PROCEDIMIENTO PARA EL ANÁLISIS DE LAS PERTURBACIONES DE UN FLUJO DE DATOS EN TIEMPO REAL EN UNA RED DE DATOS, SISTEMA DE COMUNICACIÓN Y ORDENADOR DE CONTROL.

Procedimiento para el análisis de fallos de un flujo de datos en tiempo real,

isócrono, en una red de datos (100) mediante una unidad de control (16) en la red de datos (100), que comprende las siguientes fases, que son realizadas por la unidad de control (16): recepción de paquetes de datos del flujo de datos en tiempo real isócrono, generación de una marca de tiempo para cada paquete de datos transmitido entre dos aparatos de comunicación (10, 12) de la red de datos (100), de manera que las marcas de tiempo caracterizan el punto de tiempo de la llegada de un correspondiente paquete de datos a la unidad de control (16), determinación de una distribución de frecuencias de la diferencia de tiempo de las marcas de tiempo entre si en los paquetes de datos del flujo de datos en tiempo real isócrono que llegan a la unidad de control (16) del flujo de datos en tiempo real isócrono a partir de las marcas de tiempo del paquete de datos, comprobar la distribución de frecuencias de la diferencia de tiempo de las marcas de tiempo entre si en los paquetes de datos que llegan a la unidad de control (16) del flujo de datos en tiempo real isócrono, según un patrón, por comparación con un estado ideal del flujo de datos en tiempo real isócrono, de manera que los patrones permiten una identificación de fallos específicos en los aparatos de comunicación (10, 12) y en la red de transmisión de datos (14) que une los aparatos de comunicación, y determinación del lugar o de la causa del fallo en la transmisión del flujo de datos en tiempo real isócrono en la red de datos, basándose en el resultado de la comprobación de la distribución de frecuencias según un patrón

[001] Procedimiento para el análisis de las perturbaciones de un flujo de datos, en especial un flujo de datos en tiempo real en una red de datos, sistema de comunicación y ordenador de control.

[002] La invención se refiere a un procedimiento para el análisis de fallos de un flujo de datos, en especial un flujo de datos en tiempo real, en una red de datos. La invención se refiere además a un sistema de comunicación con un ordenador de control para el análisis de fallos de un flujo de datos, en especial un flujo de datos en tiempo real, entre dos aparatos de comunicación en una red de datos, refiriéndose también a un ordenador de control.

[003] La comunicación multimedia a través de redes de comunicación usando el Protocolo de Internet (IP), en la que se transportan en paralelo diferentes medios en tiempo real (datos, audio y vídeo), se va extendiendo progresivamente. Para la transmisión de datos en tiempo real (datos de audio y de vídeo) a través de las redes de comunicación IP no se pueden utilizar protocolos concebidos para la comunicación de datos, puesto que en base a la comunicación en tiempo real no es posible un control de fallos, por ejemplo, con comprobantes, tal como es posible en la comunicación de datos conocida hasta el momento. Además, con el procedimiento concebido para la comunicación de datos, no es posible determinar el isocronismo, que es importante para la comunicación en tiempo real, o las desviaciones con respecto al mismo.

[004] Los sistemas de comunicación, que comunican según la norma “Voice-Over-IP” (VoIP), son muy propensos a alteraciones en relación con la calidad de voz que se desea alcanzar, debido a su complejidad. La transmisión de datos entre dos aparatos de comunicación (IP-Soft-Clients, IP-Teléfonos, pasarelas, MCU, etc.) tiene lugar con el sistema de paquetes según el Protocolo de Transporte en Tiempo Real (RTP, ver RFC 3550/1). El RTP es un protocolo destinado, entre otros, a la trasmisión continua de datos audiovisuales (“streams” o flujos) a través de las redes basadas en IP. El RTP sirve además para transportar, a través de redes, flujos de datos multimedia, tales como, por ejemplo, audio, vídeo, texto, etc., y asimismo informaciones de señalización, es decir, codificar los datos, empaquetarlos y enviarlos de forma isócrona. La función de RTP se basa principalmente en la transferencia de datos más sensibles en tiempo real. Un paquete de datos RTP consiste principalmente en una cabecera con un número de versión y de secuencia del formato de datos (informaciones para el códec utilizado), el ID de remitente (SSRC), una marca de tiempo RTP, así como la parte de datos útiles.

