¿Qué es MQTT?

Definiciones, funciones y oportunidades de MQTT

Message Queuing Telemetry Transport, o MQTT para abreviar, es un protocolo de comunicación desarrollado originalmente por IBM para la comunicación M2M en el Internet de las Cosas (IoT).

Se ha desarrollado, en particular, para permitir la transmisión de datos en lugares con redes de infraestructura limitadas y dispositivos de ahorro de energía con potencia limitada. Hace unos años, MQTT se definió oficialmente como un estándar OASIS y a partir de 2019 se encuentra en la última especificación MQTT 5 .

¿Cómo funciona MQTT?

El protocolo de mensajes MQTT utiliza el concepto de comunicación servidor-cliente. La comunicación entre el servidor y el cliente está garantizada por un patrón de publicación-suscripción. Para el modelo de publicación/suscripción es necesario un intermediario, que es ofrecido por varias empresas y está en el centro de la comunicación. La serie Edge Gateway de Welotec es especialmente adecuada para la implementación de dicho broker MQTT. Los clientes pueden conectarse al corredor de mensajes e intercambiar datos entre ellos de esta manera.

Publicar/Suscribir

Toda la comunicación se realiza a través del distribuidor central, el broker de mensajes MQTT. Cada mensaje que envía un cliente contiene los datos reales del usuario, además del llamado "tema".

Por lo tanto, cada cliente conoce al corredor en medio de la comunicación. Sin embargo, los clientes están completamente separados entre sí por caminos diferentes.

Los temas son simples mensajes de texto como "temperatura" y permiten dirigir la comunicación. Si, por ejemplo, un sensor de temperatura quiere publicar datos que han sido registrados para otros clientes, debe enviar la información del tema además del mensaje real, la llamada carga útil. Todos los demás pueden suscribirse a estos temas y recibir un mensaje cuando se haya publicado algo en el tema correspondiente.

Ventajas e inconvenientes del protocolo de comunicación

Desventajas de MQTT

Aunque MQTT se utiliza con frecuencia en las infraestructuras industriales de IoT, el protocolo de comunicación no se encuentra por defecto en los controladores conocidos. Esto significa que los datos necesarios deben leerse primero a través de otros estándares o protocolos para poder procesarlos posteriormente con MQTT. Para ello se pueden utilizar dispositivos con conversión de protocolo como el Welotec Industrial Router TK602L o los Welotec Edge Computing Gateways, que registran los datos y los publican como cliente en un broker MQTT.

Además, no se especifica el contenido del mensaje, es decir, la carga útil, por lo que el emisor y el receptor deben conocer de antemano la estructura del mensaje correspondiente. Si no se tiene en cuenta esto, los participantes intercambian los datos pero no entienden el contenido del mensaje. Las estructuras de mensajes conocidas que se suelen utilizar son, por ejemplo, Json o XML.

Ventajas de MQTT

Una de las ventajas del protocolo de comunicación es la arquitectura publish/subscribe y la comunicación a través del broker MQTT. El factor decisivo en este caso es que los dispositivos y las aplicaciones están completamente desacoplados, ya que cada cliente sólo conoce al agente de mensajes, pero no a los demás participantes. Además, la disociación de los participantes aporta un gran valor añadido en la separación entre TI y OT, especialmente cuando se trata de infraestructuras relevantes para la seguridad.

Con MQTT, se puede mapear una comunicación 1:N, es decir, es posible que un participante publique un solo mensaje en un tema, pero varios suscriptores pueden recibir el mensaje por parte del broker.

Otra característica popular del protocolo de comunicación en el contexto de los casos de uso del IoT también radica en las características del protocolo MQTT. Estas características sirven para los problemas típicos de las infraestructuras limitadas en las que el ancho de banda está comprometido o la conectividad es inestable. Estos incluyen, pero no se limitan a:

- Niveles de calidad de servicio

- Sesión persistente y mensajes en cola

- Mensajes retenidos

- Última voluntad y testamento

- Mantener la vida y la toma de posesión de los clientes

Oportunidades a través de MQTT en el contexto de la Industria 4.0

MQTT es especialmente adecuado para la transmisión fiable de mensajes en redes poco fiables e inestables, como las redes móviles.

Esto hace que MQTT sea un protocolo óptimo para el Internet de las cosas y la comunicación móvil. El protocolo convence por su sencillez y facilidad de implementación en las infraestructuras de IoT.

Mientras tanto, el protocolo se ha convertido en el estándar para la comunicación con los sistemas en la nube y, por tanto, también se utiliza en la industria. En particular, la posibilidad de distribuir un mensaje que ha sido publicado a diferentes servicios al mismo tiempo es una herramienta útil en este caso. Hoy en día, MQTT es uno de los protocolos líderes y más convincentes en el IoT debido a sus características especiales de protocolo. En el futuro, el protocolo de comunicación seguirá desempeñando un papel clave en la implantación de la Industria 4.0, especialmente en lo que respecta a los sistemas en la nube, como Microsoft Azure.