საინფორმაციო და ანალიტიკური პორტალი „ელექტრონიკა დრო“. PTP-ის შესავალი რატომ გჭირდებათ ზუსტი დრო

ბევრი სტატია დაიწერა ცნობილ ქსელის დროის პროტოკოლის (NTP) შესახებ, ზოგიერთ მათგანში ნახსენებია ზუსტი დროის პროტოკოლი, რომელიც, სავარაუდოდ, შესაძლებელს ხდის ნანოწამების რიგის დროის სინქრონიზაციის სიზუსტის მიღწევას (მაგალითად, და ). მოდით გაერკვნენ, რა არის ეს პროტოკოლი და როგორ მიიღწევა ასეთი სიზუსტე. ჩვენ ასევე დავინახავთ ჩემი მუშაობის შედეგებს ამ პროტოკოლით.

შესავალი

"ზუსტი დროის პროტოკოლი" აღწერილია IEEE 1588 სტანდარტით. არსებობს სტანდარტის 2 ვერსია. პირველი ვერსია გამოვიდა 2002 წელს, შემდეგ სტანდარტი გადაიხედა 2008 წელს და გამოვიდა PTPv2 პროტოკოლი. უკანა თავსებადობა შენარჩუნებული არ არის.
მე ვმუშაობ პროტოკოლის მეორე ვერსიასთან, მას აქვს ბევრი გაუმჯობესება პირველთან შედარებით (სიზუსტე, სტაბილურობა, როგორც ვიკი გვეუბნება). მე არ გავაკეთებ შედარებას NTP-თან, სინქრონიზაციის სიზუსტის უბრალო ხსენება და PTP-ის სიზუსტე რეალურად აღწევს ათეულ ნანოწამს „ტექნიკის“ მხარდაჭერით, რაც მიუთითებს უპირატესობაზე NTP-ზე.
პროტოკოლის ტექნიკის მხარდაჭერა შეიძლება განსხვავებულად განხორციელდეს სხვადასხვა მოწყობილობაში. ფაქტობრივად, PTP-ის განსახორციელებლად საჭირო მინიმალური არის ტექნიკის შესაძლებლობა, დააყენოს დროის ნიშანი პორტზე შეტყობინების მიღების მომენტში. შეყვანილი დრო გამოყენებული იქნება შეცდომის გამოსათვლელად.

რატომ იშლება საათი?

შეცდომები შეიძლება იყოს ნებისმიერი ადგილიდან. დავიწყოთ იმით, რომ მოწყობილობებში სიხშირის გენერატორები განსხვავებულია და ძალიან მცირეა ალბათობა იმისა, რომ ორი განსხვავებული მოწყობილობა დროთა განმავლობაში იდეალურად იმუშავებს. ეს ასევე შეიძლება გამოწვეული იყოს გარემო პირობების მუდმივად ცვალებადობით, რაც გავლენას ახდენს წარმოქმნილ სიხშირეზე.

რის მიღწევას ვცდილობთ?

ვთქვათ, გვაქვს მოწყობილობა, რომელიც მუშაობს იდეალურ პირობებში, რაღაც ატომური საათი, რომელიც საერთოდ არ მოძრაობს სამყაროს დასასრულამდე (რა თქმა უნდა, რეალურამდე და არა მაიას კალენდრით ნაწინასწარმეტყველები) და ჩვენ ენიჭებათ დავალება მოიპოვონ მინიმუმ დაახლოებით (10 -9 წამის სიზუსტით) იგივე საათი. ჩვენ გვჭირდება ამ საათების სინქრონიზაცია. ამისათვის შეგიძლიათ განახორციელოთ PTP პროტოკოლი.

განსხვავება წმინდა პროგრამული უზრუნველყოფის განხორციელებასა და "ტექნიკის მხარდაჭერით" განხორციელებას შორის

წმინდა პროგრამული უზრუნველყოფის განხორციელება ვერ მიაღწევს დაპირებულ სიზუსტეს. შეტყობინებების მიღების მომენტიდან გასული დრო (უფრო ზუსტად, მოწყობილობაში შეტყობინების მიღების სიგნალის მიღება) შეფერხების შესვლის წერტილზე გადასვლამდე ან გამოძახებამდე მკაცრად განსაზღვრული არ არის. PTP მხარდაჭერით „ჭკვიან აპარატურას“ შეუძლია დამოუკიდებლად დააყენოს ეს დროის ანაბეჭდები (მაგალითად, ჩიპები Micrel-ისგან, მე ვწერ დრაივერს KSZ8463MLI-სთვის).
დროის მარკების გარდა, „ტექნიკის“ მხარდაჭერა ასევე მოიცავს კვარცის ოსცილატორის რეგულირების უნარს (სიხშირის მასტერთან გასწორება) ან საათის რეგულირების შესაძლებლობას (საათის მნიშვნელობის გაზრდა X ns-ით ყოველ საათის ციკლში). მეტი ამის შესახებ ქვემოთ.

მოდით გადავიდეთ IEEE 1588 სტანდარტზე

სტანდარტი აღწერილია 289 გვერდზე. განვიხილოთ პროტოკოლის განსახორციელებლად საჭირო მინიმალური. PTP არის კლიენტ-სერვერის სინქრონიზაციის პროტოკოლი, ე.ი. პროტოკოლის განსახორციელებლად საჭიროა მინიმუმ 2 მოწყობილობა. ასე რომ, Master მოწყობილობა არის ატომური საათი, ხოლო Slave მოწყობილობა არის საათი, რომელიც უნდა გაკეთდეს იმისათვის, რომ ზუსტად იმუშაოს.

ენის გაცვლა

გამოაცხადეთ შეტყობინება- განცხადების შეტყობინება, შეიცავს ინფორმაციას, რომელიც გაგზავნილია მასტერის მიერ ყველა Slave მოწყობილობაზე. Slave მოწყობილობას შეუძლია გამოიყენოს ეს შეტყობინება საუკეთესო ოსტატის ასარჩევად (ამისთვის არსებობს BMC (საუკეთესო სამაგისტრო საათი) ალგორითმი). BMC არც ისე საინტერესოა. ეს ალგორითმი ადვილად მოიძებნება სტანდარტში. შერჩევა ეფუძნება შეტყობინებების ველებს, როგორიცაა სიზუსტე, განსხვავება, კლასი, პრიორიტეტი და ა.შ. მოდით გადავიდეთ სხვა შეტყობინებებზე.

Sync/Follow Up, DelayResp, PDelayResp/PDelayFollowUp– გამოგზავნილია ოსტატის მიერ; ქვემოთ მათ უფრო დეტალურად განვიხილავთ.

DelayReq, PDlayReq- Slave მოწყობილობის მოთხოვნები.

როგორც ხედავთ, Slave მოწყობილობა არ არის სიტყვიერი; Master უზრუნველყოფს თითქმის ყველა ინფორმაციას თავად. გაგზავნა ხორციელდება Multicast (სურვილის შემთხვევაში, შეგიძლიათ გამოიყენოთ Unicast რეჟიმი) სტანდარტში მკაცრად განსაზღვრულ მისამართებზე. ამისთვის PDDelayშეტყობინებებს აქვს ცალკე მისამართი (01-80-C2-00-00-0E Ethernet-ისთვის და 224.0.0.107 UDP-ისთვის). სხვა შეტყობინებები იგზავნება ნომერზე 01-1B-19-00-00-00 ან 224.0.1.129. პაკეტები განსხვავდება ველების მიხედვით საათის იდენტიფიკაცია(საათის ID) და SequenceId(პაკეტის იდენტიფიკატორი).

სამუშაო სესია

ვთქვათ, მასტერი შეირჩა BMC ალგორითმის გამოყენებით, ან მასტერი ერთადერთია ქსელში. სურათზე ნაჩვენებია მთავარ მოწყობილობასა და სინქრონიზებულს შორის კომუნიკაციის პროცედურა.

