PTPv2 સમય સિંક્રનાઇઝેશન પ્રોટોકોલની અમલીકરણ વિગતો

પરિચય

ઇલેક્ટ્રિક પાવર ઉદ્યોગમાં "ડિજિટલ સબસ્ટેશન" બનાવવાની વિભાવનાને 1 μs ની ચોકસાઈ સાથે સિંક્રનાઇઝેશનની જરૂર છે. નાણાકીય વ્યવહારો માટે પણ માઇક્રોસેકન્ડ ચોકસાઈની જરૂર છે. આ એપ્લિકેશન્સમાં, NTP સમયની ચોકસાઈ હવે પૂરતી નથી.

PTPv2 સિંક્રનાઇઝેશન પ્રોટોકોલ, જે IEEE 1588v2 સ્ટાન્ડર્ડ દ્વારા વર્ણવવામાં આવ્યું છે, તે ઘણા દસ નેનોસેકન્ડની સિંક્રનાઇઝેશન ચોકસાઈ માટે પરવાનગી આપે છે. PTPv2 તમને L2 અને L3 નેટવર્ક પર સિંક્રોનાઇઝેશન પેકેટો મોકલવા માટે પરવાનગી આપે છે.

મુખ્ય વિસ્તારો જ્યાં PTPv2 નો ઉપયોગ થાય છે તે છે:

• ઊર્જા
• નિયંત્રણ અને માપન સાધનો;
• લશ્કરી-ઔદ્યોગિક સંકુલ;
• ટેલિકોમ
• નાણાકીય ક્ષેત્ર.

આ પોસ્ટ સમજાવે છે કે PTPv2 સિંક્રોનાઇઝેશન પ્રોટોકોલ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે.

અમે ઉદ્યોગમાં વધુ અનુભવ ધરાવીએ છીએ અને ઘણી વખત આ પ્રોટોકોલને ઉર્જા કાર્યક્રમોમાં જોતા હોઈએ છીએ. તદનુસાર, અમે સાવચેતી સાથે સમીક્ષા કરીશું ઊર્જા માટે.

તે શા માટે જરૂરી છે?

આ ક્ષણે, PJSC Rosseti ના STO 34.01-21-004-2019 અને PJSC FGC UES ના STO 56947007-29.240.10.302-2020 માં PTPv2 દ્વારા સમય સુમેળ સાથે પ્રક્રિયા બસ ગોઠવવા માટેની આવશ્યકતાઓ છે.

આ એ હકીકતને કારણે છે કે રિલે પ્રોટેક્શન ટર્મિનલ્સ અને માપન ઉપકરણો પ્રોસેસ બસ સાથે જોડાયેલા છે, જે કહેવાતા એસવી સ્ટ્રીમ્સ (મલ્ટિકાસ્ટ સ્ટ્રીમ્સ) નો ઉપયોગ કરીને પ્રોસેસ બસ દ્વારા તાત્કાલિક વર્તમાન અને વોલ્ટેજ મૂલ્યોને પ્રસારિત કરે છે.

રિલે પ્રોટેક્શન ટર્મિનલ્સ ખાડી સુરક્ષાને અમલમાં મૂકવા માટે આ મૂલ્યોનો ઉપયોગ કરે છે. જો સમય માપનની ચોકસાઈ ઓછી હોય, તો અમુક સુરક્ષા ખોટી રીતે કાર્ય કરી શકે છે.

ઉદાહરણ તરીકે, સંપૂર્ણ પસંદગીના સંરક્ષણ "નબળા" સમય સુમેળનો ભોગ બની શકે છે. ઘણીવાર આવા સંરક્ષણનો તર્ક બે જથ્થાની સરખામણી પર આધારિત હોય છે. જો મૂલ્યો પૂરતા પ્રમાણમાં મોટા મૂલ્યથી અલગ પડે છે, તો પછી સંરક્ષણ ટ્રિગર થાય છે. જો આ મૂલ્યો 1 ms ની સમયની ચોકસાઈ સાથે માપવામાં આવે છે, તો તમે એક મોટો તફાવત મેળવી શકો છો જ્યાં મૂલ્યો વાસ્તવમાં સામાન્ય છે જો 1 μs ની ચોકસાઈ સાથે માપવામાં આવે છે.

PTP આવૃત્તિઓ

PTP પ્રોટોકોલનું મૂળ 2002માં IEEE 1588-2002 સ્ટાન્ડર્ડમાં વર્ણન કરવામાં આવ્યું હતું અને તેને "નેટવર્ક્ડ મેઝરમેન્ટ એન્ડ કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ માટે પ્રિસિઝન ક્લોક સિંક્રોનાઇઝેશન પ્રોટોકોલ માટે માનક" કહેવામાં આવતું હતું. 2008 માં, અપડેટ કરેલ IEEE 1588-2008 સ્ટાન્ડર્ડ બહાર પાડવામાં આવ્યું હતું, જે PTP સંસ્કરણ 2નું વર્ણન કરે છે. પ્રોટોકોલના આ સંસ્કરણે ચોકસાઈ અને સ્થિરતામાં સુધારો કર્યો છે, પરંતુ પ્રોટોકોલના પ્રથમ સંસ્કરણ સાથે પછાત સુસંગતતા જાળવી રાખી નથી. ઉપરાંત, 2019 માં, IEEE 1588-2019 સ્ટાન્ડર્ડનું સંસ્કરણ બહાર પાડવામાં આવ્યું હતું, જેમાં PTP v2.1 નું વર્ણન કરવામાં આવ્યું હતું. આ સંસ્કરણ PTPv2 માં નાના સુધારાઓ ઉમેરે છે અને PTPv2 સાથે બેકવર્ડ સુસંગત છે.

બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, અમારી પાસે સંસ્કરણો સાથે નીચેનું ચિત્ર છે:

PTPv1
(IEEE 1588-2002)

PTPv2
(IEEE 1588-2008)

PTPv2.1
(IEEE 1588-2019)

PTPv1 (IEEE 1588-2002)

-
અસંગત

અસંગત

PTPv2 (IEEE 1588-2008)

અસંગત

-
સુસંગત

PTPv2.1 (IEEE 1588-2019)

અસંગત

સુસંગત

-

પરંતુ, હંમેશની જેમ, ત્યાં ઘોંઘાટ છે.

PTPv1 અને PTPv2 વચ્ચેની અસંગતતાનો અર્થ એ છે કે PTPv1-સક્ષમ ઉપકરણ PTPv2 પર ચાલતી સચોટ ઘડિયાળ સાથે સુમેળ કરી શકશે નહીં. તેઓ સિંક્રનાઇઝ કરવા માટે વિવિધ સંદેશ ફોર્મેટનો ઉપયોગ કરે છે.

પરંતુ તે જ નેટવર્ક પર PTPv1 સાથે ઉપકરણો અને PTPv2 સાથે ઉપકરણોને જોડવાનું હજુ પણ શક્ય છે. આ હાંસલ કરવા માટે, કેટલાક ઉત્પાદકો તમને ધાર ઘડિયાળના બંદરો પર પ્રોટોકોલ સંસ્કરણ પસંદ કરવાની મંજૂરી આપે છે. એટલે કે, બાઉન્ડ્રી ઘડિયાળ PTPv2 નો ઉપયોગ કરીને સિંક્રનાઇઝ કરી શકે છે અને હજુ પણ PTPv1 અને PTPv2 બંનેનો ઉપયોગ કરીને તેની સાથે જોડાયેલ અન્ય ઘડિયાળોને સિંક્રનાઇઝ કરી શકે છે.

PTP ઉપકરણો. તેઓ શું છે અને તેઓ કેવી રીતે અલગ છે?

IEEE 1588v2 સ્ટાન્ડર્ડ અનેક પ્રકારના ઉપકરણોનું વર્ણન કરે છે. તે બધા કોષ્ટકમાં બતાવવામાં આવ્યા છે.

ઉપકરણો PTP નો ઉપયોગ કરીને LAN પર એકબીજા સાથે વાતચીત કરે છે.

PTP ઉપકરણોને ઘડિયાળો કહેવામાં આવે છે. બધી ઘડિયાળો ગ્રાન્ડમાસ્ટર ઘડિયાળમાંથી ચોક્કસ સમય લે છે.

ઘડિયાળોના 5 પ્રકાર છે:

ગ્રાન્ડમાસ્ટર ઘડિયાળ

ચોક્કસ સમયનો મુખ્ય સ્ત્રોત. જીપીએસને કનેક્ટ કરવા માટે ઘણીવાર ઇન્ટરફેસથી સજ્જ.

સામાન્ય ઘડિયાળ

એક પોર્ટ ઉપકરણ કે જે માસ્ટર (માસ્ટર ક્લોક) અથવા સ્લેવ (સ્લેવ ક્લોક) હોઈ શકે છે

મુખ્ય ઘડિયાળ (માસ્ટર)

તેઓ ચોક્કસ સમયનો સ્ત્રોત છે જેના દ્વારા અન્ય ઘડિયાળો સિંક્રનાઇઝ થાય છે

સ્લેવ ઘડિયાળ

અંતિમ ઉપકરણ કે જે મુખ્ય ઘડિયાળમાંથી સમન્વયિત છે

સીમા ઘડિયાળ

બહુવિધ બંદરો ધરાવતું ઉપકરણ કે જે માસ્ટર અથવા ગુલામ હોઈ શકે છે.

એટલે કે, આ ઘડિયાળો ઉચ્ચ-સ્તરની માસ્ટર ઘડિયાળમાંથી સિંક્રનાઇઝ કરી શકે છે અને નીચલા-સ્તરની સ્લેવ ઘડિયાળોને સિંક્રનાઇઝ કરી શકે છે.

એન્ડ-ટુ-એન્ડ પારદર્શક ઘડિયાળ

બહુવિધ બંદરો ધરાવતું ઉપકરણ કે જે ન તો માસ્ટર ક્લોક છે કે ન તો ગુલામ. તે બે ઘડિયાળો વચ્ચે PTP ડેટા ટ્રાન્સમિટ કરે છે.

ડેટા ટ્રાન્સમિટ કરતી વખતે, પારદર્શક ઘડિયાળ બધા PTP સંદેશાઓને સુધારે છે.

પ્રસારિત સંદેશના હેડરમાં સુધારા ફીલ્ડમાં આ ઉપકરણ પર વિલંબનો સમય ઉમેરીને કરેક્શન થાય છે.

પીઅર-ટુ-પીઅર પારદર્શક ઘડિયાળ

બહુવિધ બંદરો ધરાવતું ઉપકરણ કે જે ન તો માસ્ટર ક્લોક છે કે ન તો ગુલામ.
તે બે ઘડિયાળો વચ્ચે PTP ડેટા ટ્રાન્સમિટ કરે છે.

ડેટા ટ્રાન્સમિટ કરતી વખતે, પારદર્શક ઘડિયાળ બધા PTP સંદેશાઓ સિંક અને ફોલો_અપને સુધારે છે (નીચે તેમના વિશે વધુ).

ટ્રાન્સમિટેડ પેકેટના કરેક્શન ફીલ્ડમાં ટ્રાન્સમિટિંગ ડિવાઇસ પરનો વિલંબ અને ડેટા ટ્રાન્સમિશન ચેનલ પરનો વિલંબ ઉમેરીને કરેક્શન પ્રાપ્ત થાય છે.

