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v1.5, 3 de Noviembre de 2001.

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La figura 2, "Arquitectura de kannel" es Copyright (c) 1998 WAPIT OY LTD. All rights reserved. This product includes software developed by WAPIT OY LTD.

Introducción

Con el paso del tiempo los ordenadores han ido haciéndose más y más pequeños desde aquellos gigantes de acero y válvulas hasta los ordenadores personales de la actualidad, y estamos asistiendo ahora a la aparición de pequeños dispositivos del tamaño de la palma de la mano de potencia creciente día a día en un afán de alcanzar la posibilidad de comparación con los ordenadores de sobremesa.

A la vez, las comunicaciones se han ido haciendo cada vez más importantes, por no decir imprescindibles. Muchas personas, ya no conciben un ordenador sin conexión a otros. El ordenador aislado poco a poco va convirtiéndose en una reliquia del pasado.

Por otra parte, en los últimos años, el acercamiento de la telefonía móvil a todo tipo de gente mediante precios más o menos asequibles ha propiciado que nuestra conciencia de "estar conectados" aumente, convirtiéndonos así en "animales con necesidad de conexión", y si esta es permanente, on-line, mucho mejor.

Todas estas situaciones han propiciado que estar conectado con un teléfono móvil y poseer un ordenador personal con conexión a Internet no sea extraño a comienzos del siglo XXI.

El papel de las compañías operadoras de telefonía ha sido muy importante en esta expansión de las comunicaciones, sin duda, y han tratado y tratan de amortizar sus inversiones mediante la oferta de diferentes servicios que inciten al usuario a hacer uso de estas comunicaciones.

Uno de los servicios ofertados por estas operadoras en los teléfonos celulares de tecnología GSM es el envío y recepción de mensajes cortos, los conocidos SMS. Este servicio, que ha tenido un éxito desigual en diferentes partes del mundo, en Europa ha causado furor, contándose por cientos de millones los mensajes enviados cada mes en la mayoría de los países de nuestro entorno.

Los mensajes SMS son herederos directos de los mensajes de los equipos localizadores de personas, los llamados "buscas", pero extendiendo su funcionalidad para permitir que desde cualquier dispositivo GSM se pueda realizar un envío a otro equipo sin mediar comunicación vocal con un teleoperador.

El éxito de este servicio, el SMS, parece provenir de la sencillez y facilidad de manejo, por un lado, y de que "hay alguien al otro lado" con quien realizar el acto de la comunicación. Estos dos factores han provocado dicho éxito, aún teniendo en contra el precio del servicio en algunos casos y las limitadas características de esta comunicación.

Las posibilidades de comunicación mediante "mensajes cortos GSM" (SMS) son muchas y muy variadas, pero siempre limitadas por las características de estos mensajes, 160 caracteres, muy baja velocidad (en comparación con las lineas telefónicas convencionales), duración limitada (24 ó 48 horas normalmente, si no se entregan antes son cancelados), no es un servicio garantizado (el mensaje suele llegar pero no hay garantía de ello, ni que de lleguen en el orden en que se han enviado) y posibilidad de comunicación sólo entre teléfonos celulares GSM entre los que haya "visibilidad" (que los operadores de los dos teléfonos, emisor y receptor, tengan convenio de intercambio de mensajes). Existen muchas especificaciones de formato de mensaje para los servicios prestados a través de SMS que les dotan de gran potencia y complejidad. Pero es en el uso básico con un sistema de enlace sencillo donde se están obteniendo los mejores resultados, tanto de cantidad de mensajes enviados como de servicios que se están utilizando.

En todo caso, estas posibilidades resultan suficientes aprovechadas de forma adecuada, y una de esas formas es tener uno de los lados de la comunicación gobernado por un servicio automático que se encargue de responder a las peticiones recibidas desde múltiples teléfonos celulares. La automatización de la recepción de los mensajes SMS, su procesado y posterior respuesta es lo que conforma la funcionalidad de una pasarela SMS.

