La importancia de una sincronización correcta es si cabe más importante en redes de alta capacidad (como los entornos de red actuales 5G, redes ópticas, transporte IP, etc.) o de infraestructuras críticas, donde la integridad de los datos y la fiabilidad de la transmisión son clave. Además es importante para utilizar las infraestructuras con la mayor eficiencia y obtener todo el rendimiento de la capacidad de la red. La falta de sincronización produce perdida de paquetes que necesitan ser reenviados, y por tanto ralentiza la velocidad de transmisión y el rendimiento total, además de generar cuellos de botella.
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Dependencia de Sistemas Globales de Navegación por Satelite (GPS y Galileo)
Muchas de las infraestructuras de fibra utilizan sistemas globales de navegación por satélite (GNSS) para llevar a cabo esta sincronización, ya que ofrecen un reloj sincrónico a escala global. En particular se utiliza el sistema GPS y Galileo, por una serie de ventajas, como son la cobertura global, su rápida implementación, o su capacidad de sincronizar frecuencia y tiempo.
Sin embargo, el estos sistemas presentan una serie de vulnerabilidades que pueden tener un impacto importante en la gestión de las redes. Podemos hablar de vulnerabilidades no intencionales, ya sean naturales o accidentales, y que son fuentes de interferencias (erupciones solares, o equipamiento defectuoso), o intencionales, entre las cuales la más habitual es el denominado jamming, que consiste en crear interferencias mediante señales de radio con las mismas frecuencias usadas por GPS que acaban bloqueando la señal legítima, o el spoofing y meaconing que utilizan la suplantación de señales, que consiste en crear falsas señales o la retransmisión de la señal utilizando retardos para engañar al receptor sobre su posición real o el tiempo. Ello tiene un impacto grave en redes de telecomunicaciones, especialmente 5G y redes ópticas que dependen del GPS para sincronizar sus relojes con precisión, causando altas tasas de error (BER), fluctuaciones y degradación del servicio.
Esto hace que las infraestructuras que dependen exclusivamente desistemas GNSS para su sincronización sean extremadamente vulnerables, ya que la explotación de una de estas vulnerabilidades puede afectar a múltiples nodos, células o hacer caer una red entera. Las consecuencias son múltiples, y van desde el impacto en la calidad del servicio (QoS) y experiencia del usuario a la aparición de latencias y retardos en la entrega de paquetes (jitter), pérdida de rendimiento global de la red, pasando por la falta de cumplimiento de estándares internacionales relevantes al respecto (ITU-T G.827x, IEEE 1588v2).
Retos actuales a la correcta sincronización de la red
En el mundo de hoy, hiperconectado, las redes son una infraestructura crítica, son ubicuas y muy complejas, al integrar tecnologías diversas que deben operar conjuntamente. Esto hace que la operación de las infraestructuras no sea una tarea sencilla y exenta de importantes retos.
Ya se ha mencionado uno de ellos, como es la dependencia de los sistemas GPS para la sincronización. Una red que dependa exclusivamente de un sistema de satélites para sincronizarse es muy vulnerable a interferencias o fallos, y hace necesaria la implementación de otros mecanismos y protocolos de respaldo que aseguren la sincronización de la red.
Un segundo desafío sería la creciente difusión y despliegue de redes 5G, que exigen una precisión en la sincronización mucho mayor que en redes convencionales, al utilizar la sincronización por tiempo y fase en lugar de frecuencia. También incrementa la dificultad de sincronización el hecho de que el número de nodos a sincronizar en 5G es mucho mayor que en otras tecnologías móviles anteriores. Esta sincronización ultraprecisa es necesaria para optimizar el uso del espectro y soportar aplicaciones críticas, además de nuevas aplicaciones como dar soporte a dispositivos IoT. El resultado es una gestión de red más compleja.
Esta complejidad genera a su vez nuevas vulnerabilidades y desafíos de seguridad y gestión. La ampliación de la superficie de ataque debido a la incorporación de nuevos dispositivos o la propia dependencia en sistemas GNSS hace que la red misma sea blanco de ataques. Por otro lado, el creciente número de tecnologías y protocolos involucrados hace que la gestión se vuelva mucho más compleja
ADTRAN: una propuesta tecnológica para dar respuesta a estos desafíos
Adtra, bajo la marca comercial Oscilloquartz, ofrece a los operadores y gestores de infraestructuras de red un conjunto de tecnologías y soluciones que les permiten dar respuesta con éxito a todos estos desafíos, entre otros, preparar sus redes para llevar a cabo despliegues 5G y servicios de baja latencia, cumplir con la normativa en cuestiones de sincronización y de operación de redes y reducir el riesgo en infraestructuras críticas, y optimizar la gestión de la red en entornos de alta complejidad, reduciendo los costes de operación de toda la red.
