Clasificación de fuentes de tráfico HTC y MTC

Clasi icación de uen es de á ico HTC (Human Type Communica ion) y MTC (Machine Type Communica ion) Au o : Moamin Mhanna Di ec o : D . Miguel Angel Rod íguez He nández Fecha de comienzo: 01/02/2015 Luga de abajo: Labo a o io GIRBA, E.T.S.I. de Telecomunicaciones 1 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC Obje i os — El obje i o p incipal de es e abajo es ealiza una clasi icación y desc ipción de las p incipales p opiedades de las dis in as uen es de á ico que apa ecen in oluc adas en los sis emas de comunicaciones ac uales según los pa áme os del á ico gene ado y sus compo amien os, median e búsqueda bibliog a ía. Teniendo en cuen a dos g andes ca ego ías: uen es HTC (Human Type Communica ions) comunicaciones humano- humano y uen es MTC (Machine Type Communica ions) donde in e iene una máquina pa a comunicaciones con eque imien os he e ogéneos como ala mas, senso es, e c. Se p e ende que es e abajo sea una guía pa a u u os in es igado es, donde es as clasi icaciones acili en es udia y ges iona en un en o no simulado el compo amien o de las uen es de á ico pa a iden i ica los mecanismos de diseño de la ed pa a ga an iza una calidad de se icio y el consumo en ancho de banda de una ed. Me odología —  Re isión de a ículos y lib os o ecidos de di e en es au o es sob e las ca ac e ís icas y el compo amien o de di e en es ipos de uen es de á ico en di e en es edes.  Iden i ición de los pa áme os de in e és ( iempo en e llegadas, amaño de paque e, asa de da os, e c.) y de las dis ibuciones (logno mal, weibull, exponencial, e c.) que de inen los pa ones del compo amien o de las uen es de á ico  Ag upación cada ipo de uen e según los pa áme os del á ico gene ado y su compo amien o, en dos ipos de uen es HTC y MTC. Desa ollos eó icos ealizados — El desa ollo eó ico ealizado consis e en una clasi icación de los dis in os ipos de uen es de á ico, conside ando en la clasi icación los di e en es pa áme os que ca ac e izan es as uen es. Cada uen e según los pa áme os del á ico gene ado y su compo amien o en la ed. Desa ollo de p o o ipos y abajo de labo a o io — El abajo consis e en clasi ica las uen es de á ico a ni el eó ico y no iene abajo de labo a o io. Resul ados — El esul ado p incipal del abajo es una clasi icación de las dis in as uen es de á ico u ilizados en en o nos HTC y MTC. Como esul ados hemos clasi icado, las uen es de oz, ideo y da os pa a HTC, donde las uen es de da os con ienen es ipos de uen es (www, FTP (File T ans e P o ocol), online gaming). Mien as que o os cua o ipos de uen es de á ico pa a MTC, que son, senso es de medición, juegos M2M, au omó iles y as eo de equipos. 2 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC Líneas u u as — En es e abajo hemos clasi icados di e en es ipos de uen es de á ico según las in es igaciones ealizadas ac ualmen e sob e es as uen es y su compo amien o pa a las dos ipos (HTC y MTC), en las uen es MTC exis en di e en es ipos de uen es de á ico que no se han es udiado sus compo amien o has a el momen o. En el u u o se puede a ealiza un abajo que comple e la in es igación y clasi icación de los di e en es ipos de uen es de á ico median e la simulación de los modelos aquí p esen ados. Publicaciones — De momen o no hay publicación. Abs ac — The gene a ed a ic by he new communica ions ne wo ks like NGN (Nex Gene a ion Ne wo k) is he e ogeneous a ic, whe e hose ne wo ks a e conside ed as common in as uc u e o di e en ne wo ks and se ices. The p oblem is ha he di e en se ices ha e di e en cha ac e is ics and ne wo k equi emen s. The e o e he di e en ypes o a ic sou ces mus be iden i ied and cha ac e ized, o be able o in oduce mechanisms o a ic managemen in he ne wo k, o ensu e he equi ed quali y o se ice o each se ice. In his wo k we show a classi ica ion o se e al ypes o a ic sou ces which appea in he ac ual communica ions sys ems unde wo main g oups, Human Type Communica ion (HTC) and Machine Type Communica ion (MTC). The a ic pa e ns dis ibu ion ype, in e a i al ime, packe size, da a a e and o he pa ame e s o a ic a e conside ed in he classi ica ion. As a esul , om ou classi ica ion, oice, ideo and da a sou ces a e classi ied o HTC, while o he ou ype o a ic sou ces o MTC, namely, measu ing senso s, au omo i e, M2M games and eam acking. Au o : Moamin Mhanna email: moamha1@ eleco.up .es Di ec o : D . Rod íguez He nández Miguel Angel email: [email p o ec ed]s Fecha de en ega: 05-09-15 3 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC ÍNDICE I. INTRODUCCION............................................................................................................4 II. HUMAN TYPE COMMUNICATION (HTC).............................................................5 II.1. Fuen es de oz...........................................................................................................5 II.2. Fuen es de ideo......................................................................................................11 II.3. Fuen es de da os.......................................................................................................16 II.3.1. Fuen es de á ico “www”.............................................................................16 II.3.2. Fuen es de á ico ile ans e (FTP) ...........................................................17 II.3.3. Online gaming...............................................................................................18 II.3.3.1. Fi s Pe son Shoo e ………………………………………………18 II.3.3.2. Online Racing Simula ions……………………………………….19 II.3.3.3. Massi e Mul iplaye Online Role-Playing Game…………….…..21 III. MACHINE TYPE COMMUNICATION (MTC)………………………………….22 III.1. M2M: Visión gene al...…...…………………………………………………….22 III.1.1. M2M: Es ánda es........………………………………………………….22 III.1.2. M2M: A qui ec u a y componen es……………………………….........22 III.1.3. M2M: Aplicaciones......................………………………………………23 III.1.4. Requisi os de se icio...............................................................................24 III.2. Modelos de á ico MTC......................................................................................25 III.2.1. Modelo 3GPP...........................................................................................25 III.2.2. Modelo de uen e CMMPP......................................................................26 III.2.2.1. MMPP Básicos..........................................................................27 III.2.2.2. Acoplamien o Múl iple MMPP. .................…………...….......27 III.3. Clasi icaciones de uen es de á ico MTC............................................................29 III.3.1. Senso es de medición.................................................................................32 III.3.2. Au omoción.......................................…………………………………….34 III.3.3. Juegos M2M. .........................................………………………………....35 III.3.4. Ras eo de equipos.............................................