Cómo las máquinas inteligentes podrían hacerse cargo de la red GSM

En 1991, el entonces primer ministro finlandés, Harri Holkeri, hizo una llamada telefónica que pasaría a la historia, al menos en lo que respecta a los fanáticos de las trivias. Esta fue la primera llamada realizada utilizando el protocolo telefónico GSM que desde entonces ha dominado las redes de telecomunicaciones móviles en todo el mundo. En 2008, más de tres mil millones de personas estaban conectadas a esta red.

GSM es una tecnología denominada de segunda generación y, desde entonces, ha sido reemplazada por las redes 3G y 4G. Ahora, los responsables de las políticas de telecomunicaciones de todo el mundo están considerando desconectar la red GSM y encontrar otros usos para las frecuencias de radio que se le asignan. La ciudad china de Macao será la primera, ya que planea eliminar gradualmente sus redes GSM a partir de junio del próximo año.

Esa puede ser una decisión miope. Hoy, German Corrales Madueňo y algunos amigos de la Universidad de Aalborg en Dinamarca, dicen que el sistema GSM debería convertirse en una red dedicada para que las máquinas inteligentes se comuniquen entre sí. Han calculado la capacidad de dicha red y cómo podría convertirse en la columna vertebral de comunicaciones de una nueva generación de contadores inteligentes.

Nuestros hallazgos muestran que, con una reingeniería adecuada, las redes GSM pueden admitir dispositivos M2M (máquina a máquina) sorprendentemente masivos incluso en un solo canal de frecuencia, dicen Madueňo y compañía.

Uno de los principales desafíos para los ingenieros de redes es encontrar formas de aumentar las tasas a las que las personas pueden enviar y recibir datos. Las últimas redes 4G son capaces de descargar datos a velocidades de hasta un gigabit por segundo. Por el contrario, GSM gestiona menos de 300 kilobits por segundo. Es por eso que GSM se está volviendo cada vez más obsoleto para los usuarios de teléfonos inteligentes.

Sin embargo, el desafío para la comunicación de máquina a máquina es diferente. Aquí el objetivo no es aumentar la tasa de datos general sino distribuirla de manera eficiente a muchos terminales. Por lo tanto, la cobertura global de GSM lo convierte en un vehículo ideal para este tipo de comunicación.

Para averiguar si la red podría manejar una futura generación de medidores inteligentes, Madueňo y compañía calcularon los números que probablemente aparecerán en un entorno suburbano estándar junto con la frecuencia con la que es probable que envíen datos y la cantidad.

Asumen que dentro de un radio de 1000 metros de una estación base estándar, con aproximadamente tres medidores inteligentes por hogar, es probable que haya más de 20 000 dispositivos compitiendo para comunicarse a través de la red. Estos van desde medidores inteligentes de gas y electricidad que envían datos cada pocos minutos, hasta máquinas de tarjetas de crédito en tiendas locales e incluso sensores de tráfico y máquinas de alquiler de películas. Es poco probable que la mayoría envíe más de unos pocos cientos de bytes a la vez y, a menudo, con muy poca frecuencia.

Madueňo y compañía dicen que la red se puede hacer más eficiente asumiendo que muchos de los dispositivos tendrán requisitos muy similares que se pueden atender mucho con algunos cambios de ingeniería sencillos.

Estos cambios deberían hacer que la red sea más eficiente. Continúan calculando que una celda GSM operando en una sola frecuencia podría soportar hasta 70 mensajes por segundo. Esto se traduce en aproximadamente 13 000 medidores inteligentes que informan cada cinco minutos. Eso es un 133 por ciento más de lo que es posible con los estándares de red GSM actuales.

Esa es una idea interesante. Si se tuviera que iniciar una red global desde cero para adaptarse a los requisitos de comunicación de los medidores inteligentes, sería un desafío considerable. Por lo tanto, tiene sentido utilizar un recurso existente para este propósito.

Aunque los desafíos de ingeniería parecen sencillos, un obstáculo más difícil será lograr un acuerdo global para usar GSM de esta manera. Los bienes raíces de radiofrecuencia son un bien valioso, así que no se sorprenda si hay una feroz batalla por delante para aquellos que respaldan esta idea.

Ref: arxiv.org/abs/1410.6627 : Reingeniería GSM/GPRS Hacia una Red Dedicada para Medición Inteligente Masiva

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