¿Qué es el tiempo de ida y vuelta?
En un protocolo de sondeo-respuesta, el número más importante a menudo no es el ancho de banda sino cuánto tarda cada solicitud en regresar. Ese número es el tiempo de ida y vuelta, y fija en silencio el techo de un canal SCADA.
Tiempo de ida y vuelta (RTT) en una línea: El tiempo de ida y vuelta (RTT) es el tiempo transcurrido desde que SCADA envía un sondeo hasta que recibe la respuesta - el retraso completo de ida y vuelta de una solicitud. Incluye el tiempo de transmisión, la propagación por la red, y el tiempo de retorno del dispositivo para procesar y responder. En protocolos de solicitud-respuesta, el RTT suele ser el factor limitante de cuántos dispositivos puede sondear un canal en un ciclo de escaneo dado, más que el ancho de banda crudo.
Qué compone el viaje de ida y vuelta
El RTT es la suma de varios retrasos. Primero, el tiempo de transmitir realmente los bits de la solicitud, que en un enlace serial lento a 9600 baudios es significativo. Segundo, la propagación y el retraso de red, que en satélite puede ser más de medio segundo solo para que la señal viaje arriba y de vuelta. Tercero, el tiempo de retorno del dispositivo - cuánto tarda la RTU o PLC en recibir la solicitud, preparar los datos, y empezar a responder. Luego la misma ruta de regreso para la respuesta.
En un enlace cableado rápido el RTT es de unos pocos milisegundos y apenas se nota. En celular es de cientos de milisegundos; en satélite geoestacionario puede acercarse a un segundo. Como un sondeo no puede considerarse completo hasta que la respuesta regresa, el RTT es un costo duro por solicitud que el SCADA paga en cada sondeo sin importar qué tan pocos datos estén involucrados.
Por qué el RTT limita el ciclo de escaneo
Un SCADA de sondeo por lo general lee los dispositivos de forma secuencial en un canal - envía un sondeo, espera la respuesta, luego pasa al siguiente dispositivo. El ciclo de escaneo total es por lo tanto aproximadamente el número de sondeos multiplicado por el RTT promedio. Si cada viaje de ida y vuelta tarda 400 milisegundos y un canal sirve 30 dispositivos, una pasada tarda al menos 12 segundos antes de siquiera contar la sobrecarga de RTT y los reintentos.
Por esto el RTT, no el ancho de banda, es la restricción usual. Las cargas útiles son diminutas; el costo es esperar cada retorno. También es por lo que el agrupamiento de sondeos importa tanto - combinar muchos puntos en una solicitud significa un RTT en lugar de muchos. Y es por lo que el reporte por excepción es atractivo en enlaces de RTT alto: eliminar los sondeos rutinarios quita los viajes de ida y vuelta por completo, dejando a los dispositivos reportar solo cuando algo cambia.
El tiempo de ida y vuelta en redes de campo de petróleo y gas
Los canales SCADA de campo con frecuencia llevan muchos sitios remotos sobre un solo medio de RTT alto - radio con licencia, celular o satélite. Entender el RTT le dice a un ingeniero cuántos sitios puede servir realmente un canal a una tasa de actualización objetivo, y si esa tasa de actualización es siquiera alcanzable. Un diseño que ignora el RTT y simplemente agrega dispositivos verá su ciclo de escaneo estirarse más allá del intervalo que los operadores esperan.
El RTT también impulsa los ajustes de tiempo de espera y reintento. El tiempo de espera de falla de comunicaciones y el tiempo de espera por sondeo del driver deben fijarse más largos que el peor caso de RTT, o las respuestas lentas normales se leerán mal como fallas, produciendo alarmas molestas y reintentos innecesarios. En satélite en particular, los tiempos de espera ajustados para un enlace cableado fallarán constantemente.
Cuando el RTT hace que el sondeo directo sea demasiado lento para cubrir un campo en crecimiento, los operadores cambian de estrategia: habilitar el reporte no solicitado o por excepción para que los dispositivos empujen los cambios en lugar de ser sondeados, apretar los grupos de sondeo para cortar viajes de ida y vuelta, o repartir los sitios en canales adicionales. Los tres son respuestas a la misma restricción subyacente - el costo inevitable del viaje de ida y vuelta.
Preguntas frecuentes
¿Es el tiempo de ida y vuelta lo mismo que el ancho de banda?
No. El ancho de banda es cuántos datos por segundo puede llevar un enlace; el RTT es cuánto tarda una solicitud en regresar. En el sondeo SCADA con cargas útiles pequeñas, el RTT suele ser la restricción vinculante - el canal gasta su tiempo esperando retornos, no moviendo grandes cantidades de datos.
¿Por qué es tan alto el RTT en satélite?
Un satélite geoestacionario se sienta a unos 36,000 km de altura, así que una señal debe viajar arriba y de vuelta abajo para la solicitud y otra vez para la respuesta. Esa distancia por sí sola agrega aproximadamente medio segundo por viaje de una vía, empujando el RTT hacia un segundo antes de cualquier retraso de procesamiento.
¿Cómo reduzco el impacto de un RTT alto?
Corte el número de viajes de ida y vuelta: agrupe muchos puntos en solicitudes de sondeo únicas, y cambie del sondeo rutinario al reporte por excepción para que los dispositivos reporten solo al cambiar. También puede repartir los sitios en más canales. Todos estos atacan el costo por solicitud del viaje de ida y vuelta en lugar del ancho de banda.
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