………………………....36 IV. CONCLUSIONES.......................................................................................................38 V. AGRADECIMIENTOS................................................................................................39 VI. BIBLIOGRAFÍA.........................................................................................................40 4 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC I. INTRODUCCION. Las edes de mul ise icio como NGN (Nex Gene a ion Ne wo k), ep esen an una in aes uc u a común pa a di e en es edes y se icios, se icios adicionales incluidos oz, da os y mul imedia, además de nue as edes y se icios, como MTC que incluyen disposi i os de con ol y moni o ización, como senso es, edes indus iales. El á ico he e ogéneo gene ado po es as edes ha enido y end á aún di icul ades écnicas que supe a ya que los dis in os se icios que se o ecen ienen di e en es ca ac e ís icas y eque imien os de ed. Un caso especialmen e impo an e es el á ico gene ado po las uen es MTC cuya di icul ad pa a la ca ac e ización de su compo amien o en edes de comunicaciones es especialmen e al o. Po ello hay que iden i ica las di e en es uen es de á ico y ca ac e iza las pa a pode in oduci en la ed mecanismos de ges ión de á ico que ga an icen a cada se icio la calidad de se icio necesa ia ecogida en las ecomendaciones in e nacionales, es e es el p opósi o del abajo, iden i ica y clasi ica las di e en es ipos de uen es de á ico, cada uen e según su ca ac e ís icas y su compo amien o eniendo en cuen a dos g upos: uen es HTC, comunicaciones humano-humano y uen es MTC, comunicaciones en e máquinas donde no es necesa ia la in e acción humana como senso es, ideo igilancia, disposi i os in eligen es, e c. En el p esen e abajo, nos in e esa cen a la a ención en es e aspec o debido a la g an impo ancia que se le es á dando en la comunidad cien í ica y en pa icula en la ges ión de á ico donde es o ayuda pa a plani ica , diseña , p oyec a , dimensiona , desa olla y supe isa edes de elecomunicaciones pa a o ece un se icio con iable a un cos e meno . El documen o consis e en dos pa es g andes: el p ime pa e, sección II HTC en el que se ca ego izan es di e en es uen es con in e ención húmana: uen es de oz “Subsec. II.1”, uen es de ideo “Subsec. II.2” y uen es de da os “Subsec. II.3”. La subsección II.3 a su ez con iene es ipos de uen es de da os (www, FTP, online gaming). En odas las secciones y subsecciones se de inen las ca ac e ís icas y los pa áme os pa a cada ipo de uen e. La segunda pa e, sección III MTC a a de las comunicaciones en e máquinas sin in e ención humana. En la subsección III.1 se mues a una isión gene al b e e sob e MTC (es ánda es, a qui ec u a y componen es, aplicaciones y equisi os de se icio), en la subsección III.2 se desc iben algunos modelos de á ico u ilizados pa a es udia el compo amien o del á ico MTC, y al inal de la segunda pa e “Subsec. III.3” se incluyen clasi icaciones de cua o ipos de uen es de á ico MTC según la aplicación, senso es de medición “Subsec. III.3.1”, au omoción “Subsec. III.3.2”, juegos M2M “Subsec. III.3.3” y as eo de equipos “Subsec. III.3.4”. En es as subsecciones se de inen las ca ac e ís icas y los pa ones pa a los lujos de á ico gene ado po es as aplicaciones. Po úl imo en la sección IV se incluyen las conclusiones. 5 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC II. HUMAN TYPE COMMUNICATION (HTC). II.1. Fuen es de oz. Voz sob e IP (VOIP) es el más comúnmen e u ilizado en los se icios de oz, gene almen e anspo ada como un lujo digi al codi icado usando RTP (Real- ime P o ocol) sob e UDP. Los ac o es cla e que an a de e mina el impac o que an a ene los ac o es de calidad que a ec an al ni el del se icio, como e a do o pé didas, es án elacionadas con el ipo de códec u ilizado pa a codi ica la señal y ambién en la implemen ación del sis ema inal. El modelo de la uen e más u ilizado es la uen e ON/OFF, el á ico de oz a ni el de uen e se ca ac e iza po un pe íodo ac i o ON (speech ac i i y o alk spu ) y un pe íodo de inac i idad OFF (silencio). La du ación del pe iodo ON y el pe iodo OFF p esen an la dis ibución exponencial de con o midad con ITU-T P.59 con du ación 61,47% y 22.48% espec i amen e. La ansmisión de paque es de oz se p oduce sólo po la du ación de los pe íodos de ON y las uen es de á ico se apagan du an e los pe íodos OFF de una llamada VoIP, es as ca ac e ís icas se suelen conside a en los mecanismos de ansmisión pa a mejo a las ansmisiones y la e iciencia (po ejemplo con la sup esión de silencios). Los códecs más u ilizados son los es ánda es G.71x y G.72x, como G.711 o el es ánda de la ley A es un códec que usa una modulación po pulsos (PCM), donde la señal analógica es mues eada en in e alos egula es pa a p oduci la señal digi al, su ancho de banda 64kbps, iene como Re a do máximo 0.375ms. Códecs más a anzados como G.726 que usa di e encial adap a i a PCM (ADPCM) iene la misma calidad que G.711 pe o con menos ancho de banda. O os códecs como G.729 y G.723.1 que u ilizan écnicas más complicadas como ACELP (Algeb aic Code Exci ed Linea P edic ion), G.729 necesi a menos ancho de banda que G.711, G.726 y G.723.1 (8kbps) pe o con un e a do mayo (35ms), G.723.1 comp ime mucho más la oz (5.3kbps) pe o iene un e a do mayo que G.729 (97.3ms) [1]. En las uen es de oz el amaño del paque e y el iempo en e llegadas depende del códec u ilizado pa a la encapsulación de oz. Exis en muchos es udios pa a es ima el iempo en e llegadas y es udia el compo amien o del á ico de oz en una ed median e análisis es á icos, es os es udios pa a modela uen es de á ico se basan en dos aspec os, es udia el compo amien o de la uen e y encon a un modelo es adís ico adecuado pa a desc ibi es e compo amien o. Uno de es os es udios que u iliza la dis ibución gamma pa a ep esen a di e en es uen es de á ico y analiza el pa ón de es as uen es [2], la dis ibución gamma es adap able al á ico en las conexiones y pod ía cub i muchos casos especiales de á ico en las edes opo unis as donde el á ico es au o-simila con ac o de peakedness al o y long- ails. La dis ibución gamma es una dis ibución de p obabilidad con inua se desc ibe median e un pa áme o de o ma k y un pa áme o de escala ϴ ambos núme os eales posi i os, la unción de densidad de p obabilidad es: 6 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC Γ (k, ϴ) = 1 Γ(𝑘)ϴ𝑘 𝑥𝑘−1 𝑒−𝑥 𝑦 (1) Donde Γ (k) es la unción gamma, y la unción de dis ibución acumulada de dis ibución gamma es: F(x; k, ϴ) = ∫𝑓(𝑢; 𝑥 0𝑘 ,ϴ)du = 𝛾(𝑘,𝑥 ϴ) Γ(𝑘) (2) Donde 𝛾(𝑘, 𝑥 ϴ) es La unción gamma incomple a in e io , los pa áme os de la dis ibución gamma, media, a ianza que indica cómo las a iables alea o ias se dis ibuyen al ededo de su alo medio, MSD (mean s anda d de ia ion) de iniendo el in e alo de con ianza, skewness como una medida de la sime ía de la dis ibución y la cú osis como una medida de la o ma de la dis ibución y sob e odo de la peakedness. La Tabla 1 [2], indica las ó mulas de los pa áme os de la dis ibución gamma. Tabla 1. Los pa áme os de la dis ibución gamma. La Tabla 2 [2], indica los pa áme os es adís icos de 3 ipos de códecs (GSM 06.10, G.711, G.729) y la dis ibución u ilizada, los da os medidos median e una llamada de du ación 1 minu o, las medidas es án ealizadas en la capa de paque e, la capa de sesión y de aplicación se eliminan como capa ex e io (ou lie ). Pa a cada códec los da os es án analizados en es ases, con capa ex e io en la segunda