1. ყველაფერი იწყება ოსტატის გაგზავნით სინქრონიზაციადა ერთდროულად იწერს გაგზავნის დროს t1. არსებობს ერთ და ორსაფეხურიანი მუშაობის რეჟიმები. მათი გარჩევა ძალიან ადვილია: თუ არის მესიჯი Გაყოლა– მაშინ საქმე გვაქვს ორეტაპიან განხორციელებასთან, წერტილოვანი ისარი აჩვენებს არჩევით შეტყობინებებს
2. Გაყოლაშეტყობინება იგზავნება შემდეგ სინქრონიზაციადა შეიცავს დროს t1. თუ გადაცემა განხორციელდება ერთ ეტაპად, მაშინ სინქრონიზაციაშეიცავს t1 შეტყობინების ტექსტს. ნებისმიერ შემთხვევაში, t1 მიიღებს ჩვენს მოწყობილობას. შეტყობინების მიღების დროს სინქრონიზაციადროის ანაბეჭდი t2 იქმნება Slave-ზე. ამრიგად, ჩვენ ვიღებთ t1, t2
3. Slave ქმნის შეტყობინებას DelayReq t3 თაობის ერთდროულად
4. ოსტატი იღებს DelayReqშეტყობინება t4 გენერირებისას
5. t4 იგზავნება Salve მოწყობილობაში DelayRespშეტყობინება

ონლაინ შეტყობინებები

გაცვლის სესია, როგორც ზემოთ ნაჩვენები, შეიძლება იყოს წარმატებული მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ კვარცი წარმოქმნის იდეალურად თანაბარ სიხშირეებს სინქრონიზებული მოწყობილობებისთვის. სინამდვილეში, გამოდის, რომ საათის სიხშირე განსხვავებულია, ე.ი. ერთ მოწყობილობაზე 1 წამში საათის მნიშვნელობა გაიზრდება 1 წამით, მეორეზე კი, მაგალითად, 1.000001 წამით. აქ ჩნდება საათის სხვაობა.
სტანდარტი აღწერს მაგალითს Master-ზე და Slave-ზე გასული დროის თანაფარდობის გამოთვლის გარკვეული ინტერვალით. ეს თანაფარდობა იქნება Slave მოწყობილობის სიხშირის კოეფიციენტი. მაგრამ არსებობს მითითება, რომ კორექტირება შეიძლება განხორციელდეს სხვადასხვა გზით. მოდით შევხედოთ ორ მათგანს:

1. Slave მოწყობილობის საათის სიხშირის შეცვლა (მაგალითი სტანდარტში)
2. არ შეცვალოთ საათის სიხშირე, მაგრამ T ხანგრძლივობის ყოველი ტიკისთვის, საათის მნიშვნელობა გაიზრდება არა T-ით, არამედ T+∆t-ით (გამოიყენება ჩემს განხორციელებაში)

ორივე მეთოდით მოგიწევთ გამოთვალოთ დროის მნიშვნელობების სხვაობა Master მოწყობილობაზე გარკვეული ინტერვალით, ასევე დროის სხვაობა იმავე ინტერვალზე Slave მოწყობილობაზე. კოეფიციენტი პირველ მეთოდში:

მეორე მეთოდი მოითხოვს ∆t-ის გამოთვლას. ∆t არის მნიშვნელობა, რომელიც დაემატება დროის მნიშვნელობას ყოველ გარკვეულ ინტერვალში. ნახატზე ხედავთ, რომ სანამ Master-ზე გავიდა 22 – 15 = 7 წამი, Slave-ზე 75+(87-75)/2 –(30+ (37-30)/2) = 47.5

სიხშირე – პროცესორის სიხშირე, მაგალითად, 25 MHz - პროცესორის ციკლი გრძელდება 1/(25*10 6) = 40ns.
მოწყობილობის შესაძლებლობებიდან გამომდინარე, შეირჩევა ყველაზე შესაფერისი მეთოდი.
შემდეგ განყოფილებაზე გადასასვლელად, მოდით გამოვხატოთ ოფსეტი ოდნავ განსხვავებულად:

PTP მუშაობის რეჟიმები

სტანდარტის დათვალიერებისას, შეგიძლიათ აღმოაჩინოთ, რომ მიწოდების დროის გამოთვლის მხოლოდ ერთი გზა არ არსებობს. არსებობს PTPv2-ის 2 ოპერაციული რეჟიმი. ეს E2E (ბოლოდან ბოლომდე), ზემოთ იყო განხილული, რეჟიმიც აღწერილია P2P (Peer-to-Peer). მოდით გავარკვიოთ სად გამოვიყენოთ რომელი მეთოდი და რა განსხვავებაა მათ შორის.
პრინციპში, სურვილისამებრ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ნებისმიერი რეჟიმი, მაგრამ მათი ერთსა და იმავე ქსელში გაერთიანება შეუძლებელია.

• რეჟიმში E2Eმიწოდების დრო გამოითვლება მრავალი მოწყობილობის მეშვეობით შემოსული შეტყობინებებიდან, რომელთაგან თითოეული შედის შეტყობინების შესწორების ველში სინქრონიზაციაან Გაყოლა(თუ ორეტაპიანი გადაცემა) დრო, რომლისთვისაც შეფერხდა პაკეტი ამ მოწყობილობაზე (თუ მოწყობილობები პირდაპირ არის დაკავშირებული, არანაირი შესწორება არ ხდება, ამიტომ მათ დეტალურად არ განვიხილავთ). გამოყენებული შეტყობინებები: Sync/FollowUp, DelayReq/DelayResp
• რეჟიმში P2Pკორექტირების ველში არ არის შეყვანილი მხოლოდ დრო, რომლისთვისაც შეფერხდა პაკეტი, მას ემატება (t2-t1) (შეგიძლიათ წაიკითხოთ სტანდარტში). გამოყენებული შეტყობინებები სინქრონიზაცია/FollowUp, PDelayReq/PDelayResp/PDelayRespFollowUp

სტანდარტის მიხედვით, საათი, რომლის მეშვეობითაც გადის PTP შეტყობინებები კორექტირების ველის ცვლილებით, ეწოდება გამჭვირვალე საათი (TC). მოდით გადავხედოთ სურათებს, რათა ვნახოთ, როგორ ხდება შეტყობინებების გადაცემა ამ ორ რეჟიმში. ლურჯი ისრები მიუთითებს შეტყობინებებზე სინქრონიზაციადა Გაყოლა.


ბოლო-ბოლო რეჟიმი


Peer-to-Peer რეჟიმი
ჩვენ ვხედავთ, რომ რამდენიმე წითელი ისარი გამოჩნდა P2P რეჟიმში. ეს არის დარჩენილი მესიჯები, რომლებსაც ჩვენ არ მივმართავთ, კერძოდ PDlayReq, PDelayRespდა PDlayFollowUp. აქ არის ამ შეტყობინებების გაცვლა:

მიწოდების დროის შეცდომა

სტანდარტი აღწერს პროტოკოლის განხორციელებას სხვადასხვა ტიპის ქსელებში. მე ვიყენებდი Ethernet ქსელს და ვიღებდი შეტყობინებებს Ethernet დონეზე. ასეთ ქსელებში პაკეტის მიწოდების დრო მუდმივად იცვლება (განსაკუთრებით შესამჩნევია ნანოწამის სიზუსტით მუშაობისას). ამ მნიშვნელობების გასაფილტრად გამოიყენება სხვადასხვა ფილტრები.

რა უნდა იყოს გაფილტრული:

1. Მიტანის დრო
2. მიკერძოება

ჩემი დრაივერი იყენებს დაახლოებით იგივე ფილტრაციის სისტემას, როგორც Linux დემონი PTPd, რომლის წყაროებიც შეგიძლიათ იხილოთ და არის გარკვეული ინფორმაციაც. მე მხოლოდ დიაგრამას მოგცემთ:

LP IIR (Infinite Impulse Response low-pass) ფილტრი(Infinite Impulse Response Filter) აღწერილი ფორმულით:

, სად ს- კოეფიციენტი, რომელიც საშუალებას გაძლევთ დაარეგულიროთ ფილტრის წყვეტა.

კორექტირების გაანგარიშება

მოდით გადავიდეთ კორექტირებაზე, დელტაზე, რომელიც უნდა დაემატოს მეორე მნიშვნელობას. ჩემს სისტემაში გამოყენებული გაანგარიშების სქემა:

მე კალმანის ფილტრი გამოვიყენე ქსელის ჩარევის გამო ძლიერი კორექტირების ჟიტერის გასაფილტრად, ძალიან მომეწონა. ზოგადად, შეგიძლიათ გამოიყენოთ ნებისმიერი ფილტრი, რომელიც მოგწონთ, თუ ის არბილებს გრაფიკს. IN PTPdმაგალითად, ფილტრაცია უფრო მარტივია - გამოითვლება მიმდინარე და წინა მნიშვნელობების საშუალო. გრაფიკზე შეგიძლიათ იხილოთ Kalman ფილტრის შედეგები ჩემს დრაივერში (მორგების შეცდომა ნაჩვენებია 25 MHz ჩიპზე ქვენანოწამებში):

მოდით გადავიდეთ კორექტირების რეგულირებაზე, კორექტირება უნდა მიდრეკილი იყოს მუდმივზე, გამოიყენება PI კონტროლერი. IN PTPdსაათის ოფსეტი მორგებულია (კორექტირება ეფუძნება ოფსეტს), მაგრამ მე ვიყენებ მას კორექტირების დასარეგულირებლად (KSZ8463MLI მახასიათებელი). ჩვენ ვხედავთ, რომ კონტროლერი არ არის იდეალურად კონფიგურირებული, მაგრამ ჩემს შემთხვევაში ეს კორექტირება საკმარისია:

მუშაობის შედეგი

შედეგი ნაჩვენებია გრაფიკზე. საათის ოფსეტი მერყეობს -50-დან 50-მდე. შესაბამისად, მივაღწიე სიზუსტეს, რომელიც ნახსენებია მრავალ სტატიაში. რა თქმა უნდა, განხორციელების ბევრი მცირე მახასიათებელი დარჩა კულისებში, მაგრამ საჭირო მინიმუმი იყო დემონსტრირებული.