મેનેજમેન્ટ નોડ

એક ઉપકરણ જે અન્ય ઘડિયાળોને ગોઠવે છે અને તેનું નિદાન કરે છે

માસ્ટર અને સ્લેવ ઘડિયાળો PTP સંદેશામાં ટાઇમસ્ટેમ્પનો ઉપયોગ કરીને સિંક્રનાઇઝ થાય છે. PTP પ્રોટોકોલમાં બે પ્રકારના સંદેશાઓ છે:

• ઇવેન્ટ સંદેશાઓ એ સિંક્રનાઇઝ થયેલા સંદેશાઓ છે જેમાં સંદેશ મોકલવામાં આવે તે સમયે અને તે પ્રાપ્ત થાય તે સમયે ટાઇમસ્ટેમ્પ બનાવવાનો સમાવેશ થાય છે.
• સામાન્ય સંદેશાઓ - આ સંદેશાઓને ટાઇમસ્ટેમ્પની જરૂર નથી, પરંતુ તેમાં સંબંધિત સંદેશાઓ માટે ટાઇમસ્ટેમ્પ હોઈ શકે છે

ઇવેન્ટ સંદેશાઓ

સામાન્ય સંદેશાઓ

સમન્વયન
Delay_Req
Pdelay_Req
Pdelay_Resp

ઘોષણા કરો
ફોલો_અપ
Delay_Resp
Pdelay_Resp_Follow_Up
મેનેજમેન્ટ
સિગ્નલિંગ

તમામ પ્રકારના સંદેશાઓની નીચે વધુ વિગતવાર ચર્ચા કરવામાં આવશે.

મૂળભૂત સિંક્રનાઇઝેશન સમસ્યાઓ

જ્યારે સિંક્રનાઇઝેશન પેકેટ સ્થાનિક નેટવર્ક પર પ્રસારિત થાય છે, ત્યારે તે સ્વીચ પર અને ડેટા લિંકમાં વિલંબિત થાય છે. કોઈપણ સ્વિચ લગભગ 10 માઇક્રોસેકન્ડનો વિલંબ પેદા કરશે, જે PTPv2 માટે અસ્વીકાર્ય છે. છેવટે, અમારે અંતિમ ઉપકરણ પર 1 μs ની ચોકસાઈ પ્રાપ્ત કરવાની જરૂર છે. (જો આપણે ઉર્જા વિશે વાત કરી રહ્યા હોય તો આ છે. અન્ય એપ્લિકેશનોને વધુ ચોકસાઈની જરૂર પડી શકે છે.)

IEEE 1588v2 ઘણા ઓપરેટિંગ અલ્ગોરિધમ્સનું વર્ણન કરે છે જે તમને સમય વિલંબને રેકોર્ડ કરવા અને તેને સુધારવા માટે પરવાનગી આપે છે.

કામ અલ્ગોરિધમનો
સામાન્ય કામગીરી દરમિયાન, પ્રોટોકોલ બે તબક્કામાં કાર્ય કરે છે.

• તબક્કો 1 - "માસ્ટર ક્લોક - સ્લેવ ક્લોક" પદાનુક્રમની સ્થાપના.
• તબક્કો 2 - એન્ડ-ટુ-એન્ડ અથવા પીઅર-ટુ-પીઅર મિકેનિઝમનો ઉપયોગ કરીને ઘડિયાળનું સિંક્રનાઇઝેશન.

તબક્કો 1 - માસ્ટર-સ્લેવ હાયરાર્કીની સ્થાપના

નિયમિત અથવા કિનારી ઘડિયાળના દરેક પોર્ટમાં ચોક્કસ સંખ્યાના રાજ્યો (સ્લેવ ક્લોક અને માસ્ટર ક્લોક) હોય છે. ધોરણ આ રાજ્યો વચ્ચેના સંક્રમણ અલ્ગોરિધમનું વર્ણન કરે છે. પ્રોગ્રામિંગમાં, આવા અલ્ગોરિધમને મર્યાદિત રાજ્ય મશીન અથવા રાજ્ય મશીન કહેવામાં આવે છે (વિકીમાં વધુ વિગતો).

આ સ્ટેટ મશીન બે ઘડિયાળોને જોડતી વખતે માસ્ટર સેટ કરવા માટે બેસ્ટ માસ્ટર ક્લોક અલ્ગોરિધમ (BMCA) નો ઉપયોગ કરે છે.

જ્યારે અપસ્ટ્રીમ ગ્રાન્ડમાસ્ટર ઘડિયાળ GPS સિગ્નલ ગુમાવે છે, ઑફલાઇન જાય છે, વગેરે ત્યારે આ અલ્ગોરિધમ ઘડિયાળને ગ્રાન્ડમાસ્ટર ઘડિયાળની જવાબદારીઓ લેવા માટે પરવાનગી આપે છે.

BMCA અનુસાર રાજ્યના સંક્રમણોનો સારાંશ નીચેના રેખાકૃતિમાં આપવામાં આવ્યો છે:


“વાયર” ના બીજા છેડે ઘડિયાળ વિશેની માહિતી વિશેષ સંદેશમાં મોકલવામાં આવે છે (સંદેશની જાહેરાત કરો). એકવાર આ માહિતી પ્રાપ્ત થયા પછી, રાજ્ય મશીન અલ્ગોરિધમ ચાલે છે અને કઈ ઘડિયાળ વધુ સારી છે તે જોવા માટે સરખામણી કરવામાં આવે છે. શ્રેષ્ઠ ઘડિયાળ પરનું બંદર માસ્ટર ઘડિયાળ બની જાય છે.

નીચેની રેખાકૃતિમાં એક સરળ વંશવેલો બતાવવામાં આવ્યો છે. પાથ 1, 2, 3, 4, 5 માં પારદર્શક ઘડિયાળ હોઈ શકે છે, પરંતુ તેઓ માસ્ટર ક્લોક - સ્લેવ ક્લોક વંશવેલો સ્થાપિત કરવામાં ભાગ લેતા નથી.

તબક્કો 2 - નિયમિત અને ધારની ઘડિયાળોને સિંક્રનાઇઝ કરો

"માસ્ટર ક્લોક - સ્લેવ ક્લોક" વંશવેલો સ્થાપિત કર્યા પછી તરત જ, નિયમિત અને સીમા ઘડિયાળોનો સિંક્રનાઇઝેશન તબક્કો શરૂ થાય છે.