ase, Las capas ex e io es se eliminan de los da os medidos. Debido a los da os en muchos casos ienen una cú osis al a, las capas ex e io es que son más g andes que 60 ms son desca adas, se aplica la egla de es sigma pa a las capas ex e io es [-3σ, 3σ] donde σ es MSD. Después elimina las capas ex e io es, los da os medidos se ajus an a una dis ibución gamma, en la e ce a ase los da os es án simulados median e dos he amien as es adís icas, CB (C ys al Ball) y WM (Wol am Ma hema ica). Pa áme o Fó mula Media E[X] = kϴ E[ln X] = ψ(k) + ln(ϴ), donde ψ(k) es la unción digamma Va ianza Va [X] = kϴ2 Va [ln X] = ψ1(𝑘), donde ψ1(𝑘) es es la unción igamma Skewness 2√𝑘 ⁄ Cú osis 6𝑘 ⁄ 7 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC GSM códec Media (ms) Va ianza (ms) MSD (ms) skewness Cú osis Tipo de dis ibución del iempo en e llegadas Con ou lie 12.6 15.675 125.2 68 _ Dis ibución exponencial, λ=0.8, donde λ es la es asa o pa áme o de escala in e sa Sin ou lie 10.16 55.26 7.434 0.457 -0.48 Sin ou lie WM 10.16 82.17 9.065 1.673 7.194 Dis ibución gamma, localización =0, o ma =0.55, escala =18.17 Sin ou lie CB 9.16 93.14 9.651 2.003 9.011 Dis ibución gamma, localización =0, o ma =0.49, escala =20.39 G.711 codec Media (ms) Va ianza (ms) MSD (ms) skewness Cú osis Dis ibu ion ype o in e a i al ime Con ou lie 22.7 235.125 485 50 _ Dis ibución gamma, o ma =0.2292, escala =99.11 Sin ou lie 10.23 52.482 7.244 0.026 -1.041 Sin ou lie WM 10.23 116.69 10.89 2.019 9.109 Dis ibución gamma, localización =0, o ma =0.354, escala =28.5 Sin ou lie CB 8.233 42.122 6.49 1.422 6.024 Dis ibución gamma, localización =-47.53, o ma=64.41, escala =0.89 G.729 codec Media (ms) Va ianza (ms) MSD (ms) skewness Cú osis Dis ibu ion ype o in e a i al ime Con ou lie 12.2 14.417 120 57 _ Dis ibución logno mal, localización =-2.63, µ=10.02, σ =8.61 Sin ou lie 9.714 41.85 6.469 0.46 -0.610 Sin ou lie WM 9.714 50.8 7.127 132.7 5.632 Dis ibución gamma, localización =0, o ma =1.06, escala =8.98 Sin ou lie CB 8.714 84.66 9.201 2.003 9.012 Dis ibución gamma, localización =-0.9, o ma =2.18, escala =4.79 Tabla 2. Las ca ac e ís icas es adís icas de los codecs de VoIP. Pa a códec GSM el amaño del paque e es 90 by es y la asa del usua io 55 Kbps. La Figu a 1 [2], es la unción de densidad de p obabilidad del iempo en e llegadas con la capa ex e io , la dis ibución es exponencial, la igu a mues a que la mayo ía de los paque es es án gene ados du an e la ansmisión ac i a (ac i e speech ansmission). La Figu a 2 [2], es la unción de densidad de 8 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC p obabilidad del iempo en e llegadas sin la capa ex e io la dis ibución es gamma, el pa áme o de localización de la dis ibución gamma mues a la posición ela i a de la g á ica en la abscisa. Figu a1. pd de iempo en e llegadas pa a GSM códec, Figu a 2. pd de iempo en e llegadas pa a con ou lie , dis ibución exponencial. GSM códec, sin ou lie , dis ibución gamma. Pa a códec G.711 el amaño del paque e es 230 by es y la asa del usua io 75 Kbps. La Figu a 3 [2], es la unción de densidad de p obabilidad del iempo en e llegadas con la capa ex e io , la dis ibución es gamma, la igu a mues a que la mayo ía de los paque es es án concen ados en un in e alos pequeños du an e la ase ON de la uen e ON/OFF. La Figu a 4 [2], es la unción de densidad de p obabilidad del iempo en e llegadas sin la capa ex e io la dis ibución es gamma. Figu a 3. pd de iempo en e llegadas pa a G.711 códec, Figu a 4. pd de iempo en e llegadas pa a G.711 con ou lie , dis ibución gamma. códec, sin ou lie , dis ibución gamma. Pa a códec G.729 el amaño del paque e es en e 60 y 80 by es y la asa del usua io 48 Kbps. La Figu a 5 [2], es la unción de densidad de p obabilidad del iempo en e llegadas con la capa ex e io , la dis ibución es log-no mal, la mayo ía de los iempos en e llegadas son co os y co esponden a la ansmisión ac i a, los pa áme os de la dis ibución logno mal son µ y σ, donde µ es la media y σ es la des iación es ánda . La Figu a 6 [2], es la unción de densidad de p obabilidad del iempo en e llegadas sin la capa ex e io la dis ibución es gamma. 15 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC Figu a 10. Pd de iempo en e llegadas pa a H.263 códec, Figu a 11. Pd de iempo en e llegadas pa a con ou lie , dis ibución exponencial. H.263 códec, sin ou lie , dis ibución gamma. Pa a códec H.263+ el amaño de los paque es concen ado al ededo de 230 by es con sólo algunos paque es con amaño 700 by es y la asa de la uen e 364 Kbps. La Figu a 12 [2], es la unción de densidad de p obabilidad del iempo en e llegadas con la capa ex e io , la dis ibución es exponencial. La Figu a 13 [2], es la unción de densidad de p obabilidad del iempo en e llegadas sin la capa ex e io la dis ibución es gamma. Figu a 12. Pd de iempo en e llegadas pa a H.263+ códec, Figu a 13. Pd de iempo en e llegadas pa a con ou lie , dis ibución exponencial. H.263+ códec, sin ou lie , dis ibución gamma. La di e encia en e H.264 low end y H.264 high end es el sis ema ope a i o u ilizado en la p ueba y la capa de aplicación que es ex emo bajo o al o, H.264 códec gene a á agas con iempo en e llegadas más pequeño que H.263 y H.263+. Pa a H.264 low end el amaño de los paque es es 230 by es y la asa de la uen e 498 Kbps y pa a H.264 high end el amaño de los paque es es 230 by es y la asa de la uen e 406 Kbps. Las Figu as 14 y 15 [2], son las unciones de densidad de p obabilidad del iempo en e llegadas con la capa ex e io y sin la capa ex e io espec i amen e pa a H.264 low end, la dis ibución es gamma. Las Figu a 16 y 17 [2], son las unciones de densidad de p obabilidad del iempo en e llegadas con la capa ex e io con dis ibución exponencial y sin la capa ex e io con dis ibución gamma espec i amen e pa a H.264 high end. La di e encia en e los pd s “Fig. 14”, “Fig. 16” es debido a los algo i mos de encapsulación de paque e aplicados en los códecs. 16 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC Figu a 14. Pd de iempo en e llegadas pa a H.264 low end Figu a 15. Pd de iempo en e llegadas pa a H.264 códec con ou lie , dis ibución gamma low end códec, sin ou lie , dis ibución gamma. Figu a 16. Pd de iempo en e llegadas pa a H.264 high end Figu a 17. Pd de iempo en e llegadas pa a H.264 códec con ou lie , dis ibución exponencial. high end códec, sin ou lie , dis ibución gamma. II.3. Fuen es de da os. Las uen es de da os a ían más sus ca ac e ís icas en compa ación con el á ico de oz y de ídeo y es o las hace más di íciles de sopo a en la ed debido a la p e isibilidad baja de á ico. Exis en muchos ipos de uen es de da os, en es e abajo amos a clasi ica es ipos de uen es de á ico de da os, uen es de á ico “www”, FTP (File T ans e P o ocol) y online gaming. II.3.1. Fuen es de á ico “www”. La Wo ld Wide Web es una aplicación clien e-se ido , La mayo ía de los es udios han indicado que el á ico de In e ne es la mayo po ción del á ico global del In e ne . El á ico "www" es au o- simila con el pa áme o de Hu s H en el ango 0.7 – 0.9 [10]. El á ico web puede se ca ac e izado como una uen e ON/OFF con el pe iod ON es hea y- ailed, los pe íodos ON ep esen an las ansmisiones ac i as del iche o web o el iempo que los usua ios gas an desca ga un iche o. El