65 ნანომეტრი ზელენოგრადის ქარხნის Angstrem-T-ის შემდეგი მიზანია, რომელიც 300-350 მილიონი ევრო დაჯდება. კომპანიამ უკვე წარადგინა განაცხადი Vnesheconombank-ს (VEB) წარმოების ტექნოლოგიების მოდერნიზაციისთვის შეღავათიანი სესხისთვის, იტყობინება ამ კვირაში ვედომოსტი ქარხნის დირექტორთა საბჭოს თავმჯდომარის, ლეონიდ რეიმანის მითითებით. ახლა Angstrem-T ემზადება საწარმოო ხაზის გასაშვებად მიკროსქემებისთვის 90 ნმ ტოპოლოგიით. წინა VEB სესხის გადახდა, რომლისთვისაც ის იყო შეძენილი, 2017 წლის შუა რიცხვებიდან დაიწყება.

პეკინი უოლ სტრიტს დაეჯახა

საკვანძო ამერიკულმა ინდექსებმა ახალი წლის პირველი დღეები რეკორდული ვარდნით აღნიშნეს; მილიარდერმა ჯორჯ სოროსმა უკვე გააფრთხილა, რომ მსოფლიო 2008 წლის კრიზისის განმეორების წინაშე დგას.

პირველი რუსული სამომხმარებლო პროცესორი Baikal-T1, რომლის ფასი 60 დოლარია, მასობრივ წარმოებაში შედის

კომპანია Baikal Electronics გვპირდება, რომ 2016 წლის დასაწყისში დაიწყებს სამრეწველო წარმოებაში რუსული Baikal-T1 პროცესორის ღირებულებას დაახლოებით $60. მოწყობილობები მოთხოვნადი იქნება, თუ მთავრობა ამ მოთხოვნას შექმნის, ამბობენ ბაზრის მონაწილეები.

MTS და Ericsson ერთობლივად განავითარებენ და განახორციელებენ 5G-ს რუსეთში

Mobile TeleSystems PJSC-მ და Ericsson-მა გააფორმეს თანამშრომლობის ხელშეკრულებები რუსეთში 5G ტექნოლოგიის განვითარებასა და დანერგვაში. საპილოტე პროექტებში, მათ შორის 2018 წლის მსოფლიო ჩემპიონატის დროს, MTS აპირებს შეამოწმოს შვედური გამყიდველის განვითარება. მომავალი წლის დასაწყისში ოპერატორი დაიწყებს დიალოგს ტელეკომის და მასობრივი კომუნიკაციების სამინისტროსთან მეხუთე თაობის მობილური კომუნიკაციების ტექნიკური მოთხოვნების ფორმირების შესახებ.

სერგეი ჩემეზოვი: Rostec უკვე არის მსოფლიოს ათ უმსხვილეს საინჟინრო კორპორაციას შორის

Rostec-ის ხელმძღვანელმა სერგეი ჩემეზოვმა RBC-სთან ინტერვიუში უპასუხა აქტუალურ კითხვებს: პლატონის სისტემის შესახებ, AVTOVAZ-ის პრობლემები და პერსპექტივები, სახელმწიფო კორპორაციის ინტერესები ფარმაცევტულ ბიზნესში, ისაუბრა საერთაშორისო თანამშრომლობაზე სანქციების კონტექსტში. ზეწოლა, იმპორტის ჩანაცვლება, რეორგანიზაცია, განვითარების სტრატეგია და ახალი შესაძლებლობები რთულ პერიოდში.

როსტეკი „თავისთავად იღობება“ და სამსუნგის და ჯენერალ ელექტრიკის დაფნას არღვევს

Rostec-ის სამეთვალყურეო საბჭომ დაამტკიცა „განვითარების სტრატეგია 2025 წლამდე“. მთავარი მიზნებია მაღალტექნოლოგიური სამოქალაქო პროდუქციის წილის გაზრდა და General Electric-ისა და Samsung-ის დაჭერა ძირითად ფინანსურ მაჩვენებლებში.

07/09/2012, ორშაბათი, 10:07, მოსკოვის დროით

შემდეგი თაობის სატრანსპორტო ქსელების მთავარი პრობლემა არის ის, რომ Ethernet ტექნოლოგია თავდაპირველად შექმნილი იყო ლოკალური ქსელებისთვის და არასოდეს იყო განკუთვნილი სინქრონიზაციის სიგნალების გადასატანად. ბოლო ათწლეულების განმავლობაში, წრიული გადართვის ქსელებში დომინირებს სინქრონული ციფრული იერარქიის (SDH) ტექნოლოგია, როგორც სატრანსპორტო საშუალება, რომელიც დაფუძნებულია საათის სიგნალების გადაცემაზე. მაგრამ ეს საიმედო და დადასტურებული ტექნოლოგიაც კი არ აკმაყოფილებს თანამედროვე აპლიკაციების მოთხოვნებს.

გვერდები: წინა | | 2

Sync Ethernet სტანდარტის გამოყენება

Ethernet ტექნოლოგია თავდაპირველად შეიქმნა ექსკლუზიურად ლოკალურ ქსელებში გამოსაყენებლად. ფიზიკურ დონეზე ინფორმაციის ხაზოვანი კოდირების მეთოდები არჩეული იყო ამოცანების შესაბამისად, რომლებიც არ მოიცავდა საათის სიგნალის გადაცემას. SDH ქსელები თავდაპირველად იყენებდნენ NRZ ხაზის კოდებს, რომლებიც ადაპტირებულია სინქრონიზაციის გადასაცემად საკომუნიკაციო არხის ფიზიკურ ფენაზე. Sync Ethernet ტექნოლოგიის შექმნისას ფიზიკური ფენა და კოდირების მეთოდები ნასესხები იყო SDH ტექნოლოგიიდან, ხოლო მეორე (არხის) ფენა პრაქტიკულად არ დაზარალდა. ჩარჩოს სტრუქტურა უცვლელი რჩება, გარდა SSM სინქრონიზაციის სტატუსის ბაიტისა. მისი მნიშვნელობები ასევე ნასესხები იყო SDH ტექნოლოგიიდან.

სინქრონიზაციის გადაცემის პრინციპი Sync Ethernet პროტოკოლით

Sync Ethernet ტექნოლოგიის უპირატესობებში შედის SDH ფიზიკური ფენის სტრუქტურის გამოყენება და ამასთან ერთად, დიდი და ფასდაუდებელი გამოცდილება საათის ქსელის სინქრონიზაციის ქსელების დიზაინსა და მშენებლობაში. მეთოდების იდენტურობამ შეინარჩუნა ძველი რეკომენდაციები G.803, G.804, G.811, G.812 და G.813 ახალ ტექნოლოგიაში. ძვირადღირებული მოწყობილობები - პირველადი საცნობარო ოსცილატორები (PEG), მეორადი ძირითადი ოსცილატორები (MSOs) - ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ახალ სატრანსპორტო ქსელში, რომელიც აგებულია Sync Ethernet სტანდარტზე.

სინქრონიზაციის ტიპიური სქემა Sync Ethernet ტექნოლოგიის გამოყენებით

ნაკლოვანებები მოიცავს იმ ფაქტს, რომ მთელ გადამცემ ქსელში, ყველა მოწყობილობამ უნდა უზრუნველყოს ახალი სტანდარტის მხარდაჭერა, და თუ არის მოწყობილობა, რომელიც არ უჭერს მხარს Sync Ethernet-ს, მაშინ ამ კვანძის უკან არსებული ყველა მოწყობილობა ვერ მუშაობს სინქრონულ რეჟიმში. შესაბამისად, დიდი მატერიალური ხარჯებია საჭირო მთელი ქსელის მოდერნიზებისთვის. კიდევ ერთი მინუსი არის ის, რომ ეს მეთოდი მხარს უჭერს მხოლოდ სიხშირის სინქრონიზაციის გადაცემას.