El acceso a la red GSM se puede obtener de diferentes formas. El método más sencillo es utilizando directamente un terminal GSM conectado al ordenador que actúa de pasarela. En realidad este terminal puede ser un teléfono GSM normal con su kit de conexión a PC (cable y software) o un módem GSM (igual que los modems convencionales de red telefónica básica -RTB- pero su medio de transmisión es la red GSM, no el par de hilos telefónicos).

La comunicación entre el ordenador y el terminal se suele realizar por un puerto de comunicaciones serie. Casi todos los teléfonos móviles actuales incluyen un módem GSM en su interior, de manera que la forma de comunicar ordenador y teléfono/módem GSM es la misma que con un módem de RTB convencional, es decir, comandos AT. Si el teléfono no incluye un módem GSM en su interior, es necesario comunicar con el teléfono utilizando las especificaciones del protocolo que el fabricante haya utilizado (normalmente se trata de protocolos propietarios, aunque cada vez menos). Este es el caso de algunos modelos de teléfonos Nokia como el 5110 y 6110. En GNU/Linux podemos utilizar el proyecto Gnokii, que trata de implementar el paquete de software Nokia Data Suite para la comunicación con estos teléfonos que implementan un protocolo propietario de Nokia.

El otro método más habitual para acceder a la red GSM es contactar directamente con un centro servidor de mensajes (SMSC) del operador de telefonía. Los SMSC de cada fabricante incorporan también protocolos propietarios, por lo que es necesario realizar en cada caso un dialogo diferente con cada tipo de SMSC, además de que el medio de conexión también puede variar de unos a otros (IP, Frame Relay, X.25, RDSI, ...).

Una vez comprendido el funcionamiento básico de una pasarela de mensajería SMS, nos centraremos en la unión de las redes GSM, en un lado de la pasarela, e IP, en el otro, dada su gran extensión y su uso común en todos los tipos de sistemas informáticos.

Existen, o pueden existir, otras pasarelas SMS entre las redes de telefonía celular y otras redes de ordenadores, o incluso otras redes celulares de diferente tecnología, pero no serán objeto de estudio en este documento.

Aplicaciones de una pasarela de mensajería SMS

Los posibles usos que se pueden dar a una pasarela SMS entre las redes GSM e IP son extensísimas.

Sirva la siguiente lista como ejemplo de actividades que se realizan en la actualidad con este tipo de pasarelas de mensajería:

• Correo electrónico. La pasarela convierte un mensaje de correo en SMS y un mensaje SMS en mensaje de correo, con las consiguientes generaciones/eliminaciones de cabeceras de mensaje.

• Distribución de mensajes SMS. Al igual que funcionan las listas de correo electrónico, en las que un mensaje es reenviado a lo suscriptores de la lista, en la lista de distribución de mensajes SMS la pasarela permite el mantenimiento (alta/baja/consulta) de suscriptores y envía al resto de suscriptores de la lista los mensajes que no son comandos de actuación sobre la propia pasarela.

• Recepción de alarmas de los sistemas de monitorización de servicios. Aplicaciones como "mon", "heartbeat", agentes "snmp", etc. generan avisos cuando se alcanzan ciertos eventos. Estos avisos pueden ser encaminados mediante mensaje SMS dependiendo de su importancia, para que ciertas personas sean avisadas inmediatamente.

• Transporte de contenidos web. El SMS es utilizado como paquete de transporte para hacer llegar desde el móvil al servidor la petición de una página web y desde el servidor al móvil el contenido de dicha página una vez "filtrada" para eliminar imágenes, tags html, cabeceras de página, etc.

• Concursos de preguntas y respuestas. Ante una solicitud desde el teléfono móvil para comenzar el concurso, la pasarela envía mensajes con preguntas, recibe respuestas y mantiene un contador de resultados para cada participante, de manera que se pueden generar clasificaciones.

• Sistemas de seguimiento de flotas de vehículos. Un teléfono celular unido a un módulo GPS permite enviar información acerca de la posición exacta del portador del teléfono, de manera que para flotas de vehículos se reciben sus notificaciones de posición en la pasarela y ésta actualiza una base de datos consultable por otras aplicaciones que pueden mostrar la situación de cada elemento de la flota.

