Medición de latencia
Para medir la latencia entre dos ubicaciones, posiblemente muy separadas, se necesitan dos instrumentos de medición, con relojes alineados y sincronizados mediante un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS), como el GPS. La hora exacta se registra en cada paquete de datos de prueba cuando sale del instrumento de prueba transmisor. El instrumento receptor lo compara con la hora exacta de llegada y calcula cuánto tiempo tardó el paquete en llegar a su destino: esto es la latencia de la señal.
Las redes de comunicaciones móviles como una red 5G deben admitir aplicaciones en las que el tiempo es crítico. Según lo definido por 3GPP, 5G es una tecnología de acceso inalámbrico móvil. Los dispositivos móviles, a veces denominados Equipos de Usuario (UE), establecen conexión de forma inalámbrica con estaciones base de una red 5G, que a su vez proporcionan conexión a redes de telecomunicaciones más amplias. Si el UE está viajando, entrará y saldrá del alcance de la estación base y la conexión se entregará a una estación base adyacente. Dado que el tamaño de cada celda 5G puede ser bastante pequeño, este proceso de transferencia puede ocurrir con frecuencia.
Esto plantea la cuestión de cómo medir la latencia entre dos ubicaciones, especialmente cuando al menos una está en movimiento. En primer lugar, debemos asegurarnos de que los relojes de referencia en ambos extremos de la medición estén sincronizados. El protocolo de transmisión debe admitir tramas de prueba Ethernet que contengan marcas de tiempo precisas para transmitirse en ambas direcciones. Luego, el equipo de prueba debe poder registrar el resultado junto con su ubicación geográfica, para comprender completamente qué rendimiento de latencia se ha logrado.
Un ejemplo para mostrarlo
Un Operador de Red Móvil (MNO) debe garantizar una cobertura de servicio geográfico fiable. Una forma de garantizar esto es asociándose con uno o dos operadores de telefonía móvil más. Luego, si no se puede lograr la cobertura de red desde el MNO principal, existe la oportunidad de traspasarla a una red alternativa y mantener la calidad del servicio. Por lo tanto, es importante medir la Calidad del Servicio no sólo del MNO principal, sino también del MNO de apoyo, al mismo tiempo. En este ejemplo, probamos los servicios de dos MNO simultáneamente.
Con el equipo de prueba Anritsu MT1000A, se puede lograr una medición simultánea con éxito de la latencia de enlace ascendente y descendente, siempre con referencia a ubicaciones GPS.
En el ejemplo mostrado arriba, los dos instrumentos de prueba miden la latencia, la fluctuación y todos los demás parámetros de calidad de servicio entre un vehículo en movimiento y una ubicación fija en la red. Los enrutadores móviles tienen SIM de prueba dedicadas con APN que admiten direcciones IP fijas.
Los relojes de ambos instrumentos de prueba están sincronizados con el GPS. El instrumento también registra la posición GPS para que se sepa la ubicación exacta del vehículo en movimiento cuando se registran las mediciones de QoS. El instrumento mide continuamente y registramos los valores máximo, mínimo y promedio calculado para cada parámetro en intervalos de un segundo. Los archivos de resultados se almacenan para su reproducción por parte del evaluador y se pueden exportar en formato csv.
La correlación de los valores de los parámetros de QoS con la ubicación GPS respectiva permite la creación de archivos .kml que se pueden ver en el software de mapeo estándar, y los valores se pueden asociar con códigos de colores para producir un mapa de calor para identificar fácilmente dónde ocurren los problemas.
Un caso real para demostrarlo
En este ejemplo, el instrumento de prueba se llevó en la mano mientras caminaba por el centro de exposiciones FIRA, Barcelona, en enero de 2023. El mapa resultante que se muestra en las imágenes a continuación muestra los resultados de la latencia del enlace descendente.
Además, el análisis estadístico de redes se puede utilizar para crear, por ejemplo, función de distribución acumulativa (CDF) y curvas de distribución, basándose en el conjunto extenso y muy preciso de datos adquiridos en estas pruebas.
En resumen, debido a la naturaleza de las aplicaciones de misión crítica que dependen de una comunicación de información rápida y precisa con la necesidad de actuar sobre las decisiones resultantes, la latencia se está convirtiendo rápidamente en una de las medidas de calidad más importantes de cualquier red 5G de comunicaciones de datos.
Aplicaciones como la conducción automatizada y la comunicación entre máquinas en procesos automatizados son cada vez más comunes. Para garantizar que se mantenga la URLLC, la latencia en las redes 5G es posiblemente el parámetro crucial más relevante que hay que comprender y gestionar por completo.
No es suficiente confiar en mediciones RTD no calificadas con herramientas Ping básicas, no simplemente por la dudosa precisión e incertidumbre asociadas con Ping, sino también porque las redes y otros dispositivos incurren en retrasos que varían en cada dirección. La medición de la latencia y la fluctuación solo se puede garantizar utilizando instrumentos de calidad de prueba adecuados en toda la red.