PTP (IEEE1588v2) გამოყენებით

და სინქრონიზაციის გადაცემის ბოლო მეთოდი, რომელიც ბოლო დროს სულ უფრო პოპულარული გახდა, არის ზუსტი დროის პროტოკოლი (PTP). იგი აღწერილია IEEE რეკომენდაციაში 1588. 2008 წელს გამოვიდა ამ დოკუმენტის მეორე ვერსია, რომელიც აღწერს პროტოკოლის გამოყენებას სატელეკომუნიკაციო ქსელებში. ზუსტი დროის პროტოკოლი საკმაოდ ახალგაზრდაა, მაგრამ თავად დროის გადაცემის ტექნოლოგია ნასესხები იყო ქსელის დროის პორტოკოლის (NTP) პროტოკოლიდან. NTP პროტოკოლი თავის უახლეს ვერსიაში არ იძლევა თანამედროვე აპლიკაციებისთვის საჭირო სიზუსტეს და, შესაბამისად, ის რჩება კარგ ინსტრუმენტად დროის სინქრონიზაციისთვის, რომელიც ფართოდ გამოიყენება სერვერების სინქრონიზაციისთვის, განაწილებული მონაცემთა ბაზებისთვის და ა.შ. მაგრამ საათის ქსელის სინქრონიზაციის ქსელის აშენებისას, შესაფერისია NTP პროტოკოლის ლოგიკური გაგრძელება - ეს არის PTP პროტოკოლი. ქსელის ელემენტები, რომლებიც მონაწილეობენ ურთიერთქმედებაში PTP პროტოკოლის საშუალებით, არის შემდეგი მოწყობილობები: PTP Grand Master და PTP Slave. როგორც წესი, დიდი ოსტატი იღებს დროს GNSS მიმღებიდან და ამ ინფორმაციის გამოყენებით, ცვლის პაკეტებს Slave მოწყობილობასთან და მუდმივად ასწორებს დროის შეუსაბამობებს Grand Master და Slave მოწყობილობებს შორის. რაც უფრო აქტიურია ეს გაცვლა, მით უფრო მაღალი იქნება კორექტირების სიზუსტე. ასეთი აქტიური გაცვლის მინუსი არის გამტარუნარიანობის ზრდა, რომელიც გამოყოფილია PTP პროტოკოლზე. დროის ინტერვალებში შეუსაბამობის გამოთვლის ყველაზე მნიშვნელოვანი პრობლემა არის ის, რომ დიდ მაგისტრსა და სლავ მოწყობილობებს შორის შეიძლება იყოს "კლასიკური" ფენის 3 მარშრუტიზატორები. ტერმინი "კლასიკური" ამ შემთხვევაში გამოიყენება იმის ხაზგასასმელად, რომ ამ მოწყობილობებს არაფერი ესმით PTP ფენის 5 პროტოკოლის შესახებ.

ასეთი მარშრუტიზატორების ბუფერებში შეფერხებების მართვა საკმაოდ რთულია და ისინი შემთხვევითი ხასიათისაა. ამ შემთხვევითი შეცდომების გასაკონტროლებლად და ასევე დიდოსტატსა და მონას შორის დროის შეუსაბამობის უფრო ზუსტი გაანგარიშების მიზნით, PTP პროტოკოლში დაინერგა სპეციალური პარამეტრი - Time Stamp. ეს ეტიკეტი მიუთითებს იმ დროს, რაც სჭირდება პაკეტის როუტერში გავლას. თუ დიდი ოსტატიდან სლავამდე მარშრუტიზატორებს აქვთ PTP ფუნქციონირება და დააყენეთ დროის ნიშა მთელ გზაზე, მაშინ PTP პაკეტების IP ქსელში გავლასთან დაკავშირებული შემთხვევითი შეცდომა შეიძლება შემცირდეს.

სინქრონიზაციის ქსელის აგების მაგალითი PTP პროტოკოლის გამოყენებით

ახალი თაობის პაკეტურ ქსელებში სინქრონიზაციის გადაცემის მეთოდების შედარება

PTP ფუნქციონირება მარშრუტიზატორებზე არ არის საჭირო, მაგრამ რეკომენდებულია PTP პროტოკოლის გამოყენებისას. უნდა აღინიშნოს, რომ როუტერის მწარმოებლების უმეტესობა ამ ფუნქციას აერთიანებს მათ მოწყობილობებში. მობილური ოპერატორის სინქრონიზაციის სქემის აგების მაგალითი ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში. PTP-ის უპირატესობა ის არის, რომ პროტოკოლი შექმნილია სამივე ტიპის სინქრონიზაციის გადასაცემად: სიხშირე, ფაზა და დრო. პროტოკოლის მთავარი მინუსი არის მისი დამოკიდებულება დატვირთვაზე. როდესაც IP ქსელში არის შეშუპებები, რომელთა მართვა რთულია, ძალიან რთულია ქსელში სინქრონიზაციის გადაცემის წესების მკაცრი დაცვა.

ტექნიკა	უპირატესობები	ხარვეზები
GNSS	სიხშირის, ფაზის და დროის სინქრონიზაციის უზრუნველყოფა. არ არის დამოკიდებული ქსელის დატვირთვაზე.	ანტენის სავალდებულო მონტაჟი. დახურულ სივრცეში გამოყენების შეუძლებლობა. შესაძლო ჩარევა სხვა რადიო მოწყობილობებისგან. ჭარბი რაოდენობა უზრუნველყოფილია მხოლოდ მეორე GNSS მიმღების დაყენებით
სინქრონიზაცია Ethernet	არ არის დამოკიდებული ქსელის დატვირთვაზე. SDH ქსელის მსგავსი	უზრუნველყოფს მხოლოდ სიხშირის სინქრონიზაციას. სინქრონიზაციის Ethernet მხარდაჭერა საჭიროა ქსელის ყველა ელემენტისთვის
PTP	სიხშირის, ფაზის და დროის სინქრონიზაციის უზრუნველყოფა.	დამოკიდებულია ქსელის დატვირთვაზე.

თითოეულ მეთოდს აქვს თავისი დადებითი და უარყოფითი მხარეები, რომლებიც ნაჩვენებია ცხრილში. სწორი მიდგომის დასადგენად, რეკომენდებულია მრავალი კრიტერიუმის გათვალისწინება, რომლებიც სპეციფიკურია სხვადასხვა ქსელისთვის.

მიხაილ ვექსელმანი

გვერდები: წინა | | 2

2005 წელს დაიწყო მუშაობა IEEE1588-2002 სტანდარტის შესწორებაზე, რათა გაფართოვდეს მისი გამოყენების შესაძლო სფეროები (ტელეკომუნიკაციები, უკაბელო კომუნიკაციები და ა.შ.). შედეგი იყო IEEE1588-2008-ის ახალი გამოცემა, რომელიც ხელმისაწვდომია 2008 წლის მარტიდან შემდეგი ახალი ფუნქციებით:

• გაფართოებული ალგორითმები ნანოწამის სიზუსტის უზრუნველსაყოფად.
• გაუმჯობესებული დროის სინქრონიზაციის შესრულება (შესაძლებელია Sync შეტყობინებების უფრო ხშირი გადაცემა).
• ახალი ტიპის შეტყობინებების მხარდაჭერა.
• ერთი რეჟიმის მუშაობის პრინციპის დანერგვა (არ არის საჭირო შემდგომი შეტყობინებების გაგზავნა).
• ფუნქციის მხარდაჭერის შეყვანა ე.წ გამჭვირვალე საათები გადამრთველების კასკადური კავშირის სქემაში გაზომვის შეცდომების დაგროვების თავიდან ასაცილებლად.
• შეიყვანეთ პროფილები, რომლებიც განსაზღვრავენ ახალი აპლიკაციების პარამეტრებს.
• მინიჭების შესაძლებლობა ისეთ სატრანსპორტო მექანიზმებზე, როგორიცაა DeviceNet, PROFInet და IEEE802.3/Ethernet (პირდაპირი მინიჭება).
• TLV (ტიპი, სიგრძე, მნიშვნელობა) სტრუქტურის დანერგვა სტანდარტის შესაძლო ფარგლების გაფართოებისა და მომავალი საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად.
• სტანდარტის დამატებითი არჩევითი გაფართოებების დანერგვა.

PTP პროტოკოლზე დაფუძნებული სისტემების მუშაობის პრინციპი

სისტემებში, რომლებიც იყენებენ PTP პროტოკოლს, არსებობს ორი ტიპის საათი: ძირითადი საათი და სლავური საათი. მთავარ საათს იდეალურად აკონტროლებს რადიო საათი ან GPS მიმღები და სინქრონიზაციას უწევს მონ საათს. საათი ბოლო მოწყობილობაში, იქნება ეს ოსტატი თუ მონა, ჩვეულებრივ საათად ითვლება; ქსელურ მოწყობილობებში შემავალი საათები, რომლებიც ასრულებენ მონაცემების გადაცემისა და მარშრუტიზაციის ფუნქციას (მაგალითად, Ethernet-ის კონცენტრატორები) ითვლება სასაზღვრო საათებად.

ბრინჯი. 1. PTP პროტოკოლის მიხედვით, მოწყობილობების დროის სინქრონიზაცია ხორციელდება „მასტერ-მონის“ სქემის მიხედვით.