pe íodo OFF co esponde al iempo en e dos desca gas y di idido en OFF ac i o e inac i o, OFF ac i o cuando un usua io es á leyendo el na egado Web pe o no exis e ansmisión de da os, mien as que el OFF inac i o el usua io no es á u ilizando el na egado Web. La Tabla 7 [11], indica las ca ac e ís icas es adís icas de á ico “www”, donde xmim y ϴ son los pa áme os de localización 17 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC y o ma de la dis ibución de Pa e o, α y β son los pa áme os de escala o ma de la dis ibución de Weibull. Modelo Dis ibución Pa áme os ON Pa e o xmin = 1000 by es, ϴ = 1.06 OFF ac i o Weibull α = 1.46, β= 0.382 OFF inac i o Pa e o xmin = 1 s, ϴ = 1.5 Tabla 7. Las ca ac e ís icas es adís icas de á ico www. II.3.2. Fuen es de á ico ile ans e (FTP). El á ico FTP es au o-simila con el pa áme o de Hu s H en el ango 0.85 – 0.95 [10]. El mismo es udio lo que hemos is o en las uen es de oz y ideo [2], ambién es udió las ca ac e ís icas es adís icas del iempo in e llegadas pa a pa a la aplicación p u ilizando la dis ibución gamma donde su unción de densidad de p obabilidad y la unción de dis ibución acumulada en las ecuaciones (1) y (2) espec i amen e. La Tabla 8 [2], indica las ca ac e ís icas es adís icas de á ico FTP medidos median e una desca ga de iche o de amaño 2 MB, el amaño del paque e a ía en e 80 y 1500 by es, y la asa de ansmisión es 140 Kbps. Los ac o es p incipales que dan o ma al p oceso de desca ga son la sesión TCP y el amaño de la en ana del p o ocolo TCP. FTP Media (ms) Va ianza (ms) MSD (ms) skewness Cú osis Tipo de dis ibución del iempo en e llegadas Con ou lie 17 48232 220 39 - Dis ibución gamma, localización =0, o ma =0.128, escala =417.97 Sin ou lie 11.32 189.2 13.75 1.126 0.833 Sin ou lie WM 11.33 639.5 25.29 4.426 32.38 Dis ibución gamma, localización =0, o ma =0.17, escala =66.16 Sin ou lie CB 5. 325 10.05 3.17 0.875 4.099 Dis ibución gamma, localización =0, o ma =0.13, escala =83.58 Tabla 8. Las ca ac e ís icas es adís icas de á ico FTP. 18 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC Es el compo amien o del p o ocolo TCP en conexión conges ionada que impo a más que el amaño del iche o. Las Figu as 18 y 19 [2], son las unciones de densidad de p obabilidad del iempo en e llegadas con la capa ex e io y sin la capa ex e io espec i amen e con dis ibución gamma. Figu a 18. Pd de iempo en e llegadas pa a una Figu a 19. Pd de iempo en e llegadas pa a una conexión FTP, con ou lie , dis ibución gamma. conexión FTP sin ou lie , dis ibución gamma. II.3.3. Online gaming. Hay di e en es ipos de juegos en línea de iempo eal, los ipos de juego más comunes son: Fi s Pe son Shoo e (FPS), Online Racing Simula ions (ORS) y Massi e Mul iplaye Online Role- Playing Game (MMORPG), son juegos in e ac i os de al a elocidad. Exis en muchos juegos de es os es ilos, como Open A ena (FPS), Di 2 (ORS), Wo ld o Wa c a (MMORPG). A con inuación amos a e las ca ac e ís icas del á ico gene ado po las es ipos de es os juegos. II.3.3.1. Fi s Pe son Shoo e . Un ejemplo pa a FPS es el juego Open A ena. El á ico de es a aplicación se encapsula en paque es UDP pa a la ansmisión de ed y la aplicación él mismo se enca ga de las pé didas del paque e y la eo denación. Las Figu as 20 y 21 [12], ep esen an la asa de paque e y la asa de da os de un equipo de clien e en un juego con o os 10 jugado es. La asa de paque e mues a al os picos de más de 0,8 en el PDF empí ica en un alo disc e o pa a uplink y downlink, en la di ección downlink la asa de paque es es 24 /s y en la di ección uplink es es eces más al a con 91 /s. 19 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC Figu a 20. Tasa de paque e, Open A ena (1 jugado ). Figu a 21. Tasa de da os, Open A ena (1 jugado ). Cuando compa amos la igu a de la asa de paque es con la igu a de la asa de da os, la PDF empí ica pa a la asa de da os no mues a un pico cla o en la di ección downlink “Fig. 21”, de es e hecho, el amaño del paque e en la di ección downlink iene una g an dispe sión en e 50 y 500 by es “Fig. 22” [12], en la di ección uplink la asa de da os es cons an e y el amaño de paque e casi cons an e “Fig 23” [12]. Figu e 22. Tamaño de paque e s iempo en e Figu e 23. Tamaño de paque e s iempo en e llegadas (downlink). llegadas (uplink). II.3.3.2. Online Racing Simula ions. Di 2 es uno de los juegos en línea ep esen an e del ORS, donde a ios jugado es juegan en e ellos en un en o no i ual. Es a aplicación hace uso del se icio Xbox Li e pa a la con igu ación de los juegos de mul ijugado es. Cada pa icipan e in e cambia in o mación con el es o de los jugado es en una sesión y uno de los jugado es ac úa como un se ido (nodo), sin emba go es a con igu ación 20 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC se puede cambia de o ma dinámica, incluso den o de una misma sesión. De es o concluimos que el á ico en Di 2 depende del núme o de jugado es ac i os, que pa icipan en el juego de una mane a lineal. La asa de paque e mues a picos cla os en las dos di ecciones, 12 /s pa a downlink y 11 /s pa a uplink “Fig. 24” [12]. El amaño cons an e de es os paque es conduce a una asa de da os que iene picos simila es, en es e juego es el alo 600 By e/s, con sólo una pequeña a iación “Fig. 25” [12]. Figu a 24. Tasa de paque e, Di 2. Figu a 25. Tasa de da os, Di 2. Las Figu as 26 y 27 [12], mues an un amaño de paque e cons an e cen ado al ededo de 90 ms ( iempo en e llegadas) en las dos di ecciones. Es os pa áme os son medidos median e analiza el lujo de á ico de ed en e dos nodos, el á ico comple o pa a odos los nodos con iene un lujo de á ico adicional po pa icipan e, lo que esul a en un aumen o mul iplica i o en la asa de paque e y la asa de da os. Figu e 26. Tamaño de paque e s iempo en e Figu e 27. Tamaño de paque e s iempo en e llegadas (downlink). llegadas (uplink). 21 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC II.3.3.3. Massi e Mul iplaye Online Role-Playing game. MMORPG ep esen a un caso ex emo de aplicación de juegos en línea. Es as aplicaciones sólo se pueden juga en línea y los se ido es ag egan miles de jugado es al mismo iempo. Uno de es e ipo de juego es Wo ld o Wa c a (WOW), es e juego u iliza TCP como p o ocolo de anspo e, u ilizando push- lags pa a ga an iza el iempo de en ega de los paque es [12]. La asa de paque es de WOW cen ada al ededo de 5 /s en las dos di ecciones “Fig. 28” [12], es a asa en compa ación con la asa de paque es del juego OA es signi ica i amen e más baja y es o debido a que los juegos MMORPG son aplicaciones de menos eacción y más es a égicos que equie en una asa de ac ualización de in o mación más pequeños. Figu a 28. Tasa de paque e, WOW. Figu a 29. Tasa de da os, WOW. La Figu a 29 [12], ep esen a una di e encia in e esan e de la asa de da os en e las dos di ecciones, mien as que la asa de paque es pa a las dos di ecciones es simila “Fig. 28”, es os esul ados se pueden e i ica en “Fig. 30” y “Fig. 31” [12]. La Figu a 30 mues a un componen e ue e pa a un iempo en e llegadas de 200 ms en un g an in e alo de amaño de paque e, y en la di ección uplink la mayo ía de los paque es ienen iempo en e llegadas cons an e “Fig.31”. Es os pa áme os son medidos pa a un único jugado . Figu e 30. Tamaño de paque e s iempo en e Figu e 31. Tamaño de paque e s iempo en e llegadas (downlink). llegadas (uplink). 