સિંક્રનાઇઝ કરવા માટે, માસ્ટર ઘડિયાળ સ્લેવ ઘડિયાળોને ટાઇમસ્ટેમ્પ ધરાવતો સંદેશ મોકલે છે.

મુખ્ય ઘડિયાળ આ હોઈ શકે છે:

• સિંગલ સ્ટેજ;
• બે તબક્કા.

સિંગલ-સ્ટેજ ઘડિયાળો સિંક્રનાઇઝ કરવા માટે એક સિંક સંદેશ મોકલે છે.

બે તબક્કાની ઘડિયાળ સિંક્રનાઇઝેશન માટે બે સંદેશાઓનો ઉપયોગ કરે છે - સિંક અને ફોલો_અપ.

સિંક્રનાઇઝેશન તબક્કા માટે બે પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરી શકાય છે:

• વિલંબની વિનંતી-પ્રતિસાદ પદ્ધતિ.
• પીઅર વિલંબ માપન પદ્ધતિ.

પ્રથમ, ચાલો આ મિકેનિઝમ્સને સૌથી સરળ કિસ્સામાં જોઈએ - જ્યારે પારદર્શક ઘડિયાળોનો ઉપયોગ થતો નથી.

વિલંબની વિનંતી-પ્રતિસાદ પદ્ધતિ

મિકેનિઝમમાં બે પગલાં શામેલ છે:

1. માસ્ટર ઘડિયાળ અને સ્લેવ ઘડિયાળ વચ્ચે સંદેશ પ્રસારિત કરવામાં વિલંબને માપવા. વિલંબની વિનંતી-પ્રતિસાદ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે.
2. ચોક્કસ સમયની પાળીનું કરેક્શન કરવામાં આવે છે.

લેટન્સી માપન


t1 - મુખ્ય ઘડિયાળ દ્વારા સમન્વયન સંદેશ મોકલવાનો સમય; t2 - સ્લેવ ઘડિયાળ દ્વારા સમન્વયન સંદેશના સ્વાગતનો સમય; t3 - સ્લેવ ઘડિયાળ દ્વારા વિલંબની વિનંતી (વિલંબ_Req) ​​મોકલવાનો સમય; t4 – માસ્ટર ઘડિયાળ દ્વારા Relay_Req રિસેપ્શન સમય.

જ્યારે સ્લેવ ઘડિયાળ t1, t2, t3 અને t4 સમય જાણે છે, ત્યારે તે સિંક્રનાઇઝેશન સંદેશ (tmpd) ​​ટ્રાન્સમિટ કરતી વખતે સરેરાશ વિલંબની ગણતરી કરી શકે છે. તે નીચે પ્રમાણે ગણવામાં આવે છે:

સિંક અને ફોલો_અપ મેસેજ ટ્રાન્સમિટ કરતી વખતે, માસ્ટરથી સ્લેવ સુધીના સમય વિલંબની ગણતરી કરવામાં આવે છે - t-ms.

Delay_Req અને Delay_Resp સંદેશાઓ ટ્રાન્સમિટ કરતી વખતે, સ્લેવથી માસ્ટર સુધીના સમય વિલંબની ગણતરી કરવામાં આવે છે - t-sm.

જો આ બે મૂલ્યો વચ્ચે કોઈપણ અસમપ્રમાણતા જોવા મળે છે, તો ચોક્કસ સમયના વિચલનને સુધારવામાં ભૂલ દેખાય છે. ભૂલ એ હકીકતને કારણે થાય છે કે ગણતરી કરેલ વિલંબ એ t-ms અને t-sm વિલંબની સરેરાશ છે. જો વિલંબ એકબીજા સાથે સમાન ન હોય, તો અમે સમયને ચોક્કસ રીતે સમાયોજિત કરીશું નહીં.

સમયની પાળી સુધારણા

એકવાર માસ્ટર ઘડિયાળ અને સ્લેવ ઘડિયાળ વચ્ચેનો વિલંબ જાણી લીધા પછી, સ્લેવ ઘડિયાળ સમય સુધારણા કરે છે.

સ્લેવ ઘડિયાળો માસ્ટરથી સ્લેવ ઘડિયાળોમાં પેકેટ ટ્રાન્સમિટ કરતી વખતે ચોક્કસ સમયની ગણતરી કરવા માટે સિંક મેસેજ અને વૈકલ્પિક ફોલો_અપ મેસેજનો ઉપયોગ કરે છે. નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને શિફ્ટની ગણતરી કરવામાં આવે છે:

પીઅર વિલંબ માપન પદ્ધતિ

આ મિકેનિઝમ સિંક્રનાઇઝેશન માટે બે પગલાંનો પણ ઉપયોગ કરે છે:

1. ઉપકરણો તમામ પોર્ટ દ્વારા તમામ પડોશીઓ માટે સમય વિલંબને માપે છે. આ કરવા માટે તેઓ પીઅર વિલંબ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે.
2. ચોક્કસ સમયની પાળી સુધારણા.

પીઅર-ટુ-પીઅર મોડને સપોર્ટ કરતા ઉપકરણો વચ્ચે લેટન્સી માપવી

પીઅર-ટુ-પીઅર મિકેનિઝમને ટેકો આપતા બંદરો વચ્ચેની વિલંબતા નીચેના સંદેશાઓનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવે છે:

જ્યારે પોર્ટ 1 t1, t2, t3 અને t4 નો સમય જાણે છે, ત્યારે તે સરેરાશ વિલંબ (tmld) ની ગણતરી કરી શકે છે. તે નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે:

ઉપકરણમાંથી પસાર થતા દરેક સિંક સંદેશ અથવા વૈકલ્પિક ફોલો_અપ સંદેશ માટે ગોઠવણ ફીલ્ડની ગણતરી કરતી વખતે પોર્ટ પછી આ મૂલ્યનો ઉપયોગ કરે છે.