PTP პროტოკოლის მიხედვით სინქრონიზაციის პროცედურა დაყოფილია ორ ეტაპად. პირველ ეტაპზე სწორდება დროის სხვაობა მთავარ და სლავ საათებს შორის - ანუ ტარდება ე.წ დროის ოფსეტური კორექცია. ამისათვის, ძირითადი მოწყობილობა გადასცემს შეტყობინებას სინქრონიზაციის დროის სინქრონიზაციის მიზნით მონ მოწყობილობაზე (შეტყობინებების ტიპი Sync). შეტყობინება შეიცავს ძირითადი საათის მიმდინარე დროს და პერიოდულად გადაიცემა ფიქსირებული დროის ინტერვალებით.

თუმცა, ვინაიდან ძირითადი საათის წაკითხვა, მონაცემების დამუშავება და Ethernet კონტროლერის მეშვეობით გადაცემას გარკვეული დრო სჭირდება, გადაცემული შეტყობინებაში ინფორმაცია აღარ იქნება შესაბამისი მისი მიღების მომენტისთვის. ამავდროულად, დროის მომენტი, როდესაც Sync შეტყობინება ტოვებს გამგზავნს, რომელიც მოიცავს მთავარ საათს (TM1), ჩაიწერება რაც შეიძლება ზუსტად. შემდეგ სამაგისტრო მოწყობილობა გადასცემს სინქრონიზაციის შეტყობინების ჩაწერილ ვადებს მონურ მოწყობილობებს (FollowUp message). ისინი ასევე გაზომავენ რაც შეიძლება ზუსტად იმ მომენტს, როდესაც მიიღეს პირველი შეტყობინება (TS1) და გამოთვლიან ოდენობას, რომლითაც აუცილებელია დროის სხვაობის გამოსწორება მათსა და მთავარ მოწყობილობას შორის, შესაბამისად (O) (იხ. 1 და ნახ. 2). შემდეგ სლავ მოწყობილობებში საათის ჩვენებები პირდაპირ შესწორებულია ოფსეტური მნიშვნელობით. თუ არ იყო შეფერხება ქსელში შეტყობინებების გადაცემაში, მაშინ შეგვიძლია ვთქვათ, რომ მოწყობილობები დროულად სინქრონიზებულია.

ბრინჯი. 3. გადამრთველებში შეტყობინების დაყოვნების დროის გაანგარიშება.

ორივე მიმართულებით შეტყობინების გადაცემის შეფერხება იდენტური იქნება, თუ მოწყობილობები ერთმანეთთან დაკავშირებულია ერთი საკომუნიკაციო ხაზით და მეტი არაფერი. თუ ქსელში არის გადამრთველები ან მარშრუტიზატორები მოწყობილობებს შორის, მაშინ არ იქნება სიმეტრიული შეფერხება მოწყობილობებს შორის შეტყობინებების გადაცემისას, რადგან ქსელში გადამრთველები ინახავს იმ მონაცემთა პაკეტებს, რომლებიც მათში გადის და მათი გადაცემის გარკვეული რიგია. განხორციელდა. ამ მახასიათებელმა შეიძლება, ზოგიერთ შემთხვევაში, მნიშვნელოვნად იმოქმედოს შეტყობინების გადაცემის შეფერხებაზე (შესაძლებელია მნიშვნელოვანი განსხვავებები მონაცემთა გადაცემის დროში). როდესაც ქსელში ინფორმაციის დატვირთვა დაბალია, ამ ეფექტს მცირე გავლენა აქვს, მაგრამ როდესაც ინფორმაციის დატვირთვა მაღალია, ამან შეიძლება მნიშვნელოვნად იმოქმედოს დროის სინქრონიზაციის სიზუსტეზე. დიდი შეცდომების აღმოსაფხვრელად შემოგვთავაზეს სპეციალური მეთოდი და დაინერგა სასაზღვრო საათების კონცეფცია, რომლებიც დანერგილია როგორც ქსელის გადამრთველების ნაწილი. ეს სასაზღვრო საათი დრო სინქრონიზებულია მთავარ საათთან. გარდა ამისა, გადამრთველი თითოეულ პორტზე არის მთავარი მოწყობილობა ყველა სლავური მოწყობილობისთვის, რომელიც დაკავშირებულია მის პორტებთან, რომელშიც ხორციელდება საათის შესაბამისი სინქრონიზაცია. ამრიგად, სინქრონიზაცია ყოველთვის ხორციელდება წერტილიდან წერტილამდე სქემის მიხედვით და ხასიათდება შეტყობინებების გადაცემის თითქმის იგივე შეფერხებით წინა და საპირისპირო მიმართულებით, ისევე როგორც ამ შეფერხების პრაქტიკულად უცვლელი მნიშვნელობა ერთი შეტყობინების გადაცემიდან მეორეზე. .

მიუხედავად იმისა, რომ სასაზღვრო საათების გამოყენებაზე დაფუძნებულმა პრინციპმა აჩვენა თავისი პრაქტიკული ეფექტურობა, PTPv2 პროტოკოლის მეორე ვერსიაში სხვა მექანიზმი განისაზღვრა - მექანიზმი ე.წ. გამჭვირვალე საათი. ეს მექანიზმი ხელს უშლის გადამრთველების მიერ სინქრონიზაციის შეტყობინებების გადაცემის შეფერხებების სიდიდის ცვლილებით გამოწვეულ შეცდომების დაგროვებას და ხელს უშლის სინქრონიზაციის სიზუსტის შემცირებას ქსელის შემთხვევაში დიდი რაოდენობით კასკადური გადამრთველებით. ამ მექანიზმის გამოყენებისას სინქრონიზაციის შეტყობინებების გადაცემა ხორციელდება ოსტატიდან მონაზე, ისევე როგორც ქსელში ნებისმიერი სხვა შეტყობინების გადაცემა. თუმცა, როდესაც სინქრონიზაციის შეტყობინება გადამრთველში გადის, გადამრთველის მიერ მისი გადაცემის შეფერხება ფიქსირდება. შეფერხება ჩაიწერება სპეციალურ შესწორების ველში, როგორც პირველი Sync შეტყობინების ნაწილი ან შემდგომი შემდგომი შემდგომი შეტყობინების ნაწილი (იხ. ნახ. 2). დაყოვნების მოთხოვნისა და დაყოვნების პასუხის შეტყობინებების გადაცემისას ასევე ჩაიწერება მათი დაყოვნების დრო გადამრთველში. ამრიგად, მხარდაჭერის განხორციელება ე.წ. გადამრთველებში შემავალი გამჭვირვალე საათები შესაძლებელს ხდის მათში უშუალოდ წარმოქმნილი შეფერხებების ანაზღაურებას.

PTP პროტოკოლის დანერგვა

თუ სისტემაზე საჭიროა PTP, უნდა განხორციელდეს PTP პროტოკოლის დასტა. ეს შეიძლება გაკეთდეს მოწყობილობის პროცესორების მუშაობისა და ქსელის გამტარუნარიანობის მინიმალური მოთხოვნების შესაბამისად. ეს ძალიან მნიშვნელოვანია პროტოკოლის სტეკის განსახორციელებლად მარტივ და იაფ მოწყობილობებში. PTP პროტოკოლი მარტივად შეიძლება განხორციელდეს იაფ კონტროლერებზე აგებულ სისტემებშიც კი (32 ბიტი).
ერთადერთი მოთხოვნა, რომელიც უნდა დაკმაყოფილდეს მაღალი სინქრონიზაციის სიზუსტის უზრუნველსაყოფად, არის ის, რომ მოწყობილობებმა რაც შეიძლება ზუსტად გაზომონ შეტყობინების გაგზავნის დრო და შეტყობინების მიღების მომენტი. გაზომვა უნდა განხორციელდეს რაც შეიძლება ახლოს აპარატურასთან (მაგალითად, უშუალოდ დრაივერში) და მაქსიმალური სიზუსტით. მხოლოდ პროგრამული უზრუნველყოფის განხორციელებაში, სისტემის არქიტექტურა და შესრულება პირდაპირ ზღუდავს დაშვებულ მაქსიმალურ სიზუსტეს.

დროის ანაბეჭდისთვის დამატებითი ტექნიკის მხარდაჭერის გამოყენებით, სიზუსტე შეიძლება მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდეს და პროგრამული უზრუნველყოფისგან პრაქტიკულად დამოუკიდებელი გახდეს. ეს მოითხოვს დამატებითი ლოგიკის გამოყენებას, რომელიც შეიძლება განხორციელდეს პროგრამირებადი ლოგიკის ინტეგრირებულ წრეში ან ინტეგრირებულ წრეში, რომელიც სპეციალიზირებულია კონკრეტული ამოცანის გადასაჭრელად ქსელის შესასვლელში.

დასკვნები

PTP პროტოკოლმა უკვე დაამტკიცა თავისი ეფექტურობა მრავალ სფეროში. შეგიძლიათ დარწმუნებული იყოთ, რომ ის უფრო ფართოდ გავრცელდება მომდევნო წლების განმავლობაში და რომ მისი გამოყენებით მრავალი გადაწყვეტა შეიძლება განხორციელდეს უფრო მარტივად და ეფექტურად, ვიდრე სხვა ტექნოლოგიების გამოყენება.

