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Los problemas de señalización en los smartphones

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Autor: Ignacio Berberana y Francisco Javier Lorca

En el blog de noticias de Nokia Siemens Networks hay una entrada que nos ha resultado interesante. Se relata el caso de un operador europeo (no identificado) que decidió ofrecer terminales Blackberry sin un plan de datos asociado (básicamente dirigidos a usuarios que envían muchos mensajes cortos, para los que disponer de un teclado QWERTY puede resultar atractivo). El resultado inesperado del éxito de esta oferta fue un incremento desmesurado del tráfico de señalización que amenazaba incluso con colapsar la red. La raíz del problema está, al parecer, en el hecho de que los Blackberrys están programados para intentar establecer frecuentemente conexiones a la red de datos y actualizar así el correo. Estos intentos de establecimiento de conexión eran rechazados por la red, lo que generaba nuevos reintentos por parte del terminal, que volvían a ser rechazados, y así sucesivamente. Los problemas pudieron ser controlados con una serie de medidas tanto comerciales (ofrecer planes de datos de bajo coste a los usuarios de los terminales problemáticos) y técnicas (configurar los SGSNs para que ignoren la señalización de esos móviles). La solución definitiva, según NSN, es simple: nunca vender un Blackberry sin un plan de datos asociado.

En la misma página de NSN donde se referenciaba la noticia hay un documento muy interesante (disponible aquí) que explica los problemas de señalización que están ocasionando muchos smartphones.

La clave en muchos casos está en una funcionalidad estandarizada en 3GPP Release 8, llamada Fast Dormancy. Para explicar en qué consiste es necesario hacer un poco de historia desde los comienzos de las redes 3G. Al principio las redes se desplegaron pensando fundamentalmente en dispositivos de datos sobre portátiles (dongles), donde las limitaciones de batería no existen, y por ello en la práctica se implementaron únicamente tres estados RRC de los cinco previstos en el estándar: “Idle” (estado inactivo, en el que el terminal envía muy poca información a la red), “Cell_FACH” (para pequeños volúmenes de datos) y “Cell_DCH” (para elevados volúmenes de datos). El consumo de batería es máximo en Cell_DCH, algo menos en Cell_FACH y el mínimo posible en Idle. Cuando el terminal tiene que enviar/recibir un elevado volumen de información, pasa al estado Cell_DCH y, tras un período de inactividad, se le mueve al estado Cell_FACH, tras el cual pasado un tiempo vuelve de nuevo a Idle. En total para una transición completa de Idle -> Cell_DCH -> Cell_FACH -> Idle el tiempo transcurrido es de varios segundos (adicional al tiempo invertido en la comunicación), y el consumo de señalización en la red es bastante elevado (hasta 30 mensajes RRC). El consumo de batería asociado es alto también (debido a los estados Cell_DCH y Cell_FACH) pero esto no era un problema.

Con la llegada de los smartphones este esquema sí representaba un problema para la batería. Para reducirlo, el estándar contempla dos estados RRC adicionales llamados Cell_PCH y URA_PCH, en los cuales el consumo de batería es menor y también la señalización necesaria para los cambios de estado. Sin embargo estos estados han sido poco o nada implementados en la práctica (según NSN, sólo sus equipos de red los soportan desde el principio).

En su lugar, muchos fabricantes de smartphones hacen uso de una funcionalidad de Release 8 llamada Fast Dormancy, por la cual es el terminal el que acabada la comunicación decide desconectarse completamente de la red (pasar a Idle). Esto ahorra mucha batería, a costa de incrementar el consumo de señalización: cada vez que un smartphone se conecta a la red para pequeñas conexiones (actualizaciones de status en aplicaciones de presencia, mensajería, consultas a servidores de correo, etc.)  se requiere un proceso completo de conexión/desconexión.

Desde mediados de 2010 el iPhone hace uso de una versión modificada de Fast Dormancy, en la que la conexión es liberada sólo cuando se apaga la pantalla. Pero otros fabricantes emplean tal cual esta solución que puede crear graves problemas de congestión en Nodos B y RNCs. Hay incluso un documento de la GSMA llamado Fast Dormancy Best Practices, que da idea de la importancia de este tema.

En la actualidad se ha estandarizado en 3GPP Release 8 la llamada “Network Controlled Fast Dormancy”, por la cual el terminal debe emplear el esquema Cell_PCH/URA_PCH en las redes que lo soportan, y Fast Dormancy en las que no.