22 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC III. MACHINE TYPE COMMUNICATION (MTC). III.1. M2M : Visión gene al. III.1.1. M2M: Es ánda es. La comunicación M2M (machine o machine) o MTC como se denomina en 3GPP, es una o ma de comunicación de da os que in oluc a una o más en idades que no necesa iamen e equie en la in e acción humana o in e ención en el p oceso de la comunicación. Es e ipo de comunicación ep esen a un pun o impo an e en ICT (In o ma ion and Communica ions Technologies) median e habili ando el u u o de IoT (In e ne o Things), y se espe a que expe imen a un c ecimien o signi ica i o en el 2020 a 50 millones de disposi i os in e conec ados. Es o ha mo i ado a las o ganizaciones a se más ac i as en el p oceso de es anda ización M2M como ETSI, 3GPP e IEEE. El ETSI, ha es ablecido Comi é Técnico pa a M2M (TC M2M) pa a desa olla es os es ánda es necesa ios. Se en oca en desa ollo de una a qui ec u a end- o-end con én asis en la capa in e media pa a los se icios (middlewa e), que in oluc a en di eccionamien o, localización, calidad de se icio, ges ión, in e aces y o as cues iones, de o ma que los se icios sean independien es de las ecnologías exis en es en las edes de acceso. Además, se especi ican a ias capacidades de se icios que pe mi en o ece las uncionalidades eque idas po di e en es aplicaciones M2M [13] [14]. El 3GPP, po su pa e man iene y desa olla las especi icaciones y epo es écnicos pa a los sis emas de comunicaciones mó iles, po es e mo i o se enca ga de de ini las ca ac e ís icas y equisi os pa a MTC, se de inen 2 escena ios pa a MTC, disposi i os MTC comunicados con uno o más se ido es MTC y disposi i os MTC comunicados con o os disposi i os MTC [15]. El IEEE, es anda iza la in e az de ai e y las unciones elacionadas con el WLL (Wi eless Local Loop), po medio de la especi icación IEEE 802.16p, en la que se de ine un pun o de ag egación pa a disposi i os no compa ibles con 802.16 y o os disposi i os M2M que son compa ibles. O os es ánda es como, IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.15.3 (Zigbee), IEEE 1451 (senso ne wo ks) y IEEE 2030 (sma g id). El ITU, se enca ga del á ea de edes de senso es in eligen es, como SUN (sma ubiqui ous ne wo ks), USN, MOS (Machine o ien ed Communica ion) y IoT. III.1.2. M2M: A qui ec u a y componen es. El ETSI, conside a la ed M2M como una es uc u a de 5 pa es [16]: (1) Disposi i os, no malmen e embebidos en un disposi i o in eligen e y son capaces de esponde a pe iciones o en ia da os. (2) Ga eway, ac úa como una en ada a o a ed, además de p o ee in e acción e in e conexión en e los disposi i os. (3) Red de á ea M2M, p opo ciona conexión en e odos ipos de disposi i os 23 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC in eligen es (o senso es) y ga eways. (4) Red de comunicación, pe mi e conexiones en e ga eways y aplicaciones. (5) Aplicaciones, ans ie en da os a a és de di e sos se icios y son u ilizadas po mo o es de p ocesos de negocio especí icos. Es un agen e de so wa e analizan los da os, oman acciones y epo an esul ados. Ejemplos de edes de á ea M2M incluyen p incipalmen e las ecnologías de ed de á ea pe sonal (PAN), como IEEE 802.15, UWB (Ul a-WideBand), Zigbee y Blue oo h o edes locales, como PLC (powe line communica ion), Wi-Fi, Fem ocell. La Tabla 9 [17], indica las p incipales ecnologías pa a ed de á ea M2M. Las edes de comunicación en e ga eways M2M y las aplicaciones, se incluyen edes como xDSL, WiFi, sa éli e, GSM, GPRS, WiMAX y LTE. Es ánda Á ea Tasa (Mbi /s) Ene gy- cons ained aplicaciones SRD (Sho Range De ices) Pe sonal <0.02 No Wi eless audio, RFID UWB Pe sonal >100 No Video, iles sha ing ZigBee/6LoWPAN (IEEE 802.15.4) Pe sonal <0.25 Yes Senso s, moni o ing Blue oo h Pe sonal 3.00 (V2.0) Yes Music sha ing PLC Local >4.5 No Sma powe g id M-BUS Local <0.0096 No Consump ion me e s Wi-Fi Local 108(802.11g+) No Wa e me e ing Fem ocell Local >7.2 No Cellula phones Tabla 9. Tecnologías pa a la ed de á ea M2M. III.1.3. M2M: Aplicaciones. El 3GPP [15], ha di idido las posibles aplicaciones MTC en 7 g andes á eas: 1- Segu idad: Sis emas de igilancia, Respaldo a líneas e es es, Con ol de acceso ísico y Segu idad coche/conduc o . 2- Ras eo y Seguimien o: Ges ión de lo as, Ges ión de ó denes, Pague mien as conduce, Ras eo de ac i os, Na egación, In o mación del á ico, Peajes y Op imización del á ico. 3- Pagos: Pun os de Ven a (PoS), Máquinas expendedo as y Maquinas de juegos. 4- Salud: Moni o ización de signos i ales, Apoyo a ancianos y discapaci ados, Telemedicina y Diagnos ico emo o. 5- Con ol y Man enimien o Remo o: Senso es, Iluminación, Bombas, Vál ulas, Con ol de ascenso es, Con ol de máquinas expendedo as y Diagnos ico de ehículos. 6- Medición: Ene gía, Gas, Agua, Cale acción, Con ol de edes eléc icas y Medición indus ial. 7- Disposi i os de Consumo: Ma co de o os digi ales, Cáma a digi al y Lib o elec ónico (eBook). 24 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC III.1.4. Requisi os de se icio. Las aplicaciones MTC no odos ienen las mismas ca ac e ís icas. Es o implica que solo una op imización del sis ema no es adecuado pa a odas las aplicaciones MTC. Po consiguien e, en 3GPP [15], se de inie on unos equisi os de se icio especí icos que se adap an a si uaciones pa icula es de las comunicaciones MTC. Las siguien es ca ac e ís icas MTC se han de inido:  Mo ilidad educida: aplica a disposi i os MTC que no se mue en, se mue en muy poco, o lo hacen en cie a localidad.  Tiempo con olado: ú il pa a aplicaciones que pe mi an en ia / ecibi in o mación en un momen o de inido, la ansmisión se ealiza solo du an e in e alos de iempo de e minados.  Tiempo ole an e: disposi i os MTC a los que se les p ohíbe el acceso empo al a la ed de acceso, y pueden e asa la ans e encia de sus da os.  Solo conmu ación de paque es (PS): disposi i os MTC que solo equie en se icios PS, en luga de conmu ación de ci cui os (CS).  Poca ansmisión de da os: solo en ia o ecibi pequeñas can idades de da os, u ilizando la mínima señalización posible.  Mó il o iginado sólo (MO): no se pe mi e la opción de inaliza en el mó il (MT) y se educen los p ocesos de ges ión de la mo ilidad.  Mó il Te minado In ecuen e (MT): aunque se espe an p incipalmen e comunicaciones MO, la ed debe á man ene in o mación ac ualizada del es ado de los disposi i os MTC.  Moni o ización MTC: supe isa el compo amien o de un disposi i o MTC de acue do a sus ca ac e ís icas, cambio de SIM o localidad, obo.  Mensaje de ala ma de p io idad (PAM): mensaje de ala ma con p e e encia sob e cualquie o a ca ac e ís ica MTC en caso de obo o andalismo.  Conexión segu a: asegu a la conexión en e disposi i os MTC y se ido es MTC.  Ubicación de dispa o especí ico: co esponde al caso donde solo se ac i an disposi i os MTC en un á ea especí ica, basados en la in o mación de su ubicación.  La ed p o ee el des ino pa a el enlace de subida: la ed debe p o ee una di ección IP de des ino pa a el á ico uplink, desde el disposi i o MTC.  T ansmisión in ecuen e: el pe iodo en e dos ansmisiones consecu i as desde el disposi i o MTC, en ío o ecepción de da os, es muy g ande.  