[005] El RTP es un protocolo especialmente desarrollado para el caso de utilización de comunicación en tiempo real. El RTP facilita a los paquetes a transmitir en tiempo real un número de secuencia continuado para poder reconocer su sucesión adecuada, así como su carácter completo por parte del receptor. Los paquetes de datos en tiempo real contienen también una marca de tiempo RTP del lado del remitente para determinar el momento de tiempo en el que se generaron los bloques individuales de audio y de vídeo. Para el análisis del comportamiento temporal en el lugar de medición/lugar de recepción, no son, no obstante, adecuados por falta de suficiente exactitud y por el hecho de que solamente representan la situación en el momento de tiempo de la generación de los datos y no pueden tener en cuenta ni las influencias del lado del remitente, después de abandonar el apilamiento del RTP hasta el envío con intermedio de la red-interfaz, ni las influencias de la transferencia con intermedio de la red de transferencia de datos.

[006] Las alteraciones o fallos del sistema de comunicación se pueden producir en el aparato que envía la comunicación o en la red de transferencia de comunicación que transfiere el paquete de datos en tiempo real. Las causas para las alteraciones pueden ser, entre otras: el apilamiento RTP (RTP-Stack) en el aparato de comunicación que efectúa el envío, el sistema operativo del aparato de comunicación que efectúa el envío, la configuración del aparato de comunicación que efectúa el envío, la anchura de banda de la red de transferencia de datos que efectúa la transferencia del flujo de datos en tiempo real, el Buffer en los componentes de red activos de la red de transmisión de datos que efectúa la transmisión del flujo de datos en tiempo real, etc. En este caso, la superposición de varios de los fallos mencionados puede ser causa de una alteración. Los documentos “Measurement of Characteristics of Voice over IP in a Wireless LAN Environment” de Jeffrey Feigin y Kareh Pahlavan, así como US 2003/0128692, dan a conocer diferentes procedimientos para el análisis de fallos de un flujo de datos en tiempo real.

[007] El proceso de búsqueda de fallos, así como la supresión de los fallos, se muestra en la práctica muy costoso por el tiempo y los propios costes necesarios. En algunos casos, no es posible hallar el fallo, lo que puede producir, como última consecuencia, la incapacidad de utilización del sistema de comunicación.

[008] Los análisis de fallos utilizados actualmente se refieren habitualmente a la evaluación de los informes RTCP transferidos, por ejemplo, a intervalos de 5 segundos (Protocolo de Control de Transporte en Tiempo Real; ver también RFC 3550). Los informes son generados con intermedio del aparato de comunicación receptor y enviados como realimentación al aparato de comunicación remitente, lo que representa la agregación de datos de hasta 500 paquetes en tiempo real. Mediante esta reunión y evaluación de los parámetros transmitidos en los informes RTCP, que están condicionados por el procedimiento en la totalidad del periodo de 5 segundos considerado, los parámetros se desvían considerablemente de manera sensible de las circunstancias reales (por ejemplo, transcurso temporal real/variancia real del proceso temporal) en la red de transferencia de comunicaciones, o bien facilitan una imagen falseada. El análisis de fallos del flujo de datos en tiempo real en la red de datos es solamente posible de forma poco satisfactoria.

**(Ver fórmula)**

[009] Por lo tanto, es un objetivo de la presente invención dar a conocer un procedimiento para el análisis de fallos de un flujo de datos, en especial, un flujo de datos en tiempo real, en una red de datos, que posibilite la determinación fiable de un fallo (tal como, por ejemplo, el tipo de fallo, lugar en el que se ha producido el fallo). Además, es un objetivo de la presente invención dar a conocer un sistema de comunicación, así como un ordenador de control, que posibilite el análisis de fallos del flujo de datos en una red de datos.

Estos objetivos se consiguen mediante el objeto de las reivindicaciones independientes. Otras formas de realización son el objeto de las reivindicaciones dependientes.

En el procedimiento objeto de la invención para el análisis de fallos de un flujo de datos isócrono en tiempo real en una red de datos, para conseguir estos objetivos se genera para cada paquete de datos transferidos entre dos aparatos de comunicación de la red de comunicaciones un sello o marca de tiempo en una unidad de control, que caracteriza el punto de tiempo de la entrada de un correspondiente paquete de datos en la unidad de control (marca de tiempo de medición). Se construirá una distribución de frecuencias (histograma) de la diferencia de tiempo de la marca de tiempo una después de otra en los paquetes de datos que entran, en la unidad de control del flujo de datos isócrono, que se determinará a base de las múltiples marcas de tiempo del paquete de datos del flujo de datos. Finalmente, se llevará a cabo un reconocimiento de patrón mediante la comprobación de la distribución de frecuencias para determinar el punto y/o la causa de un fallo en la transmisión del flujo de datos en la red de datos. En este caso, se identificarán los patrones por comparación con un estado ideal del flujo de datos en tiempo real isócrono.