Entre las tecnologías clave que Adtran incorpora a sus soluciones se encuentran los protocolos PTP (Precision Time Protocol) IEEE 1588v2 y White Rabbit, que mejoran notablemente la precisión de la sincronización en redes IP y operan como sistemas de respaldo o alternativos a la sincronización mediante GNSS; Synchronous Ethernet (SyncE), un estándar que facilita la transferencia de señales de reloj a través de la capa física de Ethernet y que dota de mayor estabilidad al trasporte de paquetes en redes basadas en Ethernet, así como dos elementos clave del protocolo PTP, Grandmaster Clock y Boundary Clocks integrados en plataformas Adtran.
La propuesta de soluciones de Adtran permite el despliegue de infraestructuras de red basadas en nuevas tecnologías y preparadas para operar en entornos críticos, con sincronismo de altísima precisión, y capacidades de redundancia, autonomía y seguridad operativa. Incluye entre otras soluciones:
- Oscilloquartz Time Scale System, una plataforma de timekeeping orientada a entornos que requieren altísima precisión cronométrica y trazabilidad, como institutos de metrología y centros de investigación científica. Este sistema integra Grandmaster Clocks Oscilloquartz de Adtran, receptores GPS/GNSS y relojes atómicos ópticos de cesio de alto rendimiento, junto a comparadores de fase, generadores de referencia y contadores de intervalos de tiempo combinados, lo que garantiza la sincronización con el Tiempo Universal Coordinado (UTC) y proporciona una sólida protección contra amenazas de ciberseguridad.
- Plataformas FSP y terminales ópticas de transporte, abiertas, flexibles y escalables, basadas en tecnología de multiplexación por división de longitud de onda (WDM). Proporcionan soluciones para distintos tipos de servicios y aplicaciones, abarcando desde la interconexión de centros de datos (DCI) hasta infraestructuras de operadores en distintos segmentos de red, incluyendo redes metropolitanas y de larga distancia. El FSP 3000 dispone de diversas variantes de chasis modulares que se adaptan a diferentes requisitos de espacio y capacidad. Soportan tanto PTP como SyncE.
Principales casos y escenarios de uso
Como proveedor líder a nivel mundial en plataformas, software, sistemas y servicios de redes y comunicaciones enfocado en el mercado de acceso de banda ancha y redes ópticas, las soluciones de Adtran bajo su portafolio de productos Oscilloquartz contemplan una amplia variedad de casos y escenarios de uso, desde operadores de telecomunicaciones de todos los tamaños a proveedores de servicios alternativos, como empresas de servicios, administraciones públicas y operadores de cable/MSO. En concreto, las soluciones de Adtran son utilizadas por:
- Operadores de telecomunicaciones, en el despliegue de infraestructuras de red móvil (5G, LTE). La creciente demanda de ancho de banda móvil y las aplicaciones de uso intensivo de datos obliga a los operadores a incrementar la capacidad de su cobertura 5G. Las soluciones de Adtran permiten acelerar la adopción de servicios Ethernet y eCPRI de 50 Gbit/s en redes móviles 5G. Su tecnología patentada de optimización de distancia y modelado de señal extiende el alcance hasta 15 km a través de fibra SMF28. Esto permite a los operadores móviles ampliar la capacidad de fronthaul sin costosas actualizaciones de infraestructura, garantizando una red de alto rendimiento y preparada para el futuro.
- Transporte óptico y agregación. Las necesidades de la economía global actual exigen una banda ancha robusta. Las soluciones de fibra óptica de Adtran permiten a comunidades y municipios adaptarse a la sociedad digital, y a los proveedores de utilities mejorar la fiabilidad de sus redes y suministros, estimulando el crecimiento económico y mejora la calidad de vida. Adtran proporciona una amplia gama de soluciones de red óptica de agregación (switches y routers) y acceso (terminales ópticos) para desplegar infraestructuras de red de alta capacidad, resilientes y fiables.
- Entornos críticos. Por su fiabilidad y resiliencia, las soluciones de Adtran son idóneas para diversos entornos e infraestructuras críticas, desde el sector energético a bancario, pasando por entornos industriales donde se hace un uso intensivo de dispositivos IoT.
Conclusión
En la sociedad digital de hoy, todo depende de la red, por lo que es en sí misma una infraestructura crítica. Los operadores, como responsables de la operación de estas infraestructuras, se enfrentan a una creciente demanda de ancho de banda, además de a crecientes expectativas por parte del usuario de acceder a aplicaciones con uso intensivo de datos desde cualquier lugar y con la menor latencia posible. En este contexto, una sincronización correcta es imprescindible para que las redes de última generación operen a un óptimo rendimiento y más todavía en redes de infraestructuras críticas, donde la integridad de los datos y la fiabilidad de la transmisión son clave. Por ello, garantizar el sincronismo se ha convertido en un elemento estratégico para los operadores de hoy, ya que de ello depende poder ofrecer la mejor experiencia de uso a sus clientes.
Adtran, con su propuesta tecnológica y amplio portfolio de soluciones, proporciona a los operadores y organizaciones las herramientas necesarias para desplegar y operar redes de misión crítica, fiables, resilientes y de alto rendimiento, que garanticen el cumplimiento de normativas y les permitan optimizar la gestión de la red en entornos de red cada vez más complejos, reduciendo los costes de operación de toda la infraestructura.