Ca ac e ís icas MTC basadas en g upo: ges ión op imizada de odos los disposi i os MTC que pe enecen a un mismo g upo MTC (polí icas de con ol, di eccionamien o IP y o as). 31 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC Figu a 34. Es ado básico de la Máquina M2M. En la mayo ía de los di e en es ipos de disposi i os de senso es, el á ico se puede desc ibi con las mismas ecuaciones y pa áme os comunes que deben se conocidos o es imados pa a calcula la can idad de da os [21]:  N: El núme o de disposi i os o senso es M2M.  X ame: La sob eca ga máxima del P o ocolo (Campos de di ección, campos de segu idad, checksums, e c).  Xpayload: La ca ga ú il del P o ocolo.  Fhea bea : La ecuencia de ansmisión de da os pa a senso es inac i os, cada cuan o ocu e hea bea una ez /minu e).  F igge : La ecuencia de dispa o, cada cuan o ocu e un dispa o (Un in e up o de la luz puede se a ias eces al día y pa a una ala ma de incendio espe emos que nunca).  Th: El á ico de subida de Hea bea (Mby es/yea ), can idad o al de á ico hea bea que iene de un ipo de senso cada año.  T : El á ico de subida de dispa o, can idad de á ico de subida gene ada po un dispa o especí ico.  F h eshold: La ecuencia de la ansmisión de da os de senso es ac i os después de habe sido dispa ado.  Th eshold: Dis ancia de los alo es umb al del senso .  ∂y ∂ ⁄: La asa del en o no del senso que cambia con espec o a lo que moni o iza El pa áme os F h eshold solo es aplicable en senso es ipo ala ma, como es os ipos de senso es que moni o izan el en o no el que cambia con el iempo. Po ejemplo, cuando un disposi i o de ale a de uga de agua moni o iza la humedad, p ime o se á en el modo sleep cuando la humedad es á po debajo de cie o umb al. Cuando hay una uga y el umb al de humedad es supe io el disposi i o despe a á y en ía una ale a. Las siguien es ecuaciones son pa a calcula el á ico hea bea y dispa o: 32 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC Ecuación 1: Pa a calcula el á ico o al de hea bea (keep-ali e) 𝐓hea bea = N x 𝐅𝐡𝐞𝐚𝐫𝐛𝐞𝐚𝐭 ( 𝐗𝐟𝐫𝐚𝐦𝐞 + 𝐗𝐩𝐚𝐲𝐥𝐨𝐚𝐝 ) Ecuación 2: Calcula el á ico o al de dispa o pa a senso es de ipo sin ala ma 𝐓𝐁𝐮𝐫𝐬𝐭 = N x 𝐅𝐭𝐫𝐢𝐠𝐠𝐞𝐫 ( 𝐗𝐟𝐫𝐚𝐦𝐞 + 𝐗𝐩𝐚𝐲𝐥𝐨𝐚𝐝 ) Ecuación 3: Calcula el á ico o al de dispa o pa a senso es de ipo ala ma (7) 𝐓𝐁𝐮𝐫𝐬𝐭 = N x 𝐅𝐭𝐫𝐢𝐠𝐠𝐞𝐫 x 𝐅𝐭𝐡𝐫𝐞𝐬𝐡𝐨𝐥𝐝 ( 𝐗𝐟𝐫𝐚𝐦𝐞 + 𝐗𝐩𝐚𝐲𝐥𝐨𝐚𝐝 ) Ecuación 4: Calcula el alo 𝑓𝑡h eshold pa a la Ecuación 3 𝐅𝐭𝐡𝐫𝐞𝐬𝐡𝐨𝐥𝐝 = 𝛛𝐲 𝛛𝐭 ⁄ / Th eshold III.3.1. Senso es de medición. Las ca ac e ís icas del á ico o el impac o de la ed de las aplicaciones de senso es de medición se pueden desc ibi como [22]:  Sin mo ilidad pa a senso es es aciona ios.  Baja asa de ans e encia de da os.  Compo amien o p edecible (en gene al, los senso es de medición es án con igu ados pa a in o ma da os pe iódicamen e).  Tole an es al e aso.  E ec o de sinc onización (senso es es án con igu ados pa a es ablece la conec i idad simul áneamen e e in o ma da os). En los senso es de medición exis en dos ipos de senso es, senso es de ipo no ala ma (como medido eléc ico, in e up o es de luz, e c.) y senso es de ipo ala ma (como los senso es de de ección de humo o humedad y medido de empe a u a). En una in es igación pa a es udia las ca ac e ís icas del á ico M2M pa a es o ipo de senso es, median e un modelo de domó ica los au o es han calculado el á ico hea bea (keep-ali e) y el á ico igge en una ed de senso es WPAN [21]. La Tabla 12 [21], mues a la can idad de da os que se p oducen en un año con espec o al á ico de la ed y el á ico de aplicación especí ico (goodpu ). El á ico de ed se usa pa a man ene la ed i a (keep-ali e) al ene disposi i os que señalen pe iódicamen e su es ado ac ual. En IEE 802.15.4 es o se esuel e con los nodos que piden al coo dinado si hay nue os da os pa a ellos, en iando una ama MAC con 1 oc e o de ca ga ú il especi icando un mensaje de solici ud de da os. El X ame es la suma del MAC (39B) + NWK (28B) + APS (8) + ZCL (4B) = 79 By es (cabece as ZigBee 64 bi ). 33 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC Tipo Nume o de nodos (p omedio)(N) 𝐗𝐟𝐫𝐚𝐦𝐞 𝐗𝐩𝐚𝐲𝐥𝐨𝐚𝐝 𝐅𝐡𝐞𝐚𝐫𝐛𝐞𝐚𝐭 𝐓𝐡 (Mby es/yea ) 2 salas 8 salas (By es) (By es) (Hz) Min Max De ec o humedad 3 5 79 1 6 x 10−4 4 7 De ec o humo 2 8 79 1 2 x 10−2 80 321 Cen o de Sis ema de segu idad 1 1 79 1 2 x 10−2 40 40 In e up o es de luz 20 40 79 1 6 x 10−4 27 53 Medido eléc ico 1 1 79 1 6 x 10−4 1 1 Enchu es eléc icas 10 40 79 1 6 x 10−4 13 53 Tempe a u a 3 10 79 1 6 x 10−4 4 13 To al 40 105 170 489 Tabla 12. T á ico Hea bea basado en especi icación ZigBee con 64 bi de di ección. Según es a abla el de ec o de humo y el sis ema de segu idad p oducen una g an can idad de á ico hea bea a pesa del núme o de unidades en cada sis ema es pequeño, compa ando es e á ico con el g an núme o de in e up o es de luz, se e que la di e encia se debe a la ecuencia polling. La al a ecuencia de polling de los de ec o es de humo y sis emas de segu idad se debe a las ala mas de es os sis emas en iempo c í ico. Los demás senso es no son c í icos y p oducen una conside able menos can idad de á ico de Hea bea . Tipo Nume o de nodos (p omedio)(N) 𝐗𝐟𝐫𝐚𝐦𝐞 𝐗𝐩𝐚𝐲𝐥𝐨𝐚𝐝 𝐅𝐭𝐫𝐢𝐠𝐠𝐞𝐫 𝐅𝐭𝐡𝐫𝐞𝐬𝐡𝐨𝐥𝐝 𝐓𝐭 (Mby es/yea ) 2 salas 8 salas (By es) (By es) eces po año (Hz) Min Max De ec o humedad 3 5 79 2 2.5 x 10−2 1.7 x 10−2 10−7 2 x 10−7 De ec o humo 2 8 79 4 1. 2 x 10−3 2 x 10−1 4 x 10−8 2 x 10−7 Veces po día Cen o de Sis ema de segu idad 1 1 55 100 144 7.77 7.77 In e up o es de luz 20 40 79 2 5 NA 2.82 5.64 Medido eléc ico 1 1 79 100 144 NA 8.97 8.97 Enchu es eléc icas 10 40 79 4 3 NA 0.87 3.47 Tempe a u a 3 10 79 4 5 NA 0.43 1.44 To al 40 105 21 27 Tabla 13. T á ico T igge (Dispa o) basado en especi icación ZigBee con 64 bi de di ección. La Tabla 13 [21], indica una es imación de la can idad de á ico (e en -d i en) que se en ia á ue a de la casa a a és de la conexión WAN del ga eway. Se mues a que el á ico de dispa o en los senso es de humo y humedad es mínimo, ya que es sólo cuando las ala mas dispa a an y en ían un mensaje de e en o, pe o es o no suele a pasa . Los sis emas de segu idad ienen la mayo pa e 34 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC del á ico. El medido de elec icidad y el sis ema de segu idad ienen al as ecuencias de dispa o y payloads, desde que las compañías ope ado as que son esponsables necesi an al a iabilidad y segu idad. En los senso es ipo ala ma el pa ón de á ico keep-ali e se puede modela u ilizando modelo de á ico ON/OFF con iempo en e salidas cons an e pa a imi a la na u aleza pe iódica de los mensajes keep-ali e. Mien as que el pa ón de á ico en á agas (e en -d i en) se puede modela u ilizando modelo de á ico ACTIVE-OFF con dis ibución de Weibull con asa λ y el pa áme o de o ma k [12]. III.3.2. Au omoción. La Au omoción se basa en disposi i os M2M equipados con senso es in eg ados en los coches y aplicaciones elacionados de ed que p opo cionan muchos se icios como au opilo o, as eo y de ene los ehículos obados, pay-as-you-d i e (segu o de au omó il). Las ca ac e ís icas del á ico o el impac o de la ed de las aplicaciones de au omoción se pueden desc ibi como [22]:  Al a mo ilidad.  