• Notificación de estado de dispositivos aislados. Máquinas de vending, dispositivos de control de temperatura y presencia, etc. que se encuentren aislados y sin comunicación con una red mediante enlace físico pueden hacer uso de los mensajes SMS para recibir ordenes y para notificar de su estado (queda poca bebida, la temperatura ha superado los 45 grados, etc.). Normalmente esta comunicación se realiza sin intervención manual, por lo que realmente se conectan equipos automáticos en ambos lados. Es lo que Nokia denomina M2M (machine to machine).

Además, de inmediato, a cada persona le surgen nuevas aplicaciones, orientadas a su área de conocimiento:

• Consulta de bases de datos.

• Mantenimiento de sistemas. Consultas de estado de servicios, reinicio de los mismos, reinicio de equipos.

• Notificación de informaciones académicas. Notas, convocatorias de examen, etc.

• Banca GSM. Servicios financieros y alarmas para el seguimiento de operaciones de valores.

• Cualquier otro tipo de alarmas debido a caídas de tensión, detección de intrusos en firewalls, etc.

• Domótica. Control y consulta de dispositivos a distancia.

• Avisos de intervención para equipos médicos, mantenimiento, rescate, etc.

Dadas las características de la red GSM que permiten la movilidad de los terminales (teléfonos) en su zona de cobertura, su pueden imaginar aplicaciones que aprovechen la posibilidad de localización de un teléfono, en base a la estación base de la red que en ese momento tiene conexión con él. Sin embargo, esta información no es directamente accesible desde el exterior de la red del operador de telefonía, por lo que, salvo aplicaciones fuertemente integradas con la red del operador, no es posible su utilización.

Podríamos imaginar una aplicación que permitiera emitir mensajes SMS a teléfonos móviles entre las 2 y las 3 de la tarde en la zona de cobertura de una estación base situada junto a un restaurante que contratara los servicios de publicidad que un operador pudiera ofrecer, para que todos los que por allí cerca pasaran supieran donde está dicho restaurante. Al margen de la aplicación, podrían surgir problemas con la utilización de la posición de los terminales para operaciones no solicitadas por el propietario del terminal, ya que al fin y al cabo, la situación de cada terminal es información privada del propietario.

De cualquier manera, la pasarela de mensajería sólo trata de servir de intermediario y facilitar la labor de desarrollo de las extensiones móviles para una aplicación dada.

La pasarela de mensajería SMS/IP trata de ser como un servidor web, realiza sus tareas de cambio de formato y ajuste del mensaje, pero precisa de contenidos que realmente le den una utilidad, aunque en este caso los contenidos son pequeñas o grandes aplicaciones que permiten interactuar al usuario móvil con otro programa.

También tiene un comportamiento similar al de un Agente de Transferencia de Mensajes de correo (MTA) ya que, de alguna forma, ésa también es su tarea: el encolado, conmutado y entrega de mensajes.

Para finalizar con las utilidades de las pasarelas de mensajería SMS/IP, añadir que no hay un estándar para que las aplicaciones comuniquen con las pasarelas, en general, sino que cada una define su propio interfaz, que es diferente en todos los casos. En este aspecto queda mucho camino por recorrer para, quizás, definir un wrapper, un interfaz intermedio, normalizado, que permita la utilización de diferentes pasarelas SMS sin necesidad de realizar cambios en la aplicación.

Algunos proyectos de fuente abierto

andres@pruebas:~$ gsgc --help
Usage: gsgc [--version|--help]
       gsgc [--configfile config_file_name]
            [--debug|--nodebug]
            [--verbose|--noverbose]
            [--copyright|--nocopyright]
            [--port port_number]
            [--host host_name]
            [--syslog facility|--nosyslog]
            [--priority 1-9]
            [--smsc short_message_service_center_number]
            [--user username]
            [--password secret_password]
            [[--send dest_number[,more_dests]... message_content]
            ]
andres@pruebas:~$ gsgc --user andres --password clave \
           --host smsgate.dominio.com --priority 5 \
           --send 612345678 "mensaje de prueba"
Message sent.
	