કુલ વિલંબ આ ઉપકરણ દ્વારા ટ્રાન્સમિશન દરમિયાન થયેલા વિલંબના સરવાળા સમાન હશે, ડેટા ચેનલ દ્વારા ટ્રાન્સમિશન દરમિયાન સરેરાશ વિલંબ અને આ સંદેશમાં પહેલાથી જ સમાયેલ વિલંબ, અપસ્ટ્રીમ ઉપકરણો પર સક્ષમ છે.

સંદેશાઓ Pdelay_Req, Pdelay_Resp અને વૈકલ્પિક Pdelay_Resp_Follow_Up તમને માસ્ટરથી સ્લેવ અને સ્લેવથી માસ્ટર (સર્કુલર) સુધી વિલંબ મેળવવાની મંજૂરી આપે છે.

આ બે મૂલ્યો વચ્ચેની કોઈપણ અસમપ્રમાણતા સમય ઑફસેટ કરેક્શન ભૂલ રજૂ કરશે.

ચોક્કસ સમયની પાળીને સમાયોજિત કરી રહ્યું છે

સ્લેવ ઘડિયાળો માસ્ટરથી સ્લેવ ઘડિયાળોમાં પેકેટ ટ્રાન્સમિટ કરતી વખતે ચોક્કસ સમયની ગણતરી કરવા માટે સિંક મેસેજ અને વૈકલ્પિક ફોલો_અપ મેસેજનો ઉપયોગ કરે છે. નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને શિફ્ટની ગણતરી કરવામાં આવે છે:

પીઅર-ટુ-પીઅર મિકેનિઝમના એડજસ્ટમેન્ટના ફાયદા - દરેક સિંક અથવા ફોલો_અપ સંદેશના સમય વિલંબની ગણતરી કરવામાં આવે છે કારણ કે તે નેટવર્કમાં પ્રસારિત થાય છે. પરિણામે, ટ્રાન્સમિશન પાથ બદલવાથી ગોઠવણની ચોકસાઈને કોઈપણ રીતે અસર થશે નહીં.

આ મિકેનિઝમનો ઉપયોગ કરતી વખતે, ટાઇમ સિંક્રોનાઇઝેશન માટે સિંક્રોનાઇઝેશન પેકેટ દ્વારા પસાર કરાયેલા પાથ સાથે સમય વિલંબની ગણતરી કરવાની જરૂર નથી, જેમ કે મૂળભૂત વિનિમયમાં કરવામાં આવે છે. તે. Delay_Req અને Delay_Resp સંદેશાઓ મોકલવામાં આવતા નથી. આ પદ્ધતિમાં, માસ્ટર અને સ્લેવ ઘડિયાળો વચ્ચેનો વિલંબ દરેક સિંક અથવા ફોલો_અપ મેસેજના એડજસ્ટમેન્ટ ફીલ્ડમાં સરળ રીતે સમાવવામાં આવે છે.

બીજો ફાયદો એ છે કે માસ્ટર ઘડિયાળને વિલંબ_રેક સંદેશાઓ પર પ્રક્રિયા કરવાની જરૂરિયાતથી રાહત મળે છે.

પારદર્શક ઘડિયાળોના ઓપરેટિંગ મોડ્સ

તદનુસાર, આ સરળ ઉદાહરણો હતા. હવે ધારો કે સિંક્રોનાઇઝેશન પાથ પર સ્વીચો દેખાય છે.

જો તમે PTPv2 સપોર્ટ વિના સ્વીચોનો ઉપયોગ કરો છો, તો સિંક્રોનાઇઝેશન પેકેટ સ્વીચ પર લગભગ 10 µs જેટલો વિલંબિત થશે.

PTPv2 ને સપોર્ટ કરતી સ્વીચોને IEEE 1588v2 પરિભાષામાં પારદર્શક ઘડિયાળો કહેવામાં આવે છે. પારદર્શક ઘડિયાળો મુખ્ય ઘડિયાળમાંથી સિંક્રનાઇઝ થતી નથી અને "માસ્ટર ક્લોક - સ્લેવ ક્લોક" વંશવેલોમાં ભાગ લેતી નથી, પરંતુ સિંક્રનાઇઝેશન સંદેશાઓને ટ્રાન્સમિટ કરતી વખતે તેઓ યાદ રાખે છે કે તેમના દ્વારા સંદેશ કેટલો સમય વિલંબિત થયો હતો. આ તમને સમય વિલંબને સમાયોજિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.

પારદર્શક ઘડિયાળો બે મોડમાં કામ કરી શકે છે:

• એન્ડ ટુ એન્ડ.
• સહભાગી થી સહભાગી.

એન્ડ-ટુ-એન્ડ (E2E)

E2E પારદર્શક ઘડિયાળ તમામ પોર્ટ પર સિંક સંદેશાઓ અને તેની સાથેના ફોલો_અપ સંદેશાઓનું પ્રસારણ કરે છે. તે પણ કે જે કોઈપણ પ્રોટોકોલ દ્વારા અવરોધિત છે (ઉદાહરણ તરીકે, RSTP).

સ્વીચ ટાઈમસ્ટેમ્પને યાદ રાખે છે જ્યારે પોર્ટ પર સિંક પેકેટ (ફોલો_અપ) પ્રાપ્ત થયું હતું અને જ્યારે તે પોર્ટ પરથી મોકલવામાં આવ્યું હતું. આ બે ટાઈમસ્ટેમ્પના આધારે, સ્વિચને સંદેશ પર પ્રક્રિયા કરવામાં જે સમય લાગે છે તેની ગણતરી કરવામાં આવે છે. ધોરણમાં, આ સમયને નિવાસનો સમય કહેવામાં આવે છે.