Al a asa de ans e encia de da os, en pa icula pa a aplicaciones come ciales. El se icio au opilo o incluye an o la de ección de colisión de ehículo y e i a la colisión y cómo se oman las acciones de u gencia en caso de un acciden e. Se basa en disposi i os M2M equipados con senso es in eg ados en los coches y el en o no que odea y se u iliza en los sis emas de conducción au omá ica. Es os disposi i os M2M (au omó iles, unidades de señal de á ico, cáma as de au opis a) en ían in o mación a un sis ema BCAS (backend collision a oidance sys em). El sis ema backend dis ibuye no i icaciones a odos los ehículos en el en o no de la ubicación de la colisión, jun o con la in o mación necesa ia pa a los con oles co espondien e en los coches a ec ados. En odos los coches que eciben, los sis emas de conducción au omá ica en base a la in o mación ecibida con olan el coche o almen e o pa cialmen e ( enos ac i ados, cambió en la di ección, cin u ones de los asien os ap e ados, e c.), si no hay un sis ema de es e ipo en un coche, el conduc o se no i ica [12]. Hay dos pa ones p incipales de á ico pa a el au opilo o el p ime o keep-ali e, mensajes pe iódicos de baja asa de da os (GPS, elocidad, iempo) desde los disposi i os M2M al sis ema backend (una ez po minu o, en el o den de 500B po mensaje). El segundo, á aga (e en -d i en), señales de eme gencia de al a asa de da os desde el backend a los disposi i os M2M incluyendo comandos de a iso y ac i ación (cada á aga en el o den de 1-2kB). La Tabla 14 [12], indica el á ico pa a los dos pa ones. El 𝐗𝐟𝐫𝐚𝐦𝐞 es la suma de TCP / IP 4 (40 B), PDCP (2B), RLC-AM (4B) y MAC (4B) amaño de la cabece a, y es imado como 49 by es. 35 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC T á ico N 𝐗𝐟𝐫𝐚𝐦𝐞 𝐗𝐩𝐚𝐲𝐥𝐨𝐚𝐝 𝐅𝐡𝐞𝐚𝐫𝐛𝐞𝐚𝐭 𝐅𝐭𝐫𝐢𝐠𝐠𝐞𝐫 𝐅𝐭𝐡𝐫𝐞𝐬𝐡𝐨𝐥𝐝 Keep-ali e 100 48 500 B 1s NA NA Rá aga 100 48 1-2 KB NA - - Tabla 14. Los pa áme os de á ico pa a au opilo o. El pa ón de á ico keep-ali e se puede modela u ilizando modelo de á ico ON/OFF con iempo en e salidas cons an e pa a imi a la na u aleza pe iódica de los mensajes keep-ali e. El segundo pa ón de á ico (e en -d i en) se puede modela u ilizando modelo de á ico ACTIVE- OFF con dis ibución exponencial y asa media, como la ansmisión de da os desde máquinas o senso es se p oduce cuando se ac i an y se con ie en en ac i o. Figu a 35. Modelo de e e encia pa a el au opilo o. La Figu a 35 [12], ep esen a el diag ama de es ado pa a los di e en es es ados del au opilo o. Cuando odo es co ec o, los coches y los senso es de ca e e a es án en iando mensajes de ac ualización pa a de ección de colisión. Cuando ocu e un acciden e la de ección de colisiones es ans e ida al es ado e i ación de colisiones y se p oduce el á ico de á aga. III.3.3. Juegos M2M. Uno de muchos posibles juegos M2M es la ca e a i ual de bicicle as eales. Los compe ido es in e cambian in o mación en e ellos, in o mación de mediciones son omadas po senso es (GPS, empe a u a, humedad, elocidad, e c.), y son u ilizados po la aplicación pa a calcula las posiciones equi alen es de los pa icipan es y pa a mos a les el es ado co espondien e (po ejemplo, "us ed es á lide ando po 10 m"). El núme o de compe ido es puede se más que dos, y odos los compe ido es deben in e cambia in o mación y las aplicaciones deben p esen a pa a odos los pa icipan es el es ado de o os compe ido es. Pa a un g an núme o de compe ido es (100 o más), un se ido de aplicaciones co espondien e debe se u ilizado. Du an e la ca e a se les in o man sob e el luga y las dis ancias en e ellos [12]. 36 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC El pa ón de á ico pa a es e juego es compa able a una ansmisión pe iódica cons an e de baja asa de da os en e los disposi i os M2M con pe íodos más co os como el in de la ca e a es á cada ez más ce ca. Es e pa ón de á ico ambién se puede modela como un modelo de á ico ON/OFF clásico con iempo en e salidas monó ona dec ecien e. La Tabla 15 [12], mues a el á ico pa a el pa ón keep-ali e, los paque es que con ienen los da os del GPS y senso es son de amaño 10-15 KB (Xpayload) y deben se in e cambiados ap oximadamen e cada 100 ms (Fhea bea ), lo que co esponde a una esolución de 1.4 m (la p ecisión del GPS). La aplicación debe conoce las posiciones de odos los compe ido es con espec o al in de la ca e a y cuando los compe ido es es án ce ca del inal, los paque es deben se en iados cada 70 ms (Fhea bea ) que co esponde a una esolución de 1 m. Las asas de da os no malmen e no son supe io es a 10 kb/s (solo 15 kb/s en la ase inal de la compe ición). T á ico N 𝐗𝐟𝐫𝐚𝐦𝐞 𝐗𝐩𝐚𝐲𝐥𝐨𝐚𝐝 𝐅𝐡𝐞𝐚𝐫𝐛𝐞𝐚𝐭 𝐅𝐭𝐫𝐢𝐠𝐠𝐞𝐫 𝐅𝐭𝐡𝐫𝐞𝐬𝐡𝐨𝐥𝐝 Keep-ali e 2-100 79 10-15 KB 70-100ms NA NA Tabla 15. Los pa áme os de á ico pa a la ca e a i ual de bicicle as. La Figu a 36 [12], ep esen a el diag ama de es ado pa a los di e en es es ados de la ca e a i ual de bicicle as. Hay dos es ados: Es ado del compe ido y sis ema de juego i ual. Los compe ido es es án en iando sus da os al se ido de aplicación y luego el se ido en ía los da os p ocesados a los compe ido es. Figu a 36. Modelo de e e encia pa a la ca e a i ual de bicicle as. III.3.4. Ras eo de equipos. Las aplicaciones TT (Team T acking), se u ilizan pa a moni o iza la posición de a ios nodos en un dado en o no pa a conocimien o de la si uación y plani icación de la acción. Una aplicación ípica del TT es la moni o ización de bombe os o policías en un á ea dada du an e una ope ación (po ejemplo, edi icio). Es impo an e ene una imagen up- o-da e de la si uación, pa a pe mi i la eac i idad y ges iona el equipo eniendo en cuen a las posiciones y los iesgos asociados. Una moni o ización cons an e es ob enida po un sis ema de localización y la conec i idad en e los nodos 37 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC y el cen o de con ol. Es e ipo de aplicación es no malmen e ejecu ado en edes ad hoc de malla desplegada pa a necesidades especí icas, po lo an o, el cen o de con ol puede es a ce ca ísicamen e de uno de los nodos de la ed o puede es a ísicamen e lejos. Si es lejos, un nodo de la ed o ece conec i idad a una ed oncal IP pa a llega al cen o de con ol [12]. Los sis emas TT se a an con lujos da os sepa ados: in o mación de localización, o os, ex o o da os pa a los nodos, y cada lujo puede ene su je a quía de p io idades en las es icciones de QoS. Po ejemplo, la in o mación sob e los nodos (es ado del nodo, ni el de ba e ía, e c.) no iene es icciones de en ega, pe o necesi a iabilidad pa cial. Po o o lado, las ac ualizaciones de posición no ienen es icciones de iabilidad, en el sen ido de que, dependiendo de la asa de los mensajes y el ipo de escena io ope a i o, pe de algunos paque es puede se posible. T á ico N 𝐗𝐟𝐫𝐚𝐦𝐞 𝐗𝐩𝐚𝐲𝐥𝐨𝐚𝐝 𝐅𝐡𝐞𝐚𝐫𝐛𝐞𝐚𝐭 𝐅𝐭𝐫𝐢𝐠𝐠𝐞𝐫 𝐅𝐭𝐡𝐫𝐞𝐬𝐡𝐨𝐥𝐝 Keep-ali e (GPS) <10 79 10B-1 KB 1-60 s NA NA Keep-ali e (Email) <10 79 1-2 KB 600s NA NA Keep-ali e (Fo o) <10 79 300 KB 600s NA NA Tabla 16: Los pa áme os de á ico pa a el TT. Hay dos pa ones p incipales de á ico pa a el TT el p ime o keep-ali e, mensajes pe iódicos de baja-mediana asa de da os (GPS, o o, ex o, iempo) desde el equipo al cen o de comando. El segundo, á aga (e en -d i en), señales de ac i idad de plani icación de baja asa de da os desde el cen o de comando al equipo. La Tabla 16 [12], indica el á ico keep-ali e pa a es pa ones en pa alelo. La Figu a 37 [12], ep esen a el diag ama de es ado pa a los di e en es es ados del TT. Figu a 37. Modelo de e e encia pa a TT. 38 