La moraleja de todo esto es doble: por un lado, hay muchos elementos que influyen en la congestión y prestaciones de una red móvil, siendo a veces el tráfico de datos el menos importante. Y por otro, quizás haría falta “concienciar” a los desarrolladores de terminales y aplicaciones sobre la diferencia existente entre la conectividad móvil y la fija. Acostumbrados a estar “siempre conectados”, muchas aplicaciones no son conscientes de la carga que pueden suponer en una red móvil.

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¿Qué podemos esperar en 2010?

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Como complemento a la entrada sobre lo más destacado de 2009, aquí tenemos parte de lo que los mismos expertos de Telefónica I+D han destacado para 2010:

Internet móvil, uno de los temas más destacados:

  • Despegue de los LBS (Location Based Services)
  • SO abiertos, especialmente en terminales móviles y sistemas empotrados: sobre todo LiMo, y con más dudas, Moblin
  • Quizá aún pronto para la comercialización de sistemas de micropagos en el móvil
  • Más realidad aumentada móvil y mucho  más 3D
  • Despliegues serios de HSPA+ con 64QAM, MIMO y Dual-carrier.
  • Será el año del despliegue de LTE con varias iniciativas en curso en todo el mundo

En tecnologías ópticas de comunicaciones habrá mucha actividad en torno a la conmutación óptica: DWDM, OBS. OFDM.

Los servicios de voz. Podría ser un año con un extraño protagonismo para la voz:

  • Las llamadas entre redes sociales ya están aquí y parece que sus usuarios hacen un uso sustitutivo cada vez mayor frente a alternativas convencionales
  • Potencial gran impacto de proveedores de servicios Internet entrando en las llamadas de voz convencionales.

Multimedia y entretenimiento:

  • Veremos HD en abierto (al menos en España)
  • ¿Modelo similares a Spotify en video? De momento hay un piloto de Voddler (http://www.voddler.com)
  • Explosión de los prosumers multimedia con contenido de mayor calidad
  • Será el momento de valorar el verdadero impacto de OnLive y de posibles iniciativas surgidas bajo este modelo.
  • Aparición de terminales móviles comerciales con capacidad de grabación de video HD. Esto tendría posibles consecuencias en el enlace ascendente
  • Será el momento de valorar el impacto de Netflix e iniciativas similares

Dispositivos y SO

  • Será el año decisivo de los libros electrónicos. Aparecerán nuevos dispositivos y será el momento de ver si se consolidan como una alternativa estable al papel. También será un año crítico para su modelo de tienda de contenidos
  • ¿Tendremos un PC táctil todo en uno? Windows 7 ha puesto las bases para ello. Algunos incorporarían ya la TDT y se comportarían casi como una TV táctil. Además hay que contar con un hipotético movimiento de Apple ¿iTablet?
  • Próximo movimiento de los fabricantes de consolas
    • Habrá un posible sustituto de la Wii (¿Zii?) Al tiempo que se agota la vida de la actual generación de consolas.
    • Veremos los resultados del proyecto Natal de Microsoft
    • Se consolidará el uso de los gestos como interface de usuario
  • WebTV, o Internet directamente en la TV
  • Inicio del despegue de los SO en red
  • Veremos una nueva generación de procesadores (Intel y AMD) y su implicación en los nuevos dispositivos
  • Despegue de los navegadores GPS conectados a Internet
  • Primeras consecuencia de la unificación del interface de carga de los móviles a microUSB
  • En 2010 acabará llegando el malware de manera masiva a los dispositivos móviles.

2010 Trends Map (según What’s Next)

Otros temas de interés en este año serían:

  • 2010 podría ser el año del despegue servicios financieros desde el móvil con NFC como posible enabler y catalizador. Podría verse la integración de la lógica de las tarjetas inteligentes en la SIM/UICC
  • Progresiva adopción de las tecnologías semántica y sobre todo en nichos como buscadores
  • Popularización del concepto de Cloud Computing y llegada al mundo de la empresa
  • Iniciativas de virtualización de funcionalidades de dispositivos de cliente a nodos de red: ¿será un regreso al concepto de terminales tontos y red inteligente?
  • Explosión de iniciativas M2M.
  • En cuanto a energía, veremos muchos movimientos, como la difusión de las iniciativas de gestión de consumo personal.
  • Saturación en la información social. Va a generar un ruido enorme que precisará de medios de filtrado
  • La privacidad como característica omnipresente en todas las soluciones que tengan que ver con contenidos de usuario en la red

Un año muy interesante por delante, y con muchas expectativas, que está siendo muy intenso en novedades desde su arranque.