KYLAND აღჭურვილობა IEEE 1588v2-ის მხარდაჭერით

ტექნოლოგიები

ს.ტელეგინი

PTP პროტოკოლი NGN ქსელების სინქრონიზაციისთვის

განაცხადის საკითხები

IN სტატიაში განხილულია შემდეგი თაობის მონაცემთა ქსელების (NGN) სინქრონიზაციის პრობლემა. IN

როგორც სინქრონიზაციის გადაცემის ალტერნატიული მეთოდი, ავტორი გვთავაზობს PTP პროტოკოლის გამოყენებას. PTP პროტოკოლზე დაფუძნებული სინქრონიზაციის სისტემების მახასიათებლები (IEEE 1588) წარმოდგენილია PXI ავტობუსის, ისევე როგორც NTP პროტოკოლის გამოყენებით სისტემებთან შედარებით.

სინქრონიზაციის პრობლემა NGN ქსელებში

სატელეკომუნიკაციო ტექნოლოგიებისა და მონაცემთა ქსელების განვითარებას თანდათან მივყავართ ტელეკომის ოპერატორების მიერ მომავალი თაობის კონვერგირებული ქსელების (NGN – Next Generation Networks) მშენებლობამდე. მთავარი განსხვავება ასეთ ქსელებსა და ტრადიციულ ქსელებს შორის სინქრონული ციფრული იერარქიით (SDH) არის ის, რომ მონაცემთა ბაზის გადაცემისთვის, ჩვეულებრივ სინქრონულ არხებთან ერთად, ისინი იყენებენ ასინქრონულ ტექნოლოგიებს, როგორიცაა Ethernet (Gigabit Ethernet, 10Gigabit Ethernet). სატელეკომუნიკაციო ოპერატორების მთავარი მოთხოვნა მომავალი თაობის ქსელებისთვის არის ხმის, ვიდეოსა და მონაცემთა ერთდროული გადაცემა ერთი ქსელით.

ტრადიციული დროის მულტიპლექსზე დაფუძნებული მონაცემთა ქსელებიდან NGN ქსელებზე გადასვლისას განსაკუთრებული ყურადღება ეთმობა სინქრონიზაციის სიგნალების გადაცემას. აღჭურვილობის სინქრონიზაცია აუცილებელია, უპირველეს ყოვლისა, რეალურ დროში მონაცემების - ხმოვანი და ვიდეო სურათების უშეცდომო გადაცემისთვის. ვინაიდან Ethernet ქსელები იყენებენ პაკეტების გადართვას, რაც მონაცემთა პაკეტების ასინქრონული გადაცემის არხებზე გავრცელების სტატისტიკური თვისებების გამო ანადგურებს თავდაპირველად სინქრონიზებულ მონაცემთა ნაკადს, NGN ქსელებში სინქრონიზაციის გადაცემა ცალკე ამოცანაა. სინქრონული მონაცემების გადასაცემად პაკეტზე გადართვის ქსელებზე, როგორც წესი, გამოიყენება არხის ემულაცია დროის მულტიპლექსირებით, რომელიც შედგება სინქრონული მონაცემების ჩასმა UDP მონაცემთა გრამაში და მათი შემდგომი აღდგენა დანიშნულების კვანძში.

	პირველი მილი 5–6/2009

ასინქრონული და სინქრონული არხების შეერთების ადგილზე გადაცემული მონაცემების უშეცდომოდ აღდგენისთვის, მოწყობილობამ ასევე უნდა მიიღოს საათის სიგნალი. მოთხოვნები საათის სიგნალის სტაბილურობისთვის განსხვავდება მონაცემთა ქსელის კონკრეტული მიზნის მიხედვით. ამრიგად, სატელეფონო და ინტერნეტით წვდომის სერვისების მიწოდების ოპერატორების ქსელებში, სინქრონიზაციის მოთხოვნები საკმაოდ რბილია - 50 ppm (ერთეული მილიონზე), ხოლო ფიჭურ ქსელებში, მობილური აბონენტების უწყვეტი გადასვლისთვის ერთი საბაზო სადგურიდან მეორეზე, სტაბილურობა. საჭიროა 50 ppb (ერთეული მილიონზე). მილიარდი).

NGN ქსელების სინქრონიზაციის მეთოდები

ITU-T რეკომენდაცია G.8261 განიხილავს სამ ძირითად მეთოდს სინქრონიზაციის აღდგენისთვის პაკეტებით გადართვადი სატრანსპორტო გარემოს საზღვრებზე, როდესაც გადაიცემა დროში მულტიპლექსირებული ბაზისური სიგნალი არხის ემულაციის სერვისის სახით. ამ მიზნის მისაღწევად, ტერმინალის სადგურის აღჭურვილობას უნდა ჰქონდეს ინტერნეტის მუშაობის შესაძლებლობები. პაკეტების გადართვის სატრანსპორტო გარემოს ყველა აბონენტს შეუძლია მიიღოს საათის სიხშირე სინქრონიზაციის ქსელიდან ჩვეულებრივი ცენტრალიზებული განაწილების საშუალებით (ნახ. 1). თუ აბონენტის მოწყობილობა მუშაობს თავისი საათის სიხშირით (ნახ. 2), მაშინ პაკეტების გადართვის ქსელის კიდეზე იგი აღდგება სხვადასხვა ნათესავი გზით, მაგალითად, SRTS სიჩქარის შესატყვისი ალგორითმის გამოყენებით. ორივე შემთხვევაში, კარიბჭის კვანძს უნდა ჰქონდეს წვდომა პირველად სინქრონიზაციის გენერატორთან ინტერფეისზე.

ტექნოლოგიები

tions (PRC). ამისათვის NGN ქსელის ოპერატორმა ან უნდა ააშენოს ცალკე სინქრონიზაციის ქსელი ან იჯარით აიღოს იგი არსებული SDH სატრანსპორტო ქსელის ოპერატორებისგან.

ლოკალური ტექნიკის სინქრონიზაციის მრავალი მაგალითი არსებობს. მაგალითად, იაფფასიანი GPS-ზე დაფუძნებული პირველადი სინქრონიზაციის წყარო (PRS) მოთავსებულია სადგურის ოთახში და საათის სიხშირე ნაწილდება მისგან უკაბელო ტექნოლოგიების ან ჩვეულებრივი გამოყოფილი კაბელების გამოყენებით, Ethernet ფიზიკურ გარემოში, ასევე სხვა ორიგინალური სქემების გამოყენებით. . თუ სინქრონიზაციის ქსელის აშენება (ან სინქრონიზაციის სახსრების გამოყენება) შეუძლებელია ან არასასურველია, მაშინ გამოიყენება უმარტივესი, მაგრამ სტაბილურობის გამო პრობლემური, მიღებისა და გადაცემის სიჩქარის შესატყვისი ადაპტური მეთოდი (ნახ. 3).

კვლევის შედეგები აჩვენებს, რომ ადაპტაციური მეთოდის გამოყენება შესაძლებელია იმ შემთხვევაში, თუ აბონენტს არ აქვს მკაცრი მოთხოვნები მისი საათის სიხშირის სტაბილურობისთვის, წინააღმდეგ შემთხვევაში საჭიროა ამოღებული საათის სიგნალის დამატებითი ტექნიკის დაგლუვება. ადაპტაციური მეთოდის ალტერნატივა არის RTP პროტოკოლის გამოყენება მონაცემთა ასინქრონულ პაკეტებში დროის მულტიპლექსირებით ჩასახვისას (ნახ. 4). როგორც ექსპერიმენტებმა აჩვენა, ამ შემთხვევაში, აღდგენილი საათის სიგნალის მაღალი სტაბილურობით, მოწყობილობა სუსტად მგრძნობიარეა სინქრონიზაციის წყაროზე სიხშირის ცვლილებებზე, რაც აუცილებელია, მაგალითად, ფიჭურ ქსელებში გადართვისას. სარეზერვო საათის სიგნალი.

PTP პროტოკოლი

განვითარების შემდეგი ეტაპი, როგორც ჩანს, იქნება ქსელის სინქრონიზაციის სიგნალების ცალკეული გადაცემა პაკეტის გადართვით.

სპეციალურად შემუშავებული პროტოკოლების გამოყენებით (სურ. 5). ამ დროისთვის ეს არის NTP და PTP პროტოკოლები. ეს პროტოკოლები თავდაპირველად შეიქმნა ქსელის სხვადასხვა მოწყობილობებზე დროის სინქრონიზაციისთვის, მაგრამ თუ საათის სინქრონიზაცია წარმატებულია, ასევე შესაძლებელია საათის სინქრონიზაციის ალგორითმების დანერგვა რეალურ დროში მონაცემების აღსადგენად. NTP (ქსელის დროის პროტოკოლი) ფართოდ გამოიყენება აპლიკაციის დონეზე მიმდინარე დროის სინქრონიზაციისთვის. ამის საპირისპიროდ, ზუსტი დროის პროტოკოლი (PTP) მუშაობს ღია სისტემების ურთიერთდაკავშირების (OSI) მოდელის მეორე ფენაზე. RTP პროტოკოლი აღწერილია IEEE 1588 სტანდარტში. მოსალოდნელია, რომ მომავალში RTP შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც მიმდინარე დროის მაღალი სიზუსტით სინქრონიზაციისთვის, ასევე აღჭურვილობის საათის სინქრონიზაციისთვის. მოდით შევხედოთ ამ პროტოკოლს უფრო დეტალურად.