પ્રક્રિયાનો સમય સમન્વયન (સિંગલ-સ્ટેપ ક્લોક) અથવા ફોલો_અપ (ટુ-સ્ટેપ ક્લોક) મેસેજના સુધારા ફીલ્ડ ફીલ્ડમાં ઉમેરવામાં આવે છે.

E2E પારદર્શક ઘડિયાળ સ્વીચમાંથી પસાર થતા Sync અને Delay_Req સંદેશાઓ માટે પ્રોસેસિંગ સમયને માપે છે. પરંતુ એ સમજવું અગત્યનું છે કે માસ્ટર ઘડિયાળ અને સ્લેવ ઘડિયાળ વચ્ચેના સમય વિલંબની ગણતરી વિલંબની વિનંતી-પ્રતિસાદ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે. જો માસ્ટર ઘડિયાળ બદલાય છે અથવા માસ્ટર ઘડિયાળથી સ્લેવ ઘડિયાળ તરફનો માર્ગ બદલાય છે, તો વિલંબ ફરીથી માપવામાં આવે છે. આ નેટવર્ક ફેરફારોના કિસ્સામાં સંક્રમણ સમયને વધારે છે.

P2P પારદર્શક ઘડિયાળ, સંદેશની પ્રક્રિયા કરવા માટે સ્વિચમાં લાગતો સમય માપવા ઉપરાંત, પડોશી લેટન્સી મિકેનિઝમનો ઉપયોગ કરીને તેના નજીકના પાડોશીને ડેટા લિંક પરના વિલંબને માપે છે.

અમુક પ્રોટોકોલ (જેમ કે RSTP) દ્વારા અવરોધિત લિંક્સ સહિત બંને દિશામાં દરેક લિંક પર લેટન્સી માપવામાં આવે છે. જો ગ્રાન્ડમાસ્ટર ઘડિયાળ અથવા નેટવર્ક ટોપોલોજી બદલાય તો આ તમને સિંક્રોનાઇઝેશન પાથમાં નવા વિલંબની તાત્કાલિક ગણતરી કરવાની મંજૂરી આપે છે.

Sync અથવા Follow_Up સંદેશાઓ મોકલતી વખતે સ્વીચો અને લેટન્સી દ્વારા મેસેજ પ્રોસેસિંગ સમય એકઠા થાય છે.

સ્વીચો દ્વારા PTPv2 સપોર્ટના પ્રકાર

સ્વીચો PTPv2 ને સમર્થન આપી શકે છે:

• પ્રોગ્રામેટિકલી;
• હાર્ડવેર

સોફ્ટવેરમાં PTPv2 પ્રોટોકોલનો અમલ કરતી વખતે, સ્વિચ ફર્મવેર પાસેથી ટાઇમસ્ટેમ્પની વિનંતી કરે છે. સમસ્યા એ છે કે ફર્મવેર ચક્રીય રીતે કાર્ય કરે છે, અને તમારે તે વર્તમાન ચક્ર સમાપ્ત થાય ત્યાં સુધી રાહ જોવી પડશે, પ્રક્રિયા માટે વિનંતી લે છે અને આગલા ચક્ર પછી ટાઇમસ્ટેમ્પ જારી કરે છે. આમાં પણ સમય લાગશે, અને અમને વિલંબ થશે, જો કે PTPv2 માટે સોફ્ટવેર સપોર્ટ વિના એટલું નોંધપાત્ર નથી.

PTPv2 માટે માત્ર હાર્ડવેર સપોર્ટ તમને જરૂરી ચોકસાઈ જાળવવા માટે પરવાનગી આપે છે. આ કિસ્સામાં, ટાઇમ સ્ટેમ્પ ખાસ ASIC દ્વારા જારી કરવામાં આવે છે, જે પોર્ટ પર ઇન્સ્ટોલ કરેલું છે.

સંદેશ ફોર્મેટ

બધા PTP સંદેશાઓ નીચેના ક્ષેત્રો ધરાવે છે:

• હેડર - 34 બાઇટ્સ.
• શારીરિક - કદ સંદેશના પ્રકાર પર આધારિત છે.
• પ્રત્યય વૈકલ્પિક છે.

મથાળું

હેડર ફીલ્ડ બધા PTP સંદેશાઓ માટે સમાન છે. તેનું કદ 34 બાઇટ્સ છે.

હેડર ફીલ્ડ ફોર્મેટ:

સંદેશનો પ્રકાર - તેમાં પ્રસારિત થતા સંદેશાનો પ્રકાર છે, ઉદાહરણ તરીકે Sync, Delay_Req, PDelay_Req, વગેરે.

સંદેશ લંબાઈ - હેડર, બોડી અને પ્રત્યય સહિત (પરંતુ પેડિંગ બાઇટ્સ સિવાય) PTP સંદેશનું સંપૂર્ણ કદ ધરાવે છે.

ડોમેન નંબર - સંદેશ કયા PTP ડોમેનનો છે તે નિર્ધારિત કરે છે.

ડોમેન - આ ઘણી જુદી જુદી ઘડિયાળો છે જે એક તાર્કિક જૂથમાં એકત્રિત કરવામાં આવે છે અને એક મુખ્ય ઘડિયાળમાંથી સમન્વયિત થાય છે, પરંતુ જરૂરી નથી કે તે અલગ ડોમેનની ઘડિયાળો સાથે સમન્વયિત હોય.

ફ્લેગ્સ - આ ફીલ્ડમાં મેસેજની સ્થિતિ ઓળખવા માટે વિવિધ ફ્લેગ્સ છે.

સુધારણા ક્ષેત્ર - નેનોસેકન્ડમાં વિલંબનો સમય સમાવે છે. વિલંબના સમયમાં પારદર્શક ઘડિયાળ દ્વારા ટ્રાન્સમિટ કરતી વખતે વિલંબ તેમજ પીઅર-ટુ-પીઅર મોડનો ઉપયોગ કરતી વખતે ચેનલ દ્વારા ટ્રાન્સમિટ કરવામાં વિલંબનો સમાવેશ થાય છે.

sourcePortIdentity - આ ફીલ્ડમાં આ સંદેશ મૂળ રૂપે કયા પોર્ટ પરથી મોકલવામાં આવ્યો હતો તે વિશેની માહિતી શામેલ છે.

