La sincronización horaria es un aspecto importante del Internet de las Cosas (IdC). Por ejemplo, en el IdC industrial, una sincronización precisa permite prevenir los errores de producción, al asegurar que los captores y las máquinas operan conjuntamente.
En el ámbito de las aplicaciones vinculadas con la seguridad tal como la vigilancia de las infraestructuras críticas, la sincronización horaria permite correlacionar precisamente los eventos registrados por diferentes dispositivos (sistemas de fichaje, cámaras de seguridad) centralizados en un servidor maestro.
¿Por qué hace falta una sincronización horaria fiable y precisa para el IdC?
La importancia de la sincronización horaria para el IdC se basa en 4 exigencias fundamentales:
- La precisión horaria. Una sincronización precisa garantiza la fiabilidad de las acciones y medidas de los dispositivos IdC.
- La seguridad. Se pueden evitar varios tipos de ataques existentes en los sistemas y en las redes al usar un mecanismo fiable de sincronización horaria. Por ejemplo, un mecanismo de sellado de tiempo permite comprobar la integridad de los mensajes en el evento de un ataque de reproducción. El sellado de tiempo es una contramedida muy eficaz contra los ataques.
- La interoperabilidad. Se pueden encontrar a menudo numerosos dispositivos conectados diferentes en la misma red. Entonces, una sincronización horaria precisa es esencial para que todos los dispositivos operen juntos de manera eficaz.
- La energía. Los dispositivos conectados deben sincronizarse con precisión a la vez que preservan sus baterías. Es entonces interesante encontrar soluciones económicas, como servidores de tiempo de bajo consumo para la sincronización horaria.
¿Cuáles son los diferentes protocolos de sincronización horaria para el IdC?
Existen varias soluciones técnicas para gestionar los relojes de los dispositivos conectados. Ciertas soluciones se basan en protocolos conocidos (NTP, NTS y PTP) mientras otras han sido desarrolladas específicamente para los dispositivos móviles (IdC y comunicación móvil).
A continuación se presentan los protocolos más utilizados en el IdC:
- Network Time Protocol (NTP). NTP es el protocolo de sincronización más conocido. Permite sincronizar los relojes de los ordenadores de una red con una precisión de milisegundos a la vez que mantiene un alto nivel de seguridad mediante el protocolo NTS (Network Time Security). Para numerosas aplicaciones IdC, este nivel de precisión es suficiente. Sin embargo, en entornos en los que se requiere un nivel de precisión más elevado tales como el sector financiero o de la energía por ejemplo, NTP no es una solución adecuada.
- Protocolo Roughtime. El protocolo Roughtime es un protocolo de sincronización horaria seguro semejante al protocolo NTS que ofrece una solución sencilla y robusta en una instalación descentralizada. Este protocolo está particularmente adecuado para los objetos conectados puesto que utiliza técnicas criptográficas modernas que resisten a los ataques maliciosos.
- Precision Time Protocol (PTP). PTP o IEEE 1588, ofrece una solución a la necesidad de mayor precisión que NTP no satisface. El protocolo PTP ha sido diseñado para responder a las necesidades de las redes industriales en las que se requiere una sincronización con una precisión de microsegundos y se ha convertido en un pilar de las aplicaciones críticas. Hoy en día, su uso se extiende a la sincronización de redes de telecomunicaciones, especialmente para el despliegue de la 5G, para la gestión de las comunicaciones fiables con baja latencia en la red. Una versión simplificada ha sido introducida: el protocolo SPTP (Simple Precision Time Protocol). Este último permite reducir de manera significativa el número de intercambios entre un servidor y un cliente, lo que favorece una comunicación de red mucho más eficaz.
- Short Packet Transmission (SPT). En las redes IdC, el ancho de banda se ve a menudo limitado y los equipos deben tener un bajo consumo energético. El hecho de utilizar mensajes cortos permite llevar a cabo una sincronización eficaz sin imponer una carga de red excesiva. El pequeño tamaño de los paquetes reduce la variabilidad del tiempo de transmisión, lo que hace que los dispositivos puedan mantener la sincronización con un margen de error mínimo.
¿Cómo mantener la precisión horaria?
Se recomienda equipar la infraestructura de red con un servidor de tiempo local para evitar tener que sincronizar con demasiada frecuencia con un servidor de tiempo externo. De hecho, estos servidores son capaces de mantener una precisión horaria correcta, especialmente cuando su hardware viene equipado con un oscilador TCXO (Temperature Controlled Crystal Oscillator) por ejemplo.
La sincronización horaria para el IdC comparte una parte de los requisitos y de las soluciones que se pueden encontrar en la gestión de los relojes de una red más tradicional. Así, los protocolos NTP y PTP se utilizan en este contexto del Internet de las Cosas. Entonces surgen problemáticas adicionales, como la interoperabilidad entre los equipos heterogéneos, y la gestión de la energía. Ya existen soluciones para responder a estos dos nuevos requisitos (Roughtime, SPT, sincronización interna, etc.). Además, la I+D es muy dinámica a la hora de responder a estas problemáticas.
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