Sistemas de Tiempo Real y Redes IP: Conceptos y Funcionamiento
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Sistemas de Tiempo Real y su Aplicación en Redes IP
1. ¿Qué es un Sistema de Tiempo Real (STR)?
Un Sistema de Tiempo Real (STR) es un sistema digital diseñado para interactuar durante el desarrollo de un evento, con tiempos y respuestas bien definidos.
2. Característica Principal de un STR
La principal característica es el tiempo de interacción o sincronía con el fenómeno físico en el que transcurre el evento.
3. Condiciones Básicas de un STR
- Interactúa con el mundo real (proceso físico).
- Emite respuestas predefinidas.
- Cumple restricciones temporales (responde en un tiempo determinado).
4. Sistemas que NO son Necesariamente STR
Los Sistemas Rápidos y los Sistemas en Línea no son necesariamente Sistemas de Tiempo Real, ya que no siempre cumplen con las restricciones temporales de manera estricta.
5. Ejemplos de STR
- Sistemas de Telefonía IP
- Airbags
- Frenos ABS
- Sistemas de Videoconferencia
6. Naturaleza de una Red de Telefonía Tradicional (PSTN o PBX)
Son redes de conmutación de circuitos. Se establece un circuito electrónico punto a punto para cada comunicación. Son "orientadas a la conexión", lo que significa que, una vez establecida, la conexión ocupa un ancho de banda fijo y no se puede compartir con otras solicitudes.
7. Naturaleza de una Red IP
Es una red de datos donde el enrutamiento se realiza por conmutación de paquetes (paquetes IP). Se pueden transportar paquetes de múltiples aplicaciones, compartiendo el ancho de banda. Por lo tanto, las redes de datos son "no orientadas a la conexión". Esta característica las hace atractivas para los proveedores de servicios, ya que pueden ofrecer varios servicios simultáneamente.
8. Problema de la Voz sobre Redes IP
Debido a sus naturalezas diferentes, la red IP tuvo que adaptarse para comportarse como un STR y poder ofrecer servicios de voz (VoIP). Esta adaptación implica que la red IP debe ser capaz de discriminar (distinguir y tratar de manera diferente) los paquetes de distintas aplicaciones.
9. Cómo las Redes IP Discriminan y Priorizan el Tráfico
Se desarrollaron herramientas de Calidad de Servicio (QoS) para priorizar el tráfico o discriminar entre diferentes tipos de paquetes.
10. Herramientas QoS Comunes en ToIP
- Ancho de banda selectivo: Asignación de ancho de banda a aplicaciones o puertos UDP/TCP específicos.
- Uso de protocolos en la fase de flujo o streaming: RTP, RTCP, RTSP.
11. Factores que Afectan la Calidad de una Conversación Telefónica (Sensibles al Oído Humano)
- Retardos de la señal de voz recibida.
- Irregularidades del ritmo verbal (pausas inesperadas).
- Pérdida de sonido o de señal.
- Eco (reflejos de la señal de voz enviada).
12. Factores que Afectan el Tránsito de Paquetes de Voz en Redes IP
- Latencia o Retardo (Delay)
- Jitter (Fluctuación rápida del retardo)
- Pérdidas de Paquetes en la Red
- Ancho de Banda
13. Tipos de Latencia
- De Manejo
- De Propagación
- De Serialización
14. Procesos Responsables de la Latencia de Manejo en VoIP
- Paquetización
- Propagación
- Colas en Buffers
15. Fenómenos Originados por las Variaciones de Retardo
Las variaciones de retardo dan origen a Jitter (variación rápida) y Wander (variación lenta).
16. Medida Referencial de Latencia de Propagación (ITU G.114)
La norma ITU G.114 establece una medida referencial de 6 μs/km para la latencia de propagación.
17. Medidas de Latencia de Buena Calidad y Calidad Aceptable (G.114)
- Buena calidad: Hasta 150 ms.
- Aceptable: Hasta 400 ms.
18. ¿Qué es el Tiempo TEMS?
Es el tiempo utilizado entre muestras de voz en un códec en particular.
19. ¿Qué es el Tiempo R?
Es el tiempo total desde el inicio de un datagrama hasta el siguiente en un códec en particular.