IEEE 1588 სტანდარტი ვარაუდობს, რომ PTP პროტოკოლი უზრუნველყოფს ქსელში მოწყობილობების სინქრონიზაციის სტანდარტულ მეთოდს 1 μs-ზე უკეთესი სიზუსტით (10 ns-მდე). ეს პროტოკოლი უზრუნველყოფს, რომ slave მოწყობილობები სინქრონიზებულია ოსტატისგან, იმის უზრუნველსაყოფად, რომ მოვლენები და დროის ანაბეჭდები ყველა მოწყობილობაზე იყენებენ ერთსა და იმავე დროს ბაზას. პროტოკოლი ითვალისწინებს მოწყობილობების სინქრონიზაციის ორ ეტაპს: განსაზღვრას

ბრინჯი. 3 ადაპტური სინქრონიზაცია

ნახ.4	სინქრონიზაციის გადაცემა RTP-ის გამოყენებით
ნახ.5	სინქრონიზაციის გადაცემა PTP-ის გამოყენებით

პირველი მილი 5–6/2009

ბრინჯი. 6 PTP ოპერაციის ალგორითმი

ძირითადი მოწყობილობის კონტროლი (1) და დროის სხვაობის კორექტირება, რომელიც გამოწვეულია თითოეულ მოწყობილობაში საათის ოფსეტურით და ქსელში (2) მონაცემთა გადაცემის შეფერხებით. სისტემის ინიციალიზაციის დროს, PTP იყენებს "საუკეთესო სამაგისტრო საათის" ალგორითმს ქსელში ყველაზე ზუსტი საათის წყაროს დასადგენად. ასეთი მოწყობილობა ხდება მთავარი, ხოლო ქსელში არსებული ყველა სხვა მოწყობილობა ხდება სლავი და არეგულირებს საათებს მთავარ მოწყობილობაზე.

დროის სხვაობა მთავარ და სლავურ მოწყობილობებს შორის არის საათის ჩანაცვლებისა და სინქრონიზაციის შეტყობინების გადაცემის შეფერხების კომბინაცია. ამიტომ დროის ოფსეტური კორექტირება უნდა განხორციელდეს ორ ეტაპად: გადაცემის და ოფსეტური შეფერხებების გამოთვლა და შემდეგ მათი გამოსწორება. განვიხილოთ ორი მოწყობილობის საათის სინქრონიზაციის თანმიმდევრობა (სურ. 6).

მასტერი იწყებს საათის ოფსეტურის გამოსწორებას სინქრონიზაციისა და შემდგომი შეტყობინებების გამოყენებით. შემდგომი შეტყობინება განსაზღვრავს დროს, როდესაც გაიგზავნა სინქრონიზაციის შეტყობინება (TM1), რომელიც იზომება გადაცემის საშუალებებთან ყველაზე ახლოს, რათა მინიმუმამდე დაიყვანოს შეცდომები საცნობარო წყაროს დროში. მას შემდეგ, რაც slave მოწყობილობა მიიღებს პირველ სინქრონიზაციისა და შემდგომი შეტყობინებების მიღებას, ის იყენებს თავის საათს სინქრონიზაციის შეტყობინების (TS1) ჩამოსვლის დროის აღსანიშნავად და ადარებს ამ დროის ნიშანს მთავარი მოწყობილობიდან მიღებულს შემდგომ შეტყობინებაში. განსხვავება ამ ორ ნიშანს შორის ასახავს საათის გადაადგილებას T0 პლუს შეტყობინების გადაცემის დაყოვნება Master-დან slave ∆TMS: TS1 – TM1 = T0 + ∆TMS.

შეტყობინებების დაყოვნების დროისა და საათის ჩანაცვლების გამოსათვლელად, slave მოწყობილობა აგზავნის Delay_request შეტყობინებას თავისი TS2 დროით. ოსტატი აღნიშნავს ამ შეტყობინების მოსვლას და პასუხობს Delay_response შეტყობინებით TM2 ტეგით. განსხვავება ორ ნიშანს შორის არის გადაცემის შეფერხება სლავიდან მთავარ ΔTSM-მდე, გამოკლებული ოფსეტი სლავის ნიმუშში: TM2  – TS2  = ∆TSM  – T0.

შეტყობინების გადაცემის შეფერხების გაანგარიშებისას, ვარაუდობენ, რომ არხში მონაცემთა გადაცემის საშუალო შეფერხება არის

არხის სხვადასხვა მიმართულებით გავრცელების შეფერხებების არითმეტიკული საშუალოზე:

		TMS + TSM

იცის TS1, TM1, TM2 და TS2 ჯერები, slave მოწყობილობა ითვლის საშუალო გავრცელების დაყოვნებას მონაცემთა არხში:

T = (TS1 - TM1) + (TM2 - TS2). 2

საათის საბოლოო სინქრონიზაცია ხდება მას შემდეგ, რაც მასტერი გაგზავნის Sync (TS3) და შემდგომი (TM3) შეტყობინებების მეორე კომპლექტს. Slave მოწყობილობა ითვლის თავის საათის ოფსეტს T0 = TS3 – TM3 – ∆T ფორმულის გამოყენებით.

შემდეგ მონა არეგულირებს თავის საათს გამოთვლილი მნიშვნელობების მიხედვით. იმის გამო, რომ საათის მითითებები თითოეულ მოწყობილობაში არასტაბილურია და არხის დაყოვნება შეიძლება განსხვავდებოდეს დროთა განმავლობაში, საჭიროა პერიოდულად დაარეგულიროთ slave მოწყობილობის საათი.

PTP პროტოკოლის განხორციელების მახასიათებლები

PTP განხორციელებების უმეტესობას აქვს გადახრა 1μs-ზე ნაკლები, მაგრამ რეალური შესრულება განსხვავდება აპლიკაციის მიხედვით. PTP პროტოკოლი მოწყობილობებში ხორციელდება სამი გზით: პროგრამული უზრუნველყოფა, firmware და აპარატურა. RTP პროგრამული უზრუნველყოფის დანერგვა შესაძლებელს ხდის სინქრონიზაციის სიგნალების გადაცემას დაახლოებით 100 μs სიზუსტით. უფრო მაღალი სიზუსტის მისაღწევად, უნდა იქნას გამოყენებული აპარატურა. თითოეული კომპონენტი, რომელიც ამუშავებს PTP პაკეტს ფიზიკური მედიიდან მიღების შემდეგ, ზრდის სინქრონიზაციის შეცდომას. პროგრამული უზრუნველყოფის მხარე იწვევს ყველაზე მეტ შეცდომას, რადგან პროცესორის დატვირთვა და შეფერხების დამუშავების შეყოვნება გავლენას ახდენს სინქრონიზაციის მოთხოვნის დამუშავების სიჩქარეზე.

აპარატურასა და პროგრამულ უზრუნველყოფაში დანერგვისას, პროტოკოლის ყველაზე მგრძნობიარე ფუნქციები, როგორიცაა PTP პაკეტის დროის ანაბეჭდის ჩაწერა, ხორციელდება Ethernet ფიზიკურ შრეზე, მაგალითად, ცალკე პროგრამირებადი ლოგიკური ჩიპით. ასეთი მეთოდები დღეს ყველაზე ოპტიმალურია, რადგან მათ არ სჭირდებათ ძალიან ბევრი რესურსი და დრო მოწყობილობის შემუშავებისთვის, რაც საშუალებას იძლევა მიაღწიოს სიზუსტეს დაახლოებით 20 ns. PTP პროტოკოლის სრული ტექნიკის განხორციელების შემთხვევაში, დაახლოებით 10 ns სიზუსტე მიიღწევა.