Sep 15 18:48:26 pruebas gsgc[13707]: Starting Alamin GSM SMS Gateway - Client
Sep 15 18:48:26 pruebas gsgc[13707]: Received: OK Alamin GSM SMS Gateway
Sep 15 18:48:26 pruebas gsgc[13707]: Received: READY
Sep 15 18:48:26 pruebas gsgc[13707]: Sending: send 5 - default <list>
Sep 15 18:48:26 pruebas gsgc[13707]: Sending: 612345678
Sep 15 18:48:26 pruebas gsgc[13707]: Sending: <EOL>
Sep 15 18:48:26 pruebas gsgc[13707]: Sending: mensaje de prueba<EOM>
into queue 5 message 00004891-14660.sms.txt
Sep 15 18:48:26 pruebas gsgc[13707]: Received: WAIT Sending to 612345678
Sep 15 18:48:26 pruebas gsgc[13707]: Received: OK Message to 612345678 queued
Sep 15 18:48:26 pruebas gsgc[13707]: Received: READY
Sep 15 18:48:26 pruebas gsgc[13707]: Sending: CLOSE
Sep 15 18:48:26 pruebas gsgc[13707]: Received: OK Closing
Sep 15 18:48:26 pruebas gsgc[13707]: Received: BYE
	

Seguridad y tolerancia a fallos

En principio, la red GSM dota de una cierta seguridad a sus comunicaciones e identifica a los terminales móviles mediante un número, de manera que para la mayoría de las aplicaciones resultan suficientes las garantías que la red provee.

Sin embargo, en ocasiones, esta seguridad requiere ser reforzada con sistemas de autentificación que obliguen al usuario a teclear una clave cada vez que vaya a utilizar el servicio, y que esta clave no viaje por la linea de transmisión "en texto claro", siempre considerando que la red GSM no envía los datos directamente así, aunque, a efectos prácticos, al ser relativamente sencillo decodificar esta señal, podemos considerarlo insuficiente.

Los SIM Toolkits permiten insertar una aplicación en la tarjeta SIM, que puede llegar a ser relativamente compleja, capaz de cifrar los datos que vayamos a enviar, actuando como un filtro de nuestro mensaje. En la parte servidora se requiere entonces también un filtro para descifrar en el instante de la recepción, así como para cifrar en el siguiente envío al número del remitente. No todos los teléfonos móviles pueden utilizar aplicaciones incluidas en la tarjeta SIM.

En todo caso, la solución definitiva en cuanto a seguridad para garantizar confidencialidad absoluta, identificación del origen y destino de la comunicación, y no repudio de la actuación, puede no estar lo suficientemente madura para sistemas como el comercio electrónico o los sistemas de pago mediante el móvil.

En cuanto a la tolerancia a fallos debido a la caída de los sistemas donde se alojan los servicios, en ocasiones basta con replicar el servicio entre varios equipos en diferentes redes IP y con diferentes células GSM, de manera que los clientes (IP o GSM) envíen los mensajes a uno de varios equipos, que se encargará de su entrega y procesado.

Algunas pasarelas ya incluyen y tienen en cuenta esta funcionalidad de tolerancia a fallos, mientras que otras mantienen un "punto crítico" que puede hacer que no resulten excesivamente tolerantes.

Rendimiento

Para pequeños volúmenes de envío de mensajes, del orden de hasta, por ejemplo, unos 2000 diarios, no es necesario apenas hacer pruebas de rendimiento.

En el peor de los casos, un dispositivo GSM (un teléfono móvil o un módem GSM) puede enviar sin mucho esfuerzo hasta 4 mensajes por minuto, lo cual implica que, teóricamente, podría alcanzar hasta 5760 mensajes diarios.

Para mayores volúmenes, puede ser suficiente con elegir el dispositivo GSM adecuado o incrementar el número de dispositivos GSM. Con un módem GSM que acepte comandos AT, y dependiendo de la red GSM, se pueden alcanzar hasta entre 8 y 10 mensajes por minuto, lo que incrementa la cifra diaria hasta entre 11520 y 14400.