ક્રમ ID - વ્યક્તિગત સંદેશાઓ માટે ઓળખ નંબર સમાવે છે.

નિયંત્રણ ક્ષેત્ર – આર્ટિફેક્ટ ફીલ્ડ =) તે સ્ટાન્ડર્ડના પ્રથમ સંસ્કરણમાંથી જ રહે છે અને આ સંદેશના પ્રકાર વિશેની માહિતી ધરાવે છે. આવશ્યકપણે મેસેજટાઇપ જેવું જ છે, પરંતુ ઓછા વિકલ્પો સાથે.

logMessageInterval - આ ક્ષેત્ર સંદેશના પ્રકાર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

શારીરિક

ઉપર ચર્ચા કર્યા મુજબ, ઘણા પ્રકારના સંદેશાઓ છે. આ પ્રકારો નીચે વર્ણવેલ છે:

જાહેરાત સંદેશ
ઘોષણા સંદેશનો ઉપયોગ સમાન ડોમેનની અંદરની અન્ય ઘડિયાળોને તેના પરિમાણો વિશે "કહેવા" માટે થાય છે. આ સંદેશ તમને માસ્ટર ક્લોક - સ્લેવ ક્લોક હાયરાર્કી સેટ કરવા દે છે.


સંદેશ સમન્વયિત કરો
સમન્વયન સંદેશ માસ્ટર ઘડિયાળ દ્વારા મોકલવામાં આવે છે અને સમન્વયન સંદેશ જનરેટ કરવામાં આવ્યો હતો તે સમયે મુખ્ય ઘડિયાળનો સમય સમાવે છે. જો મુખ્ય ઘડિયાળ બે-તબક્કાની છે, તો પછી સમન્વયન સંદેશમાં ટાઇમસ્ટેમ્પ 0 પર સેટ કરવામાં આવશે, અને વર્તમાન ટાઇમસ્ટેમ્પ સંબંધિત ફોલો_અપ સંદેશમાં મોકલવામાં આવશે. સમન્વયન સંદેશ બંને લેટન્સી માપન પદ્ધતિઓ માટે વપરાય છે.

સંદેશ મલ્ટીકાસ્ટનો ઉપયોગ કરીને પ્રસારિત થાય છે. વૈકલ્પિક રીતે તમે Unicast નો ઉપયોગ કરી શકો છો.

Delay_Req સંદેશ

Delay_Req સંદેશનું ફોર્મેટ સમન્વયન સંદેશ જેવું જ છે. સ્લેવ ઘડિયાળ Delay_Req મોકલે છે. તેમાં સ્લેવ ઘડિયાળ દ્વારા વિલંબ_રેક મોકલવામાં આવેલ સમયનો સમાવેશ થાય છે. આ સંદેશનો ઉપયોગ માત્ર વિલંબની વિનંતી-પ્રતિસાદ પદ્ધતિ માટે થાય છે.

સંદેશ મલ્ટીકાસ્ટનો ઉપયોગ કરીને પ્રસારિત થાય છે. વૈકલ્પિક રીતે તમે Unicast નો ઉપયોગ કરી શકો છો.

ફોલો_અપ સંદેશ

ફોલો_અપ મેસેજ વૈકલ્પિક રીતે માસ્ટર ઘડિયાળ દ્વારા મોકલવામાં આવે છે અને તેમાં મોકલવાનો સમય હોય છે સંદેશાઓ સમન્વયિત કરો માસ્ટર માત્ર બે તબક્કાની મુખ્ય ઘડિયાળો જ ફોલો_અપ સંદેશ મોકલે છે.

ફોલો_અપ સંદેશ બંને લેટન્સી માપન પદ્ધતિઓ માટે વપરાય છે.

સંદેશ મલ્ટીકાસ્ટનો ઉપયોગ કરીને પ્રસારિત થાય છે. વૈકલ્પિક રીતે તમે Unicast નો ઉપયોગ કરી શકો છો.

Delay_Resp સંદેશ

Delay_Resp સંદેશ માસ્ટર ઘડિયાળ દ્વારા મોકલવામાં આવે છે. તે સમય સમાવે છે જ્યારે માસ્ટર ઘડિયાળ દ્વારા વિલંબ_રેક પ્રાપ્ત થયો હતો. આ સંદેશનો ઉપયોગ માત્ર વિલંબની વિનંતી-પ્રતિસાદ પદ્ધતિ માટે થાય છે.

સંદેશ મલ્ટીકાસ્ટનો ઉપયોગ કરીને પ્રસારિત થાય છે. વૈકલ્પિક રીતે તમે Unicast નો ઉપયોગ કરી શકો છો.

Pdelay_Req સંદેશ

Pdelay_Req સંદેશ એ ઉપકરણ દ્વારા મોકલવામાં આવે છે જે વિલંબની વિનંતી કરે છે. તેમાં આ ઉપકરણના પોર્ટ પરથી સંદેશ મોકલવામાં આવ્યો તે સમયનો સમાવેશ થાય છે. Pdelay_Req નો ઉપયોગ ફક્ત પડોશી વિલંબ માપન પદ્ધતિ માટે થાય છે.

Pdelay_Resp સંદેશ

Pdelay_Resp સંદેશ એ ઉપકરણ દ્વારા મોકલવામાં આવે છે જેને વિલંબની વિનંતી પ્રાપ્ત થઈ છે. તેમાં આ ઉપકરણ દ્વારા Pdelay_Req સંદેશ પ્રાપ્ત થયો તે સમયનો સમાવેશ થાય છે. Pdelay_Resp સંદેશનો ઉપયોગ ફક્ત પડોશી વિલંબ માપન પદ્ધતિ માટે થાય છે.

