{"id":52137,"date":"2019-11-01T00:00:00","date_gmt":"2019-10-31T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/nb-iot-kak-on-rabotaet-chast-2"},"modified":"2020-02-18T13:59:48","modified_gmt":"2020-02-18T10:59:48","slug":"nb-iot-kak-on-rabotaet-chast-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/es\/blog\/administrirovanie\/nb-iot-kak-on-rabotaet-chast-2","title":{"rendered":"NB-IoT: \u00bfc\u00f3mo funciona? Parte 2","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p><b>La \u00faltima vez hablamos sobre las caracter\u00edsticas del nuevo est\u00e1ndar NB-IoT desde la perspectiva de la arquitectura de la red de acceso radio. Hoy reflexionaremos sobre lo que ha cambiado en la red central (Core Network) con NB-IoT. As\u00ed que, \u00a1vamos!<br \/>\n<\/b><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"NB-IoT: \u00bfc\u00f3mo funciona? Parte 2\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/ef0e9fab23936e8ba104f65a7440a487.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nEn la red central han ocurrido cambios significativos. Comencemos por el hecho de que ha surgido un nuevo elemento, as\u00ed como una serie de mecanismos definidos por el est\u00e1ndar como \u201cCIoT EPS Optimization\u201d u optimizaci\u00f3n de la red de respaldo para el internet de las cosas celular. <\/p>\n<p>Como se sabe, en las redes m\u00f3viles existen dos canales principales de comunicaci\u00f3n, denominados Control Plane (CP) y User Plane (UP). El Control Plane est\u00e1 destinado al intercambio de mensajes de control entre los diversos elementos de la red y sirve para gestionar la movilidad (Mobility management) de los dispositivos (UE) y establecer\/mantener la sesi\u00f3n de transferencia de datos (Session Management). El User Plane es, en s\u00ed mismo, el canal de transmisi\u00f3n del tr\u00e1fico de usuario. En el LTE cl\u00e1sico, la distribuci\u00f3n de CP y UP a trav\u00e9s de interfaces se ve de la siguiente manera:<noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"NB-IoT: \u00bfc\u00f3mo funciona? Parte 2\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/b252f5ac8a9b744f82d3f81cd659de8f.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nLos mecanismos de optimizaci\u00f3n de CP y UP para NB-IoT se implementan en los nodos MME, SGW y PGW, que se agrupan en un \u00fanico elemento llamado C-SGN (Cellular IoT Serving Gateway Node). Adem\u00e1s, el est\u00e1ndar prev\u00e9 la aparici\u00f3n de un nuevo elemento de red: SCEF (Service Capability Exposure Function). El interfaz entre MME y SCEF se denomina T6a y se realiza sobre la base del protocolo DIAMETER. A pesar de que DIAMETER es un protocolo de se\u00f1alizaci\u00f3n, en NB-IoT se adapta para la transmisi\u00f3n de peque\u00f1os vol\u00famenes de datos non-IP.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"NB-IoT: \u00bfc\u00f3mo funciona? Parte 2\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/5f2b191d925485b5c841018bda52d9b5.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nSeg\u00fan su nombre, SCEF es un nodo de exposici\u00f3n de capacidades de servicio. En otras palabras, SCEF oculta la complejidad de la red del operador y elimina la necesidad de que los desarrolladores de aplicaciones identifiquen y autentiquen los dispositivos m\u00f3viles (UE), permitiendo que los servidores de aplicaciones (Application Server, AS) obtengan datos y controlen dispositivos a trav\u00e9s de una \u00fanica interfaz API. <\/p>\n<p>El identificador de UE no se convierte en el n\u00famero de tel\u00e9fono (MSISDN) o la direcci\u00f3n IP, como era en la cl\u00e1sica red 2G\/3G\/LTE, sino en el llamado \u00abexternal ID\u00bb, que est\u00e1 definido por el est\u00e1ndar en un formato familiar para los desarrolladores de aplicaciones \u00ab@\u00bb. Este es un tema amplio que merece un material propio, por lo que no lo discutiremos en profundidad ahora. <\/p>\n<p>Ahora vamos a analizar las innovaciones m\u00e1s significativas. \u00abCIoT EPS Optimization\u00bb es la optimizaci\u00f3n de los mecanismos de transmisi\u00f3n de tr\u00e1fico y gesti\u00f3n de sesiones de suscriptores. Estos son los principales:<\/p>\n<ul>\n<li>DoNAS <\/li>\n<li>NIDD <\/li>\n<li>Mecanismos de ahorro de energ\u00eda PSM y eDRX<\/li>\n<li>HLCOM<\/li>\n<\/ul>\n<p>\n<b>DoNAS (Datos sobre NAS):<\/b><\/p>\n<p>Es un mecanismo dise\u00f1ado para optimizar la transmisi\u00f3n de peque\u00f1as cantidades de datos. <\/p>\n<p>En la LTE cl\u00e1sica, el dispositivo del suscriptor al registrarse en la red establece una conexi\u00f3n PDN (conocida como PDN) a trav\u00e9s de eNodeB hacia MME-SGW-PGW. La conexi\u00f3n UE-eNodeB-MME es lo que se llama 'Signaling Radio Bearer' (SRB). Si es necesario enviar\/recibir datos, UE establece otra conexi\u00f3n con eNodeB: 'Data Radio Bearer' (DRB), para transmitir tr\u00e1fico de usuario hacia SGW y luego a PGW (interfaces S1-U y S5 respectivamente). Al finalizar el intercambio y ante la ausencia de tr\u00e1fico durante un tiempo determinado (normalmente entre 5 y 20 segundos), estas conexiones se rompen y el dispositivo pasa a modo de espera o 'Idle Mode'. Si es necesaria un nuevo intercambio de datos, SRB y DRB se restablecen.<\/p>\n<p>En NB-IoT, la transmisi\u00f3n de tr\u00e1fico de usuario puede llevarse a cabo a trav\u00e9s del canal de se\u00f1alizaci\u00f3n (SRB), en los mensajes del protocolo NAS (<noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/www.3gpp.org\/more\/96-nas\">http:\/\/www.3gpp.org\/more\/96-nas<\/a><\/noindex>). El establecimiento del DRB ya no es necesario. Esto reduce significativamente la carga de se\u00f1alizaci\u00f3n, ahorra recursos de radio de la red y, lo m\u00e1s importante, prolonga la vida \u00fatil de la bater\u00eda del dispositivo. <\/p>\n<p>En el tramo eNodeB - MME, los datos del usuario comienzan a transmitirse a trav\u00e9s de la interfaz S1-MME, algo que no ocurr\u00eda en la tecnolog\u00eda LTE cl\u00e1sica, y se utiliza para ello el protocolo NAS, en el que aparece el 'User data container'.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"NB-IoT: \u00bfc\u00f3mo funciona? Parte 2\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/aa2ea680deac42cca298036d7e1fbb30.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nPara llevar a cabo la transmisi\u00f3n del 'User Plane' de MME a SGW aparece una nueva interfaz S11-U, dise\u00f1ada para la transmisi\u00f3n de peque\u00f1as cantidades de datos de usuario. El protocolo S11-U se basa en GTP-U v1, que se utiliza para transmitir el User Plane en otras interfaces de la arquitectura de red 3GPP.<br \/>\n<img decoding=\"async\" alt=\"NB-IoT: \u00bfc\u00f3mo funciona? Parte 2\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/0a295d230c8f0c1858c7eaf278ea472a.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<b>NIDD (entrega de datos no-IP):<\/b><\/p>\n<p>Dentro de la optimizaci\u00f3n continua de los mecanismos de transmisi\u00f3n de peque\u00f1as cantidades de datos, se ha a\u00f1adido adem\u00e1s de los tipos de PDN existentes, como IPv4, IPv6 e IPv4v6, un nuevo tipo: non-IP. En este caso, no se asigna una direcci\u00f3n IP al UE, y los datos se transmiten sin utilizar el protocolo IP. Existen varias razones para esto:<\/p>\n<ol>\n<li>Los dispositivos IoT, como los sensores, pueden transmitir vol\u00famenes de datos muy peque\u00f1os, de 20 bytes o incluso menos. Considerando que el tama\u00f1o m\u00ednimo de la cabecera IP es de 20 bytes, la encapsulaci\u00f3n en IP puede resultar a veces bastante costosa;<\/li>\n<li>No es necesario implementar un stack IP en el chip, lo que lleva a una reducci\u00f3n de costos (un tema para discutir en los comentarios).