Una unidad para análisis de fallos, de acuerdo con la invención, de un flujo de datos en tiempo real isócrono entre dos aparatos de comunicación de una red de datos, está constituida de forma tal que determina, a base de cada paquete de datos transmitido entre dos aparatos de comunicación de la red de datos, una marca de tiempo que caracteriza el punto de tiempo de la entrada de un correspondiente paquete de datos en la unidad de control (marca de tiempo de medición). La unidad de control está constituida además para constituir... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el análisis de fallos de un flujo de datos en tiempo real, isócrono, en una red de datos (100) mediante una unidad de control (16) en la red de datos (100), que comprende las siguientes fases, que son realizadas por la unidad de control (16):

recepción de paquetes de datos del flujo de datos en tiempo real isócrono,

generación de una marca de tiempo para cada paquete de datos transmitido entre dos aparatos de comunicación (10, 12) de la red de datos (100), de manera que las marcas de tiempo caracterizan el punto de tiempo de la llegada de un correspondiente paquete de datos a la unidad de control (16),

determinación de una distribución de frecuencias de la diferencia de tiempo de las marcas de tiempo entre si en los paquetes de datos del flujo de datos en tiempo real isócrono que llegan a la unidad de control (16) del flujo de datos en tiempo real isócrono a partir de las marcas de tiempo del paquete de datos,

comprobar la distribución de frecuencias de la diferencia de tiempo de las marcas de tiempo entre si en los paquetes de datos que llegan a la unidad de control (16) del flujo de datos en tiempo real isócrono, según un patrón, por comparación con un estado ideal del flujo de datos en tiempo real isócrono, de manera que los patrones permiten una identificación de fallos específicos en los aparatos de comunicación (10, 12) y en la red de transmisión de datos (14) que une los aparatos de comunicación, y

determinación del lugar o de la causa del fallo en la transmisión del flujo de datos en tiempo real isócrono en la red de datos, basándose en el resultado de la comprobación de la distribución de frecuencias según un patrón.

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que el estado ideal del flujo de datos en tiempo real isócrono es el estado ideal de la diferencia de tiempo entre dos paquetes de datos sucesivos del flujo de datos en tiempo real isócrono.

3. Procedimiento, según la reivindicación 1 ó 2, en el que los paquetes de datos son paquetes de datos del RTP protocolo de transporte en tiempo real.

4. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el flujo de datos en tiempo real contiene datos de audio, de voz por IP o “Comfort Noise”.

5. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que como causa del fallo son determinables la anchura de banda o un almacenamiento Buffer de componentes de red activos de la red de transmisión de datos (14).

6. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que en la evaluación de la distribución de frecuencias de la diferencia de tiempo de las marcas de tiempo sucesivas en los paquetes de datos que entran en la unidad de control (16) del flujo de datos en tiempo real isócrono se recurre a representaciones de datos técnicos del patrón para la diferenciación de un estado normal arbitrario con respecto a un estado de fallo y en caso de existencia de fallos, éstos son asociables al aparato de comunicación emisor (10, 12) o a la red de transmisión de datos (14).

7. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que en la comprobación de un fallo en el aparato de comunicación emisor (10, 20), en base al patrón de la distribución de frecuencias, se puede determinar una causa concreta del fallo en el aparato de comunicación emisor.

8. Procedimiento, según la reivindicación 7, en el que como causa del fallo se pueden determinar el sistema operativo del aparato de comunicación, la configuración del aparato de comunicación, su apilamiento o su implementación.

9. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que para la evaluación de la causa del fallo se considerará si los componentes que participan en la transmisión de datos del flujo de datos en tiempo real son capaces o no de elaborar un paquete de datos según el RTP protocolo de transporte en tiempo real.

10. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que para el análisis de fallos del flujo de datos en tiempo real isócrono del flujo de datos en tiempo real se analizará el flujo de datos en tiempo real entre ambos aparatos de comunicación (10, 12) en una o ambas direcciones en uno o varios puntos.

