Tiempo de lectura: 4 minutos y 10 segundos | Fecha de publicación: 18 de marzo de 2025
Protocolo de tiempo de precisión (PTP) ¿Qué es el protocolo de tiempo de precisión (PTP)?
El protocolo de tiempo de precisión (PTP) es un protocolo de sincronización horaria que sincroniza todos los relojes de una red informática según se define en la norma IEEE 1588, para un protocolo de sincronización de reloj de precisión para la medición en red y sistemas de control.
La sincronización de los relojes de PTP en la infraestructura de red basada en paquetes incluye relojes de dispositivos internos distribuidos que ayudan a organizar los paquetes de datos al contabilizar y ajustar la latencia. Proporciona sincronización de frecuencia y fase de alta precisión, crítica para la automatización industrial, las telecomunicaciones, el comercio financiero, la transmisión de audio y vídeo, y otras aplicaciones sensibles al tiempo.
Características clave del protocolo de tiempo de precisión (PTP)
Entre las características y los componentes clave de PTP se incluyen:
- Jerarquía: el PTP opera de manera jerárquica con relojes de gran fuente (GSC), que proporcionan la hora de referencia, y relojes límite y transparentes, que se sincronizan con los GSC.
- Algoritmo de mejor fuente de reloj: este algoritmo permite que los dispositivos seleccionen el reloj que resulte la mejor fuente en función de factores y métricas como la calidad del reloj, la estabilidad y la topología de la red.
- Mensajes de sincronización: el PTP utiliza estos mensajes para mantener la sincronización entre dispositivos.
- Mensajes de solicitud y respuesta de retraso: estos mensajes se intercambian entre los relojes fuente y sumidero para medir el retraso de la red y proporcionan datos adicionales necesarios para una sincronización precisa.
- Marca de tiempo: el PTP utiliza una marca de tiempo precisa para medir el momento exacto en el que se envían y se reciben los mensajes, lo que mejora la precisión general de la sincronización y permite un cálculo preciso de los retrasos de la red.
- Perfiles: el PTP admite varios perfiles y se puede seleccionar según los requisitos específicos de la aplicación, como el perfil predeterminado para uso general, el perfil para telecomunicaciones, etc.
Tipos de protocolo de tiempo de precisión (PTP)
Los dispositivos que tienen en cuenta el PTP disponen de uno de los cuatro mecanismos internos de control del tiempo, llamados relojes, que pueden existir en una red:
- Reloj de gran fuente (GSC): reloj de alta precisión utilizado como fuente de hora para el resto de la red. Normalmente, se trata de un dispositivo con un receptor GNSS (sistema global de navegación por satélite) integrado como fuente de tiempo de referencia.
- Reloj límite (BC): un dispositivo de red que es un sumidero para los relojes del flujo ascendente del PTP y una fuente para los relojes del flujo descendente. Cuenta con un reloj y oscilador de alta precisión integrado y sincroniza su propio reloj mediante el PTP. También ayuda a ampliar la sincronización del PTP en redes grandes o complejas. La funcionalidad del reloj límite es un requisito previo para la compatibilidad con Audio Video Bridging (AVB)
- Reloj transparente (TC): dispositivo intermedio que tiene en cuenta la hora y que no es ni un sumidero ni una fuente. Modifica los mensajes de sincronización del PTP recibidos desde los relojes del flujo ascendente, añade el tiempo residente a la marca de tiempo existente del paquete y, a continuación, transmite los mensajes de sincronización del PTP modificados a los dispositivos del PTP del flujo descendente.
- Reloj convencional: un dispositivo de red, normalmente una estación final que es un sumidero de relojes del flujo ascendente. Dispone de un reloj integrado en un dispositivo cliente del PTP que requiere sincronización con un reloj de referencia a través de la red. Los equipos de transmisión multimedia, los dispositivos de streaming y los mezcladores de audio son algunos de los tipos de dispositivos que funcionan como relojes convencionales del PTP.
¿Por qué es importante el protocolo de tiempo de precisión (PTP)?
El PTP se ha utilizado ampliamente en el sector de las telecomunicaciones durante mucho tiempo. Hoy en día, las redes 5G privadas (P5G) son cada vez más frecuentes para admitir aplicaciones y servicios cruciales que requieren el nivel de precisión y exactitud del PTP. Ya sea para la supervisión, el control, la comunicación o la transmisión de video, la sincronización horaria precisa es fundamental para el buen funcionamiento de sistemas complejos y la prevención de errores.
El PTP no solo es beneficioso para las telecomunicaciones o las redes 5G públicas y privadas, sino también para cumplir los requisitos de líneas de negocio emergentes, como la inferencia de IA, la calidad de servicio 5G, la transmisión de video y otras aplicaciones o casos de uso sensibles a la latencia. Garantiza la coherencia de los datos, la sincronización de video en tiempo real y la fiabilidad de la infraestructura de la nube y del centro de datos de IA. El PTP proporciona una sincronización horaria precisa y extremadamente exacta que es crítica en diversos sectores, como el financiero (para evitar actividades comerciales fraudulentas), el manufacturero (para la logística y la gestión de inventario), medios y entretenimiento (sincronización de audio y vídeo para streaming), y misiones gubernamentales críticas. Para que las empresas crezcan, innoven y generen resultados, es imprescindible adoptar el PTP.
Conectividad de red sensible al tiempo (TSN)
La conectividad de red sensible al tiempo (TSN) es un conjunto de estándares y protocolos para aplicaciones que dependen de una transmisión de datos predecible, que tenga en cuenta el tiempo y de baja latencia a través de la red. TSN se utiliza para varias aplicaciones:
- Servicios financieros
- Automatización industrial
- Producción multimedia
- Eventos en vivo (como deportes y conciertos)
- Radares militares y nacionales
- Telecomunicaciones
- Aplicaciones de IA
Ventajas del protocolo de tiempo de precisión (PTP)
El protocolo de tiempo de precisión (PTP) ofrece varias ventajas, especialmente en entornos donde la alta precisión y la sincronización son fundamentales, ya que proporciona:
1. Un mayor grado de precisión (nivel de nanosegundos).
2. Hora más precisa, ya que contar con la fuente del reloj local en la red proporciona una latencia más baja.
3. Sincronización horaria más rápida para todos los dispositivos, incluidos los clientes.
4. Mayor flexibilidad y precisión gracias a la compatibilidad con relojes transparentes y límite.
5. El PTP es el más adecuado para aplicaciones cruciales sensibles al tiempo que se utilizan en distribución de medios (emisión de TV), fabricación e industria (sincronización del trabajo de robots), finanzas (negociación de frecuencia), gestión de red (sincronización de eventos para resolución de problemas), etc. Es ideal para empresas con requisitos de líneas de negocio emergentes, como la inferencia de IA, la calidad de servicio 5G, la transmisión de video y otras aplicaciones o casos de uso sensibles a la latencia.
6. NTP es más adecuado para contextos empresariales clásicos con necesidades generales de sincronización horaria donde no es necesaria una alta precisión.
NTP | PTP | |
|---|---|---|
| Transporte | Ethernet/IP | Ethernet/IP |
| Modelo | Cliente-servidor | Jerárquico: fuente > sumidero |
| Precisión de sincronización | ~1-100 ms | ~100 ns-1 ms |
| Intervalo de actualización | Minutos | Configurable* |
| Implementación | Generalmente por parte de terceros | CSP, campus, centro de datos o sucursal |
| Escalabilidad | Servidor único | Admite relojes límite y transparentes |
| Caso de uso | Sincronización horaria general | Aplicaciones cruciales que requieren alta precisión |
(*) Ya sea manualmente o a través de un perfil de PTP
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