<\/li>\n<\/ol>\n<p>\nFundamentalmente, la direcci\u00f3n IP es necesaria para que los dispositivos IoT transmitan datos a trav\u00e9s de Internet. En el concepto de NB-IoT, SCEF act\u00faa como un punto \u00fanico de conexi\u00f3n AS, y el intercambio de datos entre dispositivos y servidores de aplicaciones ocurre a trav\u00e9s de API. Sin SCEF, los datos no IP pueden ser enviados al AS a trav\u00e9s de un t\u00fanel de punto a punto (PtP) desde PGW y la encapsulaci\u00f3n en IP se realizar\u00e1 all\u00ed.<\/p>\n<p>Todo esto se enmarca en la paradigma de NB-IoT: simplificaci\u00f3n y reducci\u00f3n de costos de los dispositivos.<\/p>\n<p><b>Mecanismos de ahorro de energ\u00eda PSM y eDRX:<\/b><\/p>\n<p>Una de las principales ventajas de las redes LPWAN es la eficiencia energ\u00e9tica. Se afirma que la duraci\u00f3n de la bater\u00eda de un dispositivo puede ser de hasta 10 a\u00f1os con una sola carga. Vamos a entender c\u00f3mo se logran estos valores. <\/p>\n<p>\u00bfCu\u00e1ndo consume un dispositivo la menor cantidad de energ\u00eda? Correcto, cuando est\u00e1 apagado. Y si no se puede desactivar completamente el dispositivo, apaguemos el m\u00f3dulo de radio mientras no sea necesario. Solo hay que coordinar esto previamente con la red.<\/p>\n<p> <b>PSM (Modo de ahorro de energ\u00eda):<\/b><\/p>\n<p>El modo de ahorro de energ\u00eda PSM permite que el dispositivo apague el m\u00f3dulo de radio durante un largo per\u00edodo, manteni\u00e9ndose registrado en la red y sin tener que restablecer PDN cada vez que se necesite transmitir datos. <\/p>\n<p>Para que la red sepa que el dispositivo sigue disponible, este inicia peri\u00f3dicamente el procedimiento de actualizaci\u00f3n: Tracking Area Update (TAU). La frecuencia de este procedimiento es determinada por la red mediante un temporizador T3412, cuyo valor se transmite al dispositivo durante el procedimiento de Attach o el siguiente TAU. En LTE cl\u00e1sico, el valor predeterminado de este temporizador es de 54 minutos, y el m\u00e1ximo es de 186 minutos. Sin embargo, para garantizar una alta eficiencia energ\u00e9tica, salir a la radiofrecuencia cada 186 minutos es un lujo demasiado costoso. Para resolver este problema, se desarroll\u00f3 el mecanismo PSM.<\/p>\n<p>El dispositivo activa el modo PSM al transmitir en los mensajes \u00abAttach Request\u00bb o \u00abTracking Area Request\u00bb los valores de dos temporizadores, T3324 y T3412-Extended. El primero determina el tiempo que el dispositivo estar\u00e1 disponible tras pasar a \u00abIdle Mode\u00bb. El segundo es el tiempo despu\u00e9s del cual se debe realizar un TAU, y ahora su valor puede alcanzar hasta 35712000 segundos o 413 d\u00edas. Dependiendo de la configuraci\u00f3n, el MME puede aceptar los valores de los temporizadores recibidos del dispositivo o modificarlos, enviando nuevos valores en los mensajes \u00abAttach Accept\u00bb o \u00abTracking Area Update Accept\u00bb. Ahora el dispositivo puede no activar su m\u00f3dulo radio durante 413 d\u00edas y seguir registrado en la red. Como resultado, obtenemos un ahorro colosal de recursos de red y eficiencia energ\u00e9tica de los dispositivos!<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"NB-IoT: \u00bfc\u00f3mo funciona? Parte 2\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/2ac7fdc892c8b569b5b19a33472c6045.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nSin embargo, en este modo, el dispositivo no est\u00e1 disponible solo para comunicaciones entrantes. Si necesita enviar algo al servidor de aplicaciones, el dispositivo puede salir del PSM en cualquier momento y enviar los datos, permaneciendo activo durante el temporizador T3324 para recibir mensajes informativos del AS (si los hay).