Lo más destacado en 2009

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Acaba el año y es un buen momento para mirar hacia atrás y revisar qué ha sido lo más destacado en el mundo de las tecnologías de la información y las comunicaciones. Hemos pedido a una serie de expertos de Telefónica I+D que nos den su opinión, y este es un resumen de lo que han destacado:

Empecemos por las comunicaciones:

  • En 2009 hemos podido constatar el verdadero despegue de la Internet móvil, después de muchos años de promesas. Eso se ha manifestado en una creciente oferta de smartphones, muchos al hilo del éxito del iPhone, como Android y, en menor medida WebOS (para Palm Pre).
  • También hemos visto la aparición de los primeros “terminales sociales”: Moto Blur, o las funcionalidades de Google incluidas de forma nativa en Android: integración de servicios y contenido local en el dispositivo.
  • La realidad aumentada móvil ha sido otro de los términos de moda del año. Parece que la AR ha llegado para quedarse.
  • Desde un punto de vista de redes, destaca especialmente el inicio del despliegue de HSPA+

La crisis ha tenido un fuerte impacto en el despliegue de la fibra, lo que ha impulsado alternativas para alargar la vida útil del cobre. No obstante, la evolución tecnológica de la fibra ha continuado, con experiencias de 30 Tbps de transmisión en julio.

Otros puntos destacados en la evolución de la infraestructura de comunicaciones ha sido:

  • Redes ópticas, con despliegues comerciales de malla fotónica, pruebas de transmisión sobre enlaces DWDM de larga distancia y los primeros prototipos precomerciales para la conmutación óptica de paquetes y ráfagas (OPS/OBS).
  • IPv6: los organismos de estandarización han empezado el proceso de actualización de sus estándares a IPv6.

Otro término de moda en este año ha sido el Cloud computing como hype. Al final de 2009 hemos visto una ampliación y primera consolidación de actores, diversidad de modalidad, y un creciente interés de la industria.

Hemos visto también una consolidación de la gestión del software empresarial sobre la base del cloud y de otras tecnologías como OSGi, buscando sobre todo mayor flexibilidad.

Si nos fijamos en el multimedia, también ha sido un año muy intenso:

  • Por ejemplo, la imagen 3D ha dado lugar a novedades muy interesantes.
    • Ha dado un espectacular –y rentable- salto al cine.
    • En el entorno doméstico, se ha producido el abandonado de la TV 3D autoesteroscópica por tecnologías que requieren el uso de gafas.
  • Decadencia del P2P, que llegó a suponer un 40% del tráfico total mundial hace un par de años, pero ha bajado ahora hasta un 18%. Sus sucesores son el streaming y la descarga directa.
  • Spotify, aunque sólo disponible en algunos países europeos, ha tenido un impacto formidable en el panorama de la distribución de contenidos a través de Internet. Un modelo muy exitoso y rentable que se plantea su extensión a otros países y del que podrían surgir réplicas en el video.
  • Un hecho muy relevante en 2009 ha sido la migración de los servicios OTT de TV y audio a Internet: el iPlayer de la BBC o portales de las TV generalistas con acceso a contenidos bajo demanda.
  • Sin embargo hay que constatar, por lo menos en España, el fallo en la adopción de las funcionalidades avanzadas de TDT

En el mundo de las redes sociales hemos visto una generalización y un uso masivo. Así, Facebook ha superado la barrera de los 350 millones de usuarios registrados, aunque hay muchas peculiaridades por países, como el éxito de Tuenti en España o de Orkut en Brasil.

Este año, ha sido el del GreenIT, el del SMART Grid, o el de la Conferencia de Copenhague. Todos los analistas coinciden en el papel que van a tener las TIC en la gestión energética del futuro.

Hemos visto la aparición de Google Wave, que ha hecho correr ríos de tinta electrónica. Aunque su impacto final parece haberse diluido un poco, ha hecho que el trabajo colaborativo cambie para siempre.

La aparición de nuevos eBooks ha hecho creer que este era su año, pero finalmente parece que habrá que esperar a 2010

Los navegadores han incorporado a lo largo de 2009 nuevas capacidades que tendrán fuertes consecuencias en el futuro: Localización, múltiples Threads, actuar como contenedores de aplicaciones, y la adopción de HTML 5,

En una proxima entrada, se recogerán las previsiones para 2010.

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Seguimos con el periódico saneamiento de memoria. Una lista de alertas, noticias y artículos interesantes que corren el peligro de caer en el olvido: