Para las redes de difusión, tanto de vídeo (televisión o streaming) como de audio (radio), la sincronización horaria es imprescindible.
De hecho, si los equipos no están perfectamente sincronizados, se pueden observar diferentes errores como la desincronización de audio/vídeo, o errores de edición por tramas invertidas.
Estas problemáticas se pueden amplificar debido a la mala calidad de la red o un tráfico muy importante. Es importante que la sincronización horaria sea óptima para ofrecer una experiencia de usuario satisfactoria.
PTP, la precisión al servicio de las redes de difusión
Para responder a esta necesidad, hace falta un protocolo de sincronización que ofrezca una gran precisión y que funcione a largas distancias. De hecho, las redes de difusión tienen que atender a un gran número de clientes repartidos por todo un país o más.
PTP (Precision Time Protocol) es un protocolo de sincronización horaria que ofrece excelentes garantías y funciona a largas distancias. Ha sido estandarizado por primera vez en 2002 bajo el nombre IEEE-1588. Después, ha sido revisado varias veces.
PTP ha sido introducido para ofrecer una mayor precisión que NTP (Network Time Protocol) que solamente ofrece una precisión teórica de microsegundos. Puesto que PTP utiliza marcas de tiempo por hardware, esto le permite alcanzar una precisión de nanosegundos. En práctica, la precisión es inferior al microsegundo, lo que es suficiente para las redes de difusión.
¿Cómo funciona el protocolo PTP?
PTP funciona en modo maestro-esclavo con un reloj patrón que transmite su hora a la red entera.
Con el fin de no sobrecargar el reloj patrón de una red, éste puede sustituirse por «boundary clocks» que actúan como esclavos del reloj patrón pero como relojes patrón para los relojes que se encuentran bajo ellos en la jerarquía de la red.
Se transmitirán dos tipos de mensajes. Primero, el reloj patrón difunde su sellado de tiempo y al mismo tiempo, los relojes esclavos de la red estiman el periodo de transmisión. Después, una vez que el reloj esclavo conoce el desfase inducido por la red entre él mismo y el reloj, puede sincronizar su reloj cuando recibe los sellados de tiempo del reloj patrón.
La especificidad de las redes IP
Tradicionalmente, los operadores solían utilizar redes analógicas para difundir contenidos de audio o vídeo. Puesto que cada canal sólo podía transportar un único flujo, las necesidades de sincronización eran menores y se satisfacían mediante algoritmos diseñados para funcionar en este tipo de soporte como black and burst o tri-level sync. Hoy en día, los operadores se alejan de la interfaz serie digital (SDI por sus siglas en inglés) en favor del IP (Protocolo de Internet) por razones de coste y de facilidad de mantenimiento.
Puesto que las redes SDI son más fiables que las redes IP, este cambio implica prestar especial atención a la gestión de los paquetes en la red y en la sincronización para evitar errores. Por tanto, la precisión horaria se vuelve imprescindible.
PTP permite responder a estos desafíos. Su gran precisión le permite sincronizar un gran número de máquinas de manera eficaz. Aunque las tramas de audio y/o de vídeo salen de la fuente en el orden correcto, no se garantiza que los paquetes no sufran retrasos o no se pierdan en el camino. Mediante un sellado de tiempo preciso, el receptor será capaz de ponerlos de nuevo en orden para difundir la secuencia en orden al usuario.
Los aspectos técnicos de PTP
En la configuración de PTP, existe un mecanismo de perfiles que permiten definir un conjunto de parámetros del protocolo. Estos diferentes perfiles permiten asegurar que PTP opere correctamente para la aplicación considerada. Existe un perfil dedicado a las redes de difusión, que permite sacar el máximo provecho de PTP para evitar errores. Este perfil ha sido definido por la Society of Motion Picture and Television Engineers (Sociedad de Ingenieros de Cine y Televisión) y se llama SMPTE 2059-2. He aquí los parámetros definidos por el perfil:
| Parámetro | Defecto | Mínimo | Máximo |
|---|---|---|---|
| Número de dominio | 127 | 0 | 127 |
| Intervalo de anuncio | 250 ms | 125 ms | 1 s |
| Intervalo de sincronización | 125 ms | 1/128 s | 500 ms |
| Solicitud de retraso | Intervalo de sincronización | Intervalo de sincronización | 32 x intervalo de sincronización |
Mediante el uso de perfiles, PTP también asegura una sincronización adecuada para las redes móviles 4G y 5G. Estas redes representan cada vez más un desafío para las redes de difusión a medida que evolucionan los hábitos de consumo. Generalmente, PTP se utiliza en el estándar del Open Radio Access Network (Open RAN u O-RAN).