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC IV. CONCLUSIONES. En es e abajo hemos clasi icado dos ca ego ías p incipal de uen es de á ico, la p ime a ca ego ía es las uen es HTC incluye uen es de oz, uen es de ideo y uen es de da os. Las uen es de oz gene an á ico a una asa en e 5 y 64 Kbps, las ca ac e ís icas ( iempo en e llegadas, amaño de paque e) de una uen e de oz o una uen e de ideo son o almen e di e en es dependiendo del códec u ilizado, cada códec gene a un pa ón de á ico di e en e el mejo ajus e que desc ibe es a pa ón es la dis ibución gamma pa a di e en es codecs de oz y ideo (GSM 06.10, G.711, G.729, H.263, H.263+ y H.264), o o pa áme o impo an e que de ine el compo amien o de una uen e de oz es la du ación del pe íodo ac i o ON y el pe íodo de inac i idad OFF donde el mejo dis ibución que desc ibe el compo amien o de las dos pe iodos es la dis ibución logno mal. A di e encia de las uen es de oz las uen es de ideo ienen una asa de gene ación más al a en e 30 Kbps y 10 Mbps dependiendo del códec y el mo imien o. O os pa áme os ca ac e izan las uen es de ideo, el núme o de cuad os ( ps) o si se es udian a ni el de GOB el núme o de GOB (GOB/s). Las uen es de da os ienen ca ac e ís icas di e sas en compa ación con el á ico de oz y de ídeo dependiendo del ipo de uen e y es o las hace más di íciles de sopo a en la ed debido a la p e isibilidad baja de á ico, en las uen es de á ico FTP el compo amien o del p o ocolo TCP en conexión conges ionada que impo a más que el amaño del iche o y el mejo ajus e que desc ibe el pa ón del á ico gene ado po FTP es la dis ibución gamma. El á ico de los juegos en línea depende p incipalmen e del ipo de juego que se ejecu a el clien e, En el caso de los juegos FPS las uen es de á ico gene an la asa de paque e más al a de odos los juegos (91 paque e/s), pa a ORS 11 paque e/s y en el caso de MMORPG la asa es baja (5 paque e/s). En gene al los modelos de á ico MTC son de á ico ag egado como el modelo 3GPP, de inen el á ico MTC como un lujo de múl iples disposi i os, que equie en modelos de uen e pe o cada modelo sea po cuen a del disposi i o, las p oblemas en los modelos de uen e son la can idad de disposi i os que deben modela en pa alelo y la co elación an o espacial como empo al en e los disposi i os, los Modelos de á ico CMMPP solucionan es as p oblemas. La segunda ca ego ía es las uen es MTC, hemos clasi icado cua o ipos según la aplicación (senso es de medición, au omoción, juegos M2M y as eo de equipos), los paque es ansmi idos po es as aplicaciones consis en en los da os medidos más la sob eca ga del p o ocolo y gene almen e son pequeños, el compo amien o de las edes de senso es es de aplicación especí ica y los pa áme os más impo an es que a ec an a es e compo amien o son la ecuencia de dispa o, la sob eca ga del á ico hea bea y la sob eca ga del á ico e en -d i en. El á ico MTC iene pa ones de á ico muy especí icos, exis en dos pa ones p incipales que desc iben el compo amien o del á ico gene ado po las cua o aplicaciones, el p ime o es keep-ali e o hea bea mensajes 39 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC pe iódicos desde el nodo MTC hacia el se ido con un amaño de da os cons an e y el segundo pa ón de á ico (e en -d i en) o en á agas desde el se ido hacia el nodo MTC con asa de da os depende de la aplicación. V. AGRADECIMIENTOS. A mi di ec o el D . Miguel Angel Rod íguez po habe me dado la opo unidad de ealiza es e abajo, po su disponibilidad, su buen hace , po con ia en mí y da me ánimos pa a lle a a é mino es e abajo, al p o eso Angel Gómez quien me saco de dudas en momen os opo unos. A mi pad e el Doc o Rabah Muhana y a mi mad e No han Al nono. A mi he mano el Doc o Ma wan Muhana po que es un pun o de e e encia esencial en mi ida y aunque es é lejos de mí siemp e ha es ado conmigo, en los momen os buenos y malos y siemp e apoyándome. 40 Clasi icación de uen es de á ico HTC y MTC VI. BIBLIOGRAFÍA [1] J. E ans and C. Fils ils, “Deploying IP and MPLS QoS o Mul ise ice Ne wo ks: Theo y and P ac ice”, Mo gan Kau mann (2007). [2] R. Gole a, D. A amian, S. Mi che and D. Dimi o a, “3G Ne wo k T a ic Sou ces Measu emen and Analysis”, T ansac ions on Eme ging Telecommunica ions Technologies, 25, (2014), 8, pp. 798‐ 814. DOI: 10.1002/e .2703. [3] B ady, P.T., “A model o gene a ing on-o speech pa e ns in wo-way con e sa ions”, Bell Sys . Tech. J., 1969, 48, pp. 2445–2472. [4] P ag ong, P., Ahmed, K.M., E ke and T.J., “Analysis and Modelling o oice o e IP a ic in he eal ne wo k”, IEICE T ans. In . Sys ., 2006, E89-D, (12), pp. 2886–2896. [5] A.D. Shaikh, K.J Blow, M.A. Ebe ha d and S.A. Fowle , “Language independen on–o oice o e IP sou ce model wi h logno mal ansi ions”, IET Communica ions, 7 (2013), DOI: 10.1049/ie ‐ com.2012.0686, 1449 ‐ 1455. [6] R. He nández Cuenca, “Clasi icación De Los Modelos De Fuen es De Video Sob e In e ne ”, Ma e en Ingenie ía Elec ónica, Pon i icia Uni e sidad Ja e iana. [7] O. Rose, and M. R. F a e , “A Compa ison o Models o VBR Video T a ic Sou ces in B-ISDN”, Tech. ep., Uni e si y o Wu zbu g 1993. [8] H. Hassan, J.M GARCIA and O. BRUN, “Gene ic Modeling o Mul imedia T a ic Sou ces”, Labo a o y o Analysis and A chi ec u e o Sys ems, F ance. [9] K unz M. and Makowski M., “Modeling Video T a ic Using M/G/∞ Inpu P ocesses: A comp omise be ween Ma ko ian and LRD Models”, IEEE Jou nal o Selec ed A eas in Communica ions, pp.733-748, (1998). [10] Recommenda ion ITU-T Q.3925, “T a ic low ypes o es ing quali y o se ice pa ame e s on model ne wo ks”, 2012. [11] Gomes J. V. P., Inacio P. R. M., Lakic B., F ei e M. M., da Sil a H. J. A., and Mon e io P. P., “ Sou ce a ic analysis”, ACM T ansac ions on Mul imedia Compu ing, Communica ions, and Applica ions, 2010. [12] FP7 lola p ojec , "Achie ing Low-La ency in Wi eless Communica ions", P ojec Nº 248993, EURECOM and TuV, F ance. [13] ETSI TS 123 107 V12.0.0, “Quali y o Se ice (QoS) concep and a chi ec u e”, sep iemb e.2014. [14] ETSI TS 123 207 V12.0.0, “End- o-end Quali y o Se ice (QoS) concep and a chi ec u e”, Sep embe , 2014. [15] 3GPP TS 22.368 11.2.0, “Se ice equi emen s o machine- ype communica ions”, Jun.2011. [16] ETSI TS 102 690: "Func ional a chi ec u e", 1.1.1, 2011. [17] M. Chen, J. Wan and Fang Li “Machine- o-Machine Communica ions: A chi ec u es, S anda ds and Applica ions”, KSII T ansac ions on in e ne and in o ma ion sys ems VOL. 6, NO. 2, Feb ua y, 2012. [18] M. Lan, P. S oboda, N. Nikaein, M. Rupp, “T a ic Models o Machine Type Communica ions”, Wi eless Communica ion Sys ems (ISWCS 2013), P oceedings o he Ten h In e na ional Symposium on, 27-30 Aug. 2013, ol., no., pp.1,5. [19] 3GPP TR 37.868, “S udy on RAN Imp o emen s o Machine- ype communica ions”, Sep embe , 2011. [20] T. P., S.N.K.Ma wa , Y. Zaki and C. Go g, “In luence o Fu u e M2M Communica ion on he LTE Sys em”, Wi eless and Mobile Ne wo king Con e ence. Dubai, Uni ed A ab Emi a es, 23-25 Ap il, 2013. [21] O e ad, A., “M2M T a ic Cha ac e is ics (When machines pa icipa e in communica ion)”, In o ma ion and Communica ion Technology. Mas e o Science Thesis S ockholm, Sweden 2009. [22] D. Boswa hick, O. Elloumi and O. He sen , “M2M communica ions: A sys ems App oach”, John Wiley & Sons L d, Uni ed Kingdom, 2012.