compuesta
de Application Enablement Platforms (AEP) que hacen interfaz con la red para gestionar la
información producida por las máquinas y permiten la integración a las redes celulares.

5. Application Development Platforms (ADP) que proveen herramientas al desarrollador para
construir aspectos de SW de la solución.
El círculo se cierra: MTC y la batalla entre MNO y OTT
MTC se fundamenta en la premisa que los dispositivos interactúan entre sí para producir
información sin la asistencia humana, pero la información debe estar al servicio del ser
humano, la única forma de hacerlo posible es por medio de interfaces de usuario y mecanismos
que permitan una consulta fácil, o en términos generales una interacción intuitiva, como los
hábitos de uso de la computación están migrando de estáticos a móviles, el proceso de
pensamiento inductivo nos lleva a concluir que los ecosistemas OTT (Sistemas operativos
móviles, tiendas de aplicación, etc.) constituyen el canal más efectivo para suministrar a los
humanos con las interfaces, los ambientes virtuales y el control sobre cantidades enormes de
información, ¿Cómo? Bueno, porque casi cualquier persona con un teléfono inteligente sabe
cómo funcionan las aplicaciones. En términos de gestión tendencias como BYOD y
herramientas como las tiendas virtuales permitirán a las compañías una fácil distribución y
control de las versiones de la interfaz así como de otros aspectos, al mismo tiempo permitiendo
atender algunos aspectos de seguridad. En conclusión, mi opinión es que los ecosistemas OTT
están ayudando a que MTC se vuelva relevante.
MTC nació desde la perspectiva de los MNO, y son éstos quienes promueven su adopción
masiva, y el hecho que los ecosistemas OTT estén ayudando a cumplir con este objetivo,
provén el ingrediente irónico a todos los artículos producidos por los medios en torno al tema.
MTC bajo ninguna circunstancia puede considerarse como un mercado excluyente, varios
actores provenientes de distintos campos ya están involucrados, y considero que es la
oportunidad para que los MNO prueben su capacidad para ser innovadores y flexibles en un
mercado siempre cambiante.
Comentarios finales
La existencia de soluciones comerciales para M2M es real, pero también es real el hecho que
estas soluciones estén desplegadas en redes celulares no optimizadas para estas soluciones, y
en el eventual escenario de una adopción masiva estas optimizaciones serán necesarias para
evitar perjudicar las comunicaciones entre humanos. La existencia temprana de estas
soluciones es fundamental para identificar necesidades reales del mercado, para construir un
relacionamiento con el cliente de la tecnología y para crear vínculos comerciales que
alimentarán finalmente el ecosistema. Las soluciones existentes como, terminales portátiles de
pago con tarjeta, la medición en transportes, Smart Grid, seguridad por seguimiento, entre
otras, se beneficiarán de un ambiente optimizado integrado con ambientes OTT y otras
tecnologías inalámbricas.
Mi opinión personal sobre los beneficios de MTC para la industria es:
 Pondrá a prueba las capacidades de los proveedores de servicio de la industria como
innovadores capaces de cambiar y adaptarse a un mercado de requerimientos dinámicos.
 Puede favorecer la creación de colaboraciones interesantes entre OTT y MNO.
 Los esquemas de QoS (Quality of Service) se fortalecerán y madurarán en todas las redes para
permitir la coexistencia de las comunicaciones M2M y H2H.

6.  Proveerá otro escenario de prueba que varias tecnologías inalámbricas puedan integrarse bajo
un propósito común. Los estándares proponen que la comunicación D2D directa se realice por
medio de bandas de espectro no licenciadas coordinadas desde la red por medio de bandas
licenciadas; este planteamiento abre la puerta para que otras tecnologías se integren.
Para más, sígame, @jomaguo
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