Repartiendo la carga entre varios dispositivos GSM, el volumen aumenta linealmente. El cuello de botella en la entrega de mensajes es la propia red GSM, no el procesador del equipo que actúa de pasarela ni ninguno de sus componentes, por lo que el aumento de dispositivos GSM se refleja en un aumento de rendimiento lineal aún estando conectados todos los dispositivos en el mismo equipo pasarela.

Para mayores volúmenes, o para mayor velocidad en la entrega para volúmenes menores pero urgentes, sería necesario una conexión directa con el centro servidor de mensajes (SMSC), lo cual evita un primer trasiego del mensaje por la red GSM. Los operadores de telefonía móvil suelen ofrecer conexiones directas a sus SMSC para grandes volúmenes de mensajes.

Coste del envío de mensajes y mensajes gratuitos

En este apartado hablaré en primera persona, ya que su contenido es fruto de mi experiencia directa.

En el proyecto Alamin hemos recibido muchos mensajes preguntando acerca de la posibilidad de usar esta pasarela para enviar mensajes gratuitos. Sin ánimo de desanimar, la situación no es muy alentadora ahora en España. Los mensajes con garantías grandes de llegar son los que pagas. Los que no pagas, suelen llegar, pero no siempre. Basta con hacer la prueba. Unas cuantas visitas por las páginas de envío de mensajes gratuitos, unos cuantos envíos a un mismo número de teléfono y algunos de ellos no llegarán. Nadie sabrá por qué.

Por hacer un poco de historia, al principio, los mensajes cortos en España fueron gratuitos. Después pasaron a ser un servicio de pago. Más tarde, una operadora de telefonía móvil ofreció, con coste mensual fijo, la primera pasarela email-sms, que funcionó muy bien, esto hay que decirlo, hasta que otra operadora ofreció el mismo servicio de forma gratuita. En este momento ambas dejaron de funcionar correctamente. ¿Qué es considerado aquí correcto? Que TODOS los mensajes que se envían lleguen en un tiempo razonable, y razonable no son 3 o 6 horas, ni mucho menos que no lleguen.

Y esta es la situación actual. El envío de un SMS desde un teléfono móvil en España llega siempre, siempre, salvo problemas puntuales en la red GSM por tareas de mantenimiento o células con configuración incorrecta. El envío de un SMS utilizando una pasarela email-sms o http (web) de las que ofrecen sin coste los operadores de telefonía móvil suele llegar habitualmente, pero no siempre. Si el servicio que utiliza este medio de envío es importante, esta no es la opción adecuada, al margen de las maniobras que ha habido que ir mejorando con el paso de las semanas para que estas pasarelas http puedan seguir funcionando desde programas utilizables desde scripts.

Inicialmente, las paginas web que permitían el envío de un mensaje SMS eran un simple programa cgi que lanzaba el mensaje a través de otro dispositivo GSM o directamente a un centro servidor de mensajes (SMSC).

Pero el envío de un mensaje SMS a través de http ha terminado siendo en algunos casos un largo proceso, comenzando con la solicitud de una página web, aceptación de una cookie, solicitud de una segunda página web y envío de los datos del mensaje, incluyendo una espera de algunos segundos entre la segunda página y el envío de los datos, ya que, de lo contrario, el servidor se percata de que "el usuario ha tardado demasiado poco en escribir un mensaje, puede que no sea una persona, sino un programa", y no procede al envío.

Para terminar, simplemente indicar que las operadoras de telefonía tienen precios especiales para los mensajes enviados a destinos dentro de su propia red y descuentos por volumen de mensajes. Esta suele ser la única forma de conseguir enviar muchos mensajes con cierta seguridad.

Y algo más aún, la conexión directa a un centro servidor de mensajes es quizá la forma más segura de enviar los mensajes, quizá a un coste superior, pero es difícil encontrar esta posibilidad en España. Todos los operadores la tienen, por uno u otro medio, no todos por IP, pero nadie quiere hablar de ellos. Si alguien consigue utilizar una conexión directa a un SMSC con cualquier operador en España, por favor, que se ponga en contacto conmigo. A mi también me gustaría, pero por más que lo he intentado, no he conseguido que ninguna compañía me ofrezca datos técnicos de cómo realizar la conexión. En la página del proyecto Kannel, que se indica en la Bibliografía al final del documento, hay información de la manera de conectar a diferentes SMSC de diferentes fabricantes, cada uno con su propio protocolo de comunicaciones.