સંદેશ Pdelay_Resp_Follow_Up

Pdelay_Resp_Follow_Up સંદેશ વૈકલ્પિક રીતે ઉપકરણ દ્વારા મોકલવામાં આવે છે જેણે વિલંબની વિનંતી પ્રાપ્ત કરી છે. તેમાં આ ઉપકરણ દ્વારા Pdelay_Req સંદેશ પ્રાપ્ત થયો તે સમયનો સમાવેશ થાય છે. Pdelay_Resp_Follow_Up સંદેશ માત્ર બે-તબક્કાની મુખ્ય ઘડિયાળો દ્વારા મોકલવામાં આવે છે.

આ સંદેશનો ઉપયોગ ટાઈમસ્ટેમ્પને બદલે એક્ઝેક્યુશન સમય માટે પણ થઈ શકે છે. અમલીકરણનો સમય એ Pdelay-Req પ્રાપ્ત થાય ત્યારથી Pdelay_Resp મોકલવામાં આવે ત્યાં સુધીનો સમય છે.

Pdelay_Resp_Follow_Up નો ઉપયોગ માત્ર પડોશી વિલંબ માપન પદ્ધતિ માટે થાય છે.

મેનેજમેન્ટ સંદેશાઓ

PTP નિયંત્રણ સંદેશાઓને એક અથવા વધુ ઘડિયાળો અને નિયંત્રણ નોડ વચ્ચે માહિતી સ્થાનાંતરિત કરવા માટે જરૂરી છે.

LV માં સ્થાનાંતરિત કરો

PTP સંદેશ બે સ્તરે પ્રસારિત કરી શકાય છે:

• નેટવર્ક - IP ડેટાના ભાગ રૂપે.
• ચેનલ – ઈથરનેટ ફ્રેમના ભાગ રૂપે.

ઇથરનેટ પર IP પર UDP પર PTP સંદેશ ટ્રાન્સમિશન

ઇથરનેટ પર UDP પર PTP

પ્રોફાઇલ્સ

PTP માં ઘણા બધા લવચીક પરિમાણો છે જેને ગોઠવવાની જરૂર છે. દાખ્લા તરીકે:

• BMCA વિકલ્પો.
• લેટન્સી માપન પદ્ધતિ.
• અંતરાલો અને તમામ રૂપરેખાંકિત પરિમાણોના પ્રારંભિક મૂલ્યો, વગેરે.

અને એ હકીકત હોવા છતાં કે અમે અગાઉ કહ્યું હતું કે PTPv2 ઉપકરણો એકબીજા સાથે સુસંગત છે, આ સાચું નથી. વાતચીત કરવા માટે ઉપકરણોમાં સમાન સેટિંગ્સ હોવી આવશ્યક છે.

તેથી જ ત્યાં કહેવાતા PTPv2 પ્રોફાઇલ્સ છે. પ્રોફાઇલ એ રૂપરેખાંકિત સેટિંગ્સ અને નિર્ધારિત પ્રોટોકોલ પ્રતિબંધોના જૂથો છે જેથી કરીને ચોક્કસ એપ્લિકેશન માટે સમય સુમેળ લાગુ કરી શકાય.

IEEE 1588v2 સ્ટાન્ડર્ડ પોતે માત્ર એક જ પ્રોફાઇલનું વર્ણન કરે છે - "ડિફોલ્ટ પ્રોફાઇલ". અન્ય તમામ પ્રોફાઇલ્સ વિવિધ સંસ્થાઓ અને એસોસિએશનો દ્વારા બનાવવામાં અને વર્ણવવામાં આવે છે.

ઉદાહરણ તરીકે, પાવર પ્રોફાઇલ, અથવા PTPv2 પાવર પ્રોફાઇલ, પાવર સિસ્ટમ્સ રિલેઇંગ કમિટી અને IEEE પાવર એન્ડ એનર્જી સોસાયટીની સબસ્ટેશન કમિટી દ્વારા બનાવવામાં આવી હતી. પ્રોફાઇલને IEEE C37.238-2011 કહેવામાં આવે છે.

પ્રોફાઇલ વર્ણવે છે કે PTP ટ્રાન્સફર કરી શકાય છે:

• માત્ર L2 નેટવર્ક દ્વારા (એટલે ​​કે ઈથરનેટ, HSR, PRP, નોન-IP).
• સંદેશાઓ ફક્ત મલ્ટિકાસ્ટ બ્રોડકાસ્ટ દ્વારા પ્રસારિત થાય છે.
• પીઅર વિલંબ માપન પદ્ધતિનો ઉપયોગ વિલંબ માપન પદ્ધતિ તરીકે થાય છે.

ડિફોલ્ટ ડોમેન 0 છે, ભલામણ કરેલ ડોમેન 93 છે.

C37.238-2011 ની ડિઝાઇન ફિલસૂફી વૈકલ્પિક સુવિધાઓની સંખ્યા ઘટાડવા અને ઉપકરણો વચ્ચે વિશ્વસનીય ક્રિયાપ્રતિક્રિયા અને સિસ્ટમ સ્થિરતામાં વધારો કરવા માટે માત્ર જરૂરી કાર્યોને જાળવી રાખવાનો હતો.

ઉપરાંત, સંદેશ ટ્રાન્સમિશનની આવર્તન નક્કી કરવામાં આવે છે:

હકીકતમાં, પસંદગી માટે માત્ર એક જ પરિમાણ ઉપલબ્ધ છે - મુખ્ય ઘડિયાળનો પ્રકાર (સિંગલ-સ્ટેજ અથવા બે-સ્ટેજ).

ચોકસાઈ 1 μs કરતાં વધુ હોવી જોઈએ નહીં. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, એક સિંક્રનાઇઝેશન પાથમાં વધુમાં વધુ 15 પારદર્શક ઘડિયાળો અથવા ત્રણ બાઉન્ડ્રી ઘડિયાળો હોઈ શકે છે.

સોર્સ: www.habr.com