განხორციელების მეთოდის გარდა, მრავალი სხვა ფაქტორი გავლენას ახდენს RTP პროტოკოლის სიზუსტეზე. მაგალითად, IEEE 1588 სტანდარტი არ აკონკრეტებს საათის სიხშირეს მთავარ და სლავ მოწყობილობებს შორის. შედეგად, დაბალი სიხშირის საათებს ექნებათ ნაკლები ზუსტი დროის გარჩევადობა, რაც გამოიწვევს საათის შეტყობინებებში ნაკლებად ზუსტი დროის ნიშანს. საცნობარო ოსცილატორის სიხშირის სტაბილურობა ასევე გავლენას ახდენს პროტოკოლის განხორციელების ხარისხზე. თერმოსტატული და ტემპერატურით კომპენსირებული კვარცის ოსცილატორების გამოყენებით მიღებული სიგნალების სინქრონიზაცია უფრო სტაბილური იქნება (დან

	პირველი მილი 5–6/2009

						ტექნოლოგიები
	გადახრა ნაწილებში მილიარდზე) ვიდრე კრისტალური ოსცილატორები					საუკეთესო ალტერნატივა განაწილებული სისტემების სინქრონიზაციისთვის
	თერმული სტაბილიზაციის გარეშე (გადახრა მილიონზე ნაწილებში).					სუბმიკროსამ სიზუსტით.
	მოწყობილობის სინქრონიზაციის ხარისხზე ასევე მოქმედებს ტოპოლოგია					ამრიგად, PTP არის ალტერნატივა
ქსელის ლოგიკა და ტრაფიკის ერთგვაროვნება. ქსელში დიდი რაოდენობით						ქსელის სინქრონიზაციის მეთოდი, რომელიც შეიძლება გაუქმდეს
გატეხილი მოწყობილობები და მაღალი დატვირთვა მონაცემთა გადაცემის არხებზე						განაწილება NGN ქსელებში. გამოყენებულებთან შედარებით
სინქრონიზაციის გადაცემის სიზუსტე უარესი იქნება. ამიტომ ამისთვის						ამჟამად სინქრონიზაციის საშუალება, ეს მეთოდი
სასურველია გამოყენებული იქნას სინქრონიზაციის სიგნალების გადაცემა						აქვს მთელი რიგი უპირატესობები:
შექმენით ცალკე მონაცემთა ქსელი.						მოწყობილობა არ საჭიროებს უშუალო წვდომას სინქრონიზაციის ინტერფეისზე
						PRC განხორციელება, რაც ოპერატორებს ოპტიმიზაციის საშუალებას მისცემს
შედარებითი მახასიათებლები						ხარჯები ქსელის მშენებლობისთვის. ამ შემთხვევაში, RTP პროტოკოლს შეუძლია უზრუნველყოს
სინქრონიზაციის სისტემები						ბეჭდვის სინქრონიზაციის გადაცემა ქვემიკროს წამის სიზუსტით
განვიხილოთ სინქრონიზაციის სისტემების გამოყენების მახასიათებლები						tew, რაც ნიშნავს, რომ 1 ppm-ზე უკეთესი სტაბილურობა მიიღწევა;
PTP პროტოკოლის გამოყენებით სინქრონიზაციის მქონე სისტემებთან შედარებით						ადაპტური მეთოდისგან განსხვავებით, სინქრონიზაციის აღდგენა
PXI ავტობუსით (ფიზიკური სინქრონიზაციის ხაზი) ​​და პროტოკოლით						რონიზაციას ესაჭიროება უაღრესად სტაბილური საცნობარო ოსცილატორი
lu NTP (იხ. ცხრილი). ფიზიკური ხაზის მქონე სისტემებისგან განსხვავებით						მხოლოდ მთავარ მოწყობილობაში;
სინქრონიზაცია, სადაც მოვლენების სიზუსტე განისაზღვრება სიზუსტით						სინქრონიზაციის ამოცანებისთვის შეგიძლიათ გამოიყენოთ ასინქრონული
საათის სიგნალი, PTP პროტოკოლში განმსაზღვრელი ფაქტორია						არხი შედარებით მცირე გამტარუნარიანობით
არის ფაზის ჯიტერი (ჯიტერი), რომელიც დაკავშირებულია შემთხვევით ცვლილებებთან						ით, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს განხორციელების ღირებულებას.
პაკეტთაშორისი ინტერვალების შემცირება. პროტოტიპის განხორციელების უმეტესობა						სასურველია ეს არხი იყოს მიძღვნილი.
Cola PTP უზრუნველყოფს 1 μs-ზე ნაკლებ სიზუსტეს.						ქსელის განლაგების სიმარტივის გათვალისწინებით
	კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი ღირებულება, რომელიც განასხვავებს სხვადასხვა მეთოდებს					Ethernet, ქვემიკროწამის სიზუსტე და შესრულება
სინქრონიზაცია, არის სინქრონიზაციის მოვლენის მოლოდინის დრო						შეტყობინებების დამუშავების მინიმალური ხარჯებით, პროტო-
ტია. ეს არის დრო ღონისძიების მთავარ მოწყობილობაზე გაგზავნას შორის.						PTP რაოდენობა სულ უფრო ხშირად გამოიყენება მრავალ ინდუსტრიაში, განსაკუთრებით
შენი და აიძულებს მას გაჰყვეს. ვინაიდან PTP და						სამრეწველო ავტომატიზაციაში, მეტროლოგიაში და ა.შ. ლოდინი -
NTP გამოიყენება სინქრონიზაციის შეტყობინებების გადაცემისთვის						Xia, რომ მომავალში PTP პროტოკოლის შესაძლებლობები გააფართოვებს მას
არის მონაცემთა პაკეტები, მოვლენის მოლოდინი განისაზღვრება დროით						აპლიკაცია ტელეკომუნიკაციებში მოწყობილობების სინქრონიზაციისთვის
პაკეტის ლოდინი პლუს სათაურის გადაცემის და დამუშავების დრო						გროვდება პაკეტების გადართვის ქსელებზე.
პაკეტი და ჩვეულებრივ რამდენიმე მილიწამია. IN
მათგან განსხვავება არის სისტემები ფიზიკური სინქრონიზაციის ხაზით						ლიტერატურა
დაელოდეთ სინქრონიზაციის მოვლენას რამდენიმე						1. Stein Y., Schwartz E. Circuit Extension over IP: The
ნანოწამები მოვლენის სინქრონიზაციისთვის ლოდინის დრო op-						ხმის და მემკვიდრეობის ტრანსპორტირების ევოლუციური მიდგომა
განსაზღვრავს ისეთ მახასიათებელს, როგორც მაქსიმუმს						მონაცემები IP ქსელებზე. – RAD Data Communications, 2002 წ.
საათის სიგნალის სიხშირის რეგულირება.						2. ITU-T G.8261/Y.1361 დრო და სინქრონიზაცია
	სინქრონიზაციის სისტემები ერთი სინქრონიზაციის ავტობუსით,					ასპექტები პაკეტის ქსელებში. – ITU_T, 2008 წლის აპრილი.
როგორიცაა PXI იდეალურია მაღალი სიზუსტისა და მაღალი სიჩქარისთვის						3. Rodrigues S. ტექნოლოგიის ვარიანტები სინქრონიზაციის მიწოდებისთვის
სრული სინქრონიზაციის აღდგენა და შეიძლება გაფართოვდეს						შემდეგი თაობის ქსელები. – მე-3 საერთაშორისო ტელეკომი
რენესი ასობით მეტრამდე მანძილზე სპეციალური
კასეტებში მოთავსებული სინქრონიზაციის მოდულები. სტანდარტული-						4. Telegin S.A. TDMoIP მულტიპლექსირების გამოყენება
სინქრონიზაცია Ethernet ქსელის საშუალებით NTP-ის გამოყენებით						rirovaniya მონაცემთა გადაცემისთვის სატრანსპორტო ქსელებში
ადგენს მილიწამის სინქრონიზაციას შესაფერისი						GSM. – არაწრფივი სამყარო, 2007 წ., ტ.5, No5, გვ. 270–271 წწ.
დაბალი სიჩქარის აპლიკაციები, რომლებიც არ არის ძალიან ხარისხიანი						5. IEEE Std. 1588–2008 IEEE სტანდარტი სიზუსტისთვის
სინქრონიზაცია PTP პროტოკოლი კარგია						საათის სინქრონიზაციის პროტოკოლი ქსელში
	სინქრონიზაციის სისტემების შედარებითი მახასიათებლები					გაზომვისა და კონტროლის სისტემები. – IEEE, 2008 წლის ივლისი.
						6. IETF RFC1305 ქსელის დროის პროტოკოლი (ვერსია 3).
			სინქრონიზაცია	Ოქმი	Ოქმი
						სპეციფიკაცია, განხორციელება და ანალიზი. - IETF,
			მოდულები PXI ავტობუსებზე
	დროებითი
					<1·107	7. Tan E. IEEE 1588 Precision Time Protocol Time
	ნებართვა
	მოვლენები, ნს					სინქრონიზაციის შესრულება. განაცხადის შენიშვნა 1728.–
						ეროვნული ნახევარგამტარი, 2007 წლის ოქტომბერი.
	მოლოდინები
						8. Hamdi M. Neagoe T. A Hardware IEEE-1588
						იმპლემენტაცია პროცესორის სიხშირის კონტროლით. -
	კორექტივები					Arrow Electronics, 2006 წლის აგვისტო.

პირველი მილი 5–6/2009