Demostración práctica

Para terminar la presentación de estos servicios, los asistentes podrán enviar mensajes cortos a un número de teléfono móvil de prueba, donde su mensaje será procesado y recibirán una respuesta también mediante mensaje corto.

Básicamente, el servicio de prueba ofrecido es un simulador de banca GSM, en la que se pueden realizar una serie de operaciones directamente desde el teléfono móvil, como consultar los últimos movimientos, activar y desactivar el seguimiento de operaciones, avisar acerca de la sustracción/pérdida de tarjetas para inhabilitarlas, etc.

Comandos válidos para la demo de banca-gsm:
 
AYUDA
PRUEBA
MOVIMIENTOS
SALDO
TRANS _cantidad_ _cta_destino_
CHEQUES
NOTIFICACION [ABONOS|CARGOS] [ACT|DES]
DENUNCIA [_numero_tarjeta_]
      

Conclusión

Finalmente, tras la revisión realizada de las pasarelas de mensajería SMS, es importante señalar que se puede obtener un gran beneficio de las posibilidades de expansión de las aplicaciones en el mundo móvil, sencillo y reducido de los mensajes cortos.

Se han analizado varios y diferentes programas para comunicar con la red GSM. Cada uno se ajusta a unas necesidades distintas, aunque en el análisis realmente podemos distinguir entre dos grandes grupos, los programas de acceso al medio (módem, móvil, SMSc) y los agentes de transferencia de mensajes cortos, con sus diferencias en cuando a número de dispositivos móviles, colas, prioridades y objetivos).

Muchos programas, con poco esfuerzo, pueden ser extendidos más allá de sus teclados e interactuar con los clientes móviles allá donde quiera que estén.

Cierto es que no existe en la actualidad un estándar para realizar la conexión de las aplicaciones de alto nivel a las pasarelas de mensajería, quizá por la descoordinación de los grupos de trabajo y las diferentes aproximaciones que se han tomado, pero las facilidades de colaboración e intercambio de conocimientos que nos proporciona el Software Libre nos llevan a pensar que no tardando mucho si que existirá esta normalización, y desde la aplicación de alto nivel será sencillo conectar con "cualquier" pasarela, al igual que ahora cualquier aplicación manda un mensaje de correo sin preocuparse de la capa inferior en la que se mueven los mensajes.

Muchos de estos proyectos que aquí han sido presentados precisan ayuda para continuar su desarrollo. Si estás interesado, no dudes en ponerte en contacto con ellos. Recuerda que los desarrolladores que están detrás de estas pasarelas también necesitan "sentirse queridos". Tu experiencia con estos programas, tus informes de error, tus sugerencias y tus críticas no solo son bien recibidas, sino que son necesarias.

Agradecimientos

A todos los colaboradores y testeadores de Alamin, Dan Sotomayor, Brian Russo, Abu Hudzaefah, José Luis Ranz, Jaime Gil, José Luis Hernández, de la Universidad Carlos III de Madrid, Lars Wirzenius por su ayuda con Kannel, Alfredo Martín, y a la gente de las listas por su ánimo.

Al proyecto GArtist por su nuevo logo para Alamin (gartist.sf.net), a SourceForge por sus servicios (www.sf.net), a la gente de Debian por sus enseñanzas (www.debian.org) y a Caja de Guadalajara por realizar pruebas y mantener su pasarela a mi disposición.

A todos los demás desarrolladores de programas libres y más concretamente de pasarelas de mensajería y aplicaciones de envío de mensajes.

A Hispalinux y su gente por la posibilidad de presentar esta ponencia, a Manuel Carro, José Luis Ranz y Pilar Guerrero por sus correcciones y sugerencias.

Y a mi mujer y mi hija, que son las que me continúan aguantando aunque les robo tiempo para estas cosas.

Gracias.