<\/p>\n<p><b>eDRX (recepci\u00f3n discontinua extendida):<\/b><\/p>\n<p>eDRX, modo extendido de recepci\u00f3n discontinua. Para enviar datos a un dispositivo que est\u00e1 en \u00abIdle mode\u00bb, la red realiza el procedimiento de notificaci\u00f3n \u2014 \u00abPaging\u00bb. Al recibir el paginador, el dispositivo inicia el establecimiento de SRB para \u0434\u0430\u043b\u044c\u043d\u0435\u0439\u0448\u0443\u044e comunicaci\u00f3n con la red. Pero para no perder el mensaje de Paging dirigido a \u00e9l, el dispositivo debe monitorear constantemente la radiofrecuencia, lo cual tambi\u00e9n consume bastante energ\u00eda. <\/p>\n<p>eDRX es un modo en el cual el dispositivo recibe mensajes de la red no constantemente, sino peri\u00f3dicamente. Durante los procedimientos de Attach o TAU, el dispositivo acuerda con la red intervalos de tiempo en los que \u00abescuchar\u00e1\u00bb el aire. Correspondientemente, en esos mismos intervalos se llevar\u00e1 a cabo el procedimiento de Paging. En modo eDRX, el funcionamiento del dispositivo se divide en ciclos (ciclo eDRX). Al comienzo de cada ciclo hay lo que se llama \u00abventana de paginaci\u00f3n\u00bb (Paging Time Window, PTW) \u2014 es el tiempo que el dispositivo escucha el canal de radio. Al finalizar el PTW, el dispositivo apaga su m\u00f3dulo radio hasta el final del ciclo.<br \/>\n<img decoding=\"async\" alt=\"NB-IoT: \u00bfc\u00f3mo funciona? Parte 2\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/924110cbe84765d11efec28238de3dd1.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<b>HLCOM (comunicaci\u00f3n de alta latencia):<\/b><\/p>\n<p>Si es necesario transferir datos al Uplink, el dispositivo puede salir de cualquiera de estos dos modos de ahorro de energ\u00eda sin esperar a que finalice el ciclo PSM o eDRX. Sin embargo, la transferencia de datos al dispositivo solo es posible cuando est\u00e1 activo.<\/p>\n<p>La funcionalidad HLCOM o la comunicaci\u00f3n con altas latencias implica el almacenamiento en b\u00fafer de paquetes Downlink en el SGW durante el tiempo en que el dispositivo est\u00e1 en modo de ahorro de energ\u00eda y no est\u00e1 disponible para la comunicaci\u00f3n. Los paquetes almacenados en b\u00fafer se entregar\u00e1n tan pronto como el dispositivo salga de PSM, realice un TAU o transfiera tr\u00e1fico de Uplink, o cuando ocurra PTW.<\/p>\n<p>Esto, sin duda, requiere una conciencia por parte de los desarrolladores de productos IoT, ya que la comunicaci\u00f3n con el dispositivo no es en tiempo real y requiere un enfoque particular en la construcci\u00f3n de la l\u00f3gica empresarial de las aplicaciones.<\/p>\n<p>En conclusi\u00f3n, digamos que la implementaci\u00f3n de lo nuevo siempre es emocionante, y ahora estamos tratando con un est\u00e1ndar que a\u00fan no se ha probado por completo, incluso por los gigantes mundiales como Vodafone y Telefonica, por lo que esto es a\u00fan m\u00e1s intrigante. Nuestras explicaciones no pretenden ser completamente exhaustivas, pero esperamos que proporcionen una comprensi\u00f3n suficiente de la tecnolog\u00eda. Agradeceremos cualquier comentario.<\/p>\n<p><i>Autor: Experto en soluciones convergentes y servicios multimedia Alexey Lapshin <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/users\/aslapsh\/\" class=\"user_link\">aslapsh<\/a><\/noindex><\/i><br \/>\n<br \/>Fuente: <a content=\"nofollow\" rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/company\/ru_mts\/blog\/431648\/\">habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"<p>\u0412 \u043f\u0440\u043e\u0448\u043b\u044b\u0439 \u0440\u0430\u0437 \u043c\u044b \u0433\u043e\u0432\u043e\u0440\u0438\u043b\u0438 \u043e\u0431 \u043e\u0441\u043e\u0431\u0435\u043d\u043d\u043e\u0441\u0442\u044f\u0445 \u043d\u043e\u0432\u043e\u0433\u043e \u0441\u0442\u0430\u043d\u0434\u0430\u0440\u0442\u0430 NB-IoT \u0441 \u0442\u043e\u0447\u043a\u0438 \u0437\u0440\u0435\u043d\u0438\u044f \u0430\u0440\u0445\u0438\u0442\u0435\u043a\u0442\u0443\u0440\u044b \u0441\u0435\u0442\u0438 \u0440\u0430\u0434\u0438\u043e\u0434\u043e\u0441\u0442\u0443\u043f\u0430. \u0421\u0435\u0433\u043e\u0434\u043d\u044f \u043f\u043e\u0440\u0430\u0441\u0441\u0443\u0436\u0434\u0430\u0435\u043c, \u0447\u0442\u043e \u0438\u0437\u043c\u0435\u043d\u0438\u043b\u043e\u0441\u044c \u0432 \u044f\u0434\u0440\u0435 \u0441\u0435\u0442\u0438 (Core Network) \u043f\u0440\u0438 NB-IoT. \u0418\u0442\u0430\u043a, \u043f\u043e\u0435\u0445\u0430\u043b\u0438. \u0412 \u044f\u0434\u0440\u0435 \u0441\u0435\u0442\u0438 \u043f\u0440\u043e\u0438\u0437\u043e\u0448\u043b\u0438 \u0437\u043d\u0430\u0447\u0438\u0442\u0435\u043b\u044c\u043d\u044b\u0435 \u0438\u0437\u043c\u0435\u043d\u0435\u043d\u0438\u044f. \u041d\u0430\u0447\u043d\u0435\u043c \u0441 \u0442\u043e\u0433\u043e, \u0447\u0442\u043e \u043f\u043e\u044f\u0432\u0438\u043b\u0441\u044f \u043d\u043e\u0432\u044b\u0439 \u044d\u043b\u0435\u043c\u0435\u043d\u0442, \u0430 \u0442\u0430\u043a\u0436\u0435 \u0440\u044f\u0434 \u043c\u0435\u0445\u0430\u043d\u0438\u0437\u043c\u043e\u0432, \u043a\u043e\u0442\u043e\u0440\u044b\u0435 \u043e\u043f\u0440\u0435\u0434\u0435\u043b\u0435\u043d\u044b \u0441\u0442\u0430\u043d\u0434\u0430\u0440\u0442\u043e\u043c \u043a\u0430\u043a \u201cCIoT EPS Optimization\u201d \u0438\u043b\u0438 \u043e\u043f\u0442\u0438\u043c\u0438\u0437\u0430\u0446\u0438\u0438 [&hellip;]<\/p>\n","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[688],"tags":[],"class_list":["post-52137","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-administrirovanie"],"aioseo_notices":[],"aioseo_head":"\n\t\t<!-- All in One SEO 5.0.2 - aioseo.com -->\n\t<meta name=\"description\" content=\"\u0412 \u043f\u0440\u043e\u0448\u043b\u044b\u0439 \u0440\u0430\u0437 \u043c\u044b \u0433\u043e\u0432\u043e\u0440\u0438\u043b\u0438 \u043e\u0431 \u043e\u0441\u043e\u0431\u0435\u043d\u043d\u043e\u0441\u0442\u044f\u0445 \u043d\u043e\u0432\u043e\u0433\u043e \u0441\u0442\u0430\u043d\u0434\u0430\u0440\u0442\u0430 NB-IoT \u0441 \u0442\u043e\u0447\u043a\u0438 \u0437\u0440\u0435\u043d\u0438\u044f \u0430\u0440\u0445\u0438\u0442\u0435\u043a\u0442\u0443\u0440\u044b \u0441\u0435\u0442\u0438 \u0440\u0430\u0434\u0438\u043e\u0434\u043e\u0441\u0442\u0443\u043f\u0430. \u0421\u0435\u0433\u043e\u0434\u043d\u044f \u043f\u043e\u0440\u0430\u0441\u0441\u0443\u0436\u0434\u0430\u0435\u043c, \u0447\u0442\u043e \u0438\u0437\u043c\u0435\u043d\u0438\u043b\u043e\u0441\u044c \u0432 \u044f\u0434\u0440\u0435 \u0441\u0435\u0442\u0438 (Core Network) \u043f\u0440\u0438 NB-IoT.\" \/>\n\t<meta name=\"robots\" content=\"max-image-preview:large\" \/>\n\t<meta name=\"author\" content=\"Yuri Gagarin\"\/>\n\t<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/prohoster.info\/es\/blog\/administrirovanie\/nb-iot-kak-on-rabotaet-chast-2\" \/>\n\t<meta name=\"generator\" content=\"All in One SEO (AIOSEO) 5.0.2\" \/>\n\t\t<meta property=\"og:locale\" content=\"es_ES\" \/>\n\t\t<meta property=\"og:site_name\" content=\"ProHoster | \u041a\u0443\u043f\u0438\u0442\u044c \u043d\u0430\u0434\u0435\u0436\u043d\u044b\u0439 \u0445\u043e\u0441\u0442\u0438\u043d\u0433 \u0434\u043b\u044f \u0441\u0430\u0439\u0442\u043e\u0432 \u0441 \u0437\u0430\u0449\u0438\u0442\u043e\u0439 \u043e\u0442 DDoS, VPS VDS \u0441\u0435\u0440\u0432\u0435\u0440\u044b\" \/>\n\t\t<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n\t\t<meta property=\"og:title\" content=\"\ud83e\udd47NB-IoT: \u043a\u0430\u043a \u043e\u043d \u0440\u0430\u0431\u043e\u0442\u0430\u0435\u0442? 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