11. Medio, que puede ser leído por ordenador, que comprende secciones de código de software que cuando son procesadas en un procesador de una unidad de control (16) en una red de datos (100), hacen que la unidad de control (16) genere un análisis de fallos de un flujo de datos en tiempo real isócrono en una red de datos (100), donde:

se reciben paquetes de datos del flujo de datos en tiempo real isócrono,

**(Ver fórmula)**

se genera una marca de tiempo para cada paquete de datos transmitido entre los dos aparatos de comunicación (10, 12) de la red de datos (100), de manera que las marcas de tiempo caracterizan el punto de tiempo de la llegada de un correspondiente paquete de datos en la unidad de control (16),

se determina una distribución de frecuencias de la diferencia de tiempo de las marcas de tiempo de manera sucesiva en los paquetes de datos que llegan a la unidad de control (16) del flujo de datos en tiempo real isócrono a partir de las marcas de tiempo del paquete de datos del flujo de datos en tiempo real isócrono,

se lleva a cabo una comprobación de la distribución de frecuencias de la diferencia de tiempo de las marcas de tiempo sucesivas en los paquetes de datos que llegan a la unidad de control (16) del flujo de datos en tiempo real isócrono en la unidad de control (16) en base a un patrón, de manera que la comprobación en base al patrón tiene lugar por comparación de la distribución de frecuencias de la diferencia de tiempo de las marcas de tiempo entre si en los paquetes de datos que llegan a la unidad de control (16) del flujo de datos en tiempo real isócrono con una situación ideal del flujo de datos en tiempo real isócrono y los patrones posibilitan un reconocimiento de fallos específicos en los aparatos de comunicación (10, 12) y en la red de transmisión de datos (14) que une los aparatos de comunicación, y

se determina el lugar o la causa del fallo en la transmisión del flujo de datos en tiempo real isócrono en la red de datos basándose en el resultado de la comprobación de la distribución de frecuencias en base a un patrón.

12. Medio, que puede ser leído por ordenador, según la reivindicación 11, que comprende secciones de código de software que cuando son procesadas en el procesador de la unidad de control (16), hacen que la unidad de control (16) origine el procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 10.

13. Unidad de control para el análisis de fallos de un flujo de datos en tiempo real isócrono entre dos aparatos de comunicación (10, 12) de una red de datos, que está dispuesta para:

recibir paquetes de datos del flujo de datos en tiempo real isócrono,

generar una marca de tiempo para cada paquete de datos transmitido entre dos aparatos de comunicación (10, 12) de la red de datos (100), de manera que las marcas de tiempo caracterizan el punto de tiempo de la llegada de un correspondiente paquete de datos a la unidad de control (16).

determinar una distribución de frecuencias de la diferencia de tiempo de las marcas de tiempo entre si en los paquetes de datos que llegan a la unidad de control (16) del flujo de datos en tiempo real isócrono a partir de las marcas de tiempo del paquete de datos del flujo de datos en tiempo real isócrono,

comprobar por evaluación la distribución de frecuencias de la diferencia de tiempo de las marcas de tiempo entre si en los paquetes de datos que llegan a la unidad de control (16) del flujo de datos en tiempo real isócrono en la unidad de control (16) en base a un patrón, de manera que la comprobación en base a un patrón se lleva a cabo por comparación de la distribución de frecuencias de la diferencia de tiempo de las marcas de tiempo entre si en los paquetes de datos que llegan a la unidad de control (16) del flujo de datos en tiempo real isócrono con una situación ideal del flujo de datos en tiempo real, y los patrones posibilitan el reconocimiento de fallos específicos en los aparatos de comunicación (10, 12) y la red de transmisión de datos (14) que une los aparatos de comunicación, y,

determinar el lugar o la causa de un fallo en la transmisión del flujo de datos en tiempo real isócrono en la red de datos basándose en el resultado de la comprobación de la distribución de frecuencias según un patrón.

14. Sistema de comunicación con una unidad de control según la reivindicación 13.

15. Sistema de comunicación, según la reivindicación 14, en el que la unidad de control (16) está dispuesta para la determinación de los paquetes de datos en un lugar arbitrario entre los aparatos de comunicación (10, 12).

16. Sistema de comunicación, según las reivindicaciones 14 ó 15, que comprende una serie de unidades de control según la reivindicación 13.