PTPv2 समय सिंक्रनाइज़ेशन प्रोटोकॉल का कार्यान्वयन विवरण

परिचय

विद्युत ऊर्जा उद्योग में "डिजिटल सबस्टेशन" के निर्माण की अवधारणा के लिए 1 μs की सटीकता के साथ सिंक्रनाइज़ेशन की आवश्यकता होती है। वित्तीय लेनदेन के लिए माइक्रोसेकंड सटीकता की भी आवश्यकता होती है। इन अनुप्रयोगों में, एनटीपी समय सटीकता अब पर्याप्त नहीं है।

IEEE 2v1588 मानक द्वारा वर्णित PTPv2 सिंक्रोनाइज़ेशन प्रोटोकॉल, कई दसियों नैनोसेकंड की सिंक्रोनाइज़ेशन सटीकता की अनुमति देता है। PTPv2 आपको L2 और L3 नेटवर्क पर सिंक्रोनाइज़ेशन पैकेट भेजने की अनुमति देता है।

मुख्य क्षेत्र जहां PTPv2 का उपयोग किया जाता है वे हैं:

• ऊर्जा;
• नियंत्रण और मापने के उपकरण;
• सैन्य-औद्योगिक परिसर;
• दूरसंचार;
• वित्तीय क्षेत्र।

यह पोस्ट बताती है कि PTPv2 सिंक्रोनाइज़ेशन प्रोटोकॉल कैसे काम करता है।

हमारे पास उद्योग में अधिक अनुभव है और हम अक्सर इस प्रोटोकॉल को ऊर्जा अनुप्रयोगों में देखते हैं। तदनुसार, हम सावधानी के साथ समीक्षा करेंगे ऊर्जा के लिए.

यह क्यों आवश्यक है?

फिलहाल, PJSC रोसेटी के STO 34.01-21-004-2019 और PJSC FGC UES के STO 56947007-29.240.10.302-2020 में PTPv2 के माध्यम से समय सिंक्रनाइज़ेशन के साथ एक प्रक्रिया बस को व्यवस्थित करने की आवश्यकताएं शामिल हैं।

यह इस तथ्य के कारण है कि रिले सुरक्षा टर्मिनल और मापने वाले उपकरण प्रक्रिया बस से जुड़े होते हैं, जो तथाकथित एसवी स्ट्रीम (मल्टीकास्ट स्ट्रीम) का उपयोग करके प्रक्रिया बस के माध्यम से तात्कालिक वर्तमान और वोल्टेज मान संचारित करते हैं।

रिले सुरक्षा टर्मिनल बे सुरक्षा को लागू करने के लिए इन मूल्यों का उपयोग करते हैं। यदि समय माप की सटीकता छोटी है, तो कुछ सुरक्षा गलत तरीके से काम कर सकती हैं।

उदाहरण के लिए, पूर्ण चयनात्मकता की सुरक्षा "कमजोर" समय सिंक्रनाइज़ेशन का शिकार हो सकती है। अक्सर ऐसे बचाव का तर्क दो मात्राओं की तुलना पर आधारित होता है। यदि मान पर्याप्त रूप से बड़े मान से भिन्न होते हैं, तो सुरक्षा ट्रिगर हो जाती है। यदि इन मानों को 1 एमएस की समय सटीकता के साथ मापा जाता है, तो आप एक बड़ा अंतर प्राप्त कर सकते हैं जहां मान वास्तव में सामान्य हैं यदि 1 μs की सटीकता के साथ मापा जाता है।

पीटीपी संस्करण

पीटीपी प्रोटोकॉल को मूल रूप से 2002 में आईईईई 1588-2002 मानक में वर्णित किया गया था और इसे "नेटवर्क माप और नियंत्रण प्रणालियों के लिए एक सटीक घड़ी सिंक्रनाइज़ेशन प्रोटोकॉल के लिए मानक" कहा गया था। 2008 में, अद्यतन IEEE 1588-2008 मानक जारी किया गया था, जो PTP संस्करण 2 का वर्णन करता है। प्रोटोकॉल के इस संस्करण ने सटीकता और स्थिरता में सुधार किया, लेकिन प्रोटोकॉल के पहले संस्करण के साथ पश्चगामी संगतता बनाए नहीं रखी। इसके अलावा, 2019 में, IEEE 1588-2019 मानक का एक संस्करण जारी किया गया था, जिसमें PTP v2.1 का वर्णन किया गया था। यह संस्करण PTPv2 में मामूली सुधार जोड़ता है और PTPv2 के साथ पिछड़ा संगत है।

दूसरे शब्दों में, हमारे पास संस्करणों के साथ निम्नलिखित चित्र है:

पीटीपीवी1
(आईईईई 1588-2002)

पीटीपीवी2
(आईईईई 1588-2008)

पीटीपीवी2.1
(आईईईई 1588-2019)

पीटीपीवी1 (आईईईई 1588-2002)

-
असंगत

असंगत

पीटीपीवी2 (आईईईई 1588-2008)

असंगत

-
अनुकूल

पीटीपीवी2.1 (आईईईई 1588-2019)

असंगत

अनुकूल

-

लेकिन, हमेशा की तरह, कुछ बारीकियाँ हैं।

PTPv1 और PTPv2 के बीच असंगति का मतलब है कि PTPv1-सक्षम डिवाइस PTPv2 पर चलने वाली सटीक घड़ी के साथ सिंक्रनाइज़ नहीं हो पाएगा। वे सिंक्रनाइज़ करने के लिए विभिन्न संदेश प्रारूपों का उपयोग करते हैं।

लेकिन PTPv1 वाले डिवाइस और PTPv2 वाले डिवाइस को एक ही नेटवर्क पर संयोजित करना अभी भी संभव है। इसे प्राप्त करने के लिए, कुछ निर्माता आपको एज क्लॉक पोर्ट पर प्रोटोकॉल संस्करण का चयन करने की अनुमति देते हैं। अर्थात्, एक सीमा घड़ी PTPv2 का उपयोग करके सिंक्रनाइज़ हो सकती है और फिर भी PTPv1 और PTPv2 दोनों का उपयोग करके इससे जुड़ी अन्य घड़ियों को सिंक्रनाइज़ कर सकती है।

पीटीपी उपकरण. वे क्या हैं और वे कैसे भिन्न हैं?

IEEE 1588v2 मानक कई प्रकार के उपकरणों का वर्णन करता है। उन सभी को तालिका में दिखाया गया है।

डिवाइस PTP का उपयोग करके LAN पर एक दूसरे के साथ संचार करते हैं।

PTP डिवाइस को क्लॉक कहा जाता है। सभी घड़ियाँ ग्रैंडमास्टर घड़ी से सटीक समय लेती हैं।

घड़ियाँ 5 प्रकार की होती हैं:

ग्रैंडमास्टर घड़ी

सटीक समय का मुख्य स्रोत. अक्सर जीपीएस कनेक्ट करने के लिए एक इंटरफ़ेस से सुसज्जित होता है।

साधारण घड़ी

एक एकल पोर्ट डिवाइस जो मास्टर (मास्टर क्लॉक) या स्लेव (गुलाम घड़ी) हो सकता है

मास्टर घड़ी (मास्टर)

वे सटीक समय का स्रोत हैं जिसके द्वारा अन्य घड़ियाँ सिंक्रनाइज़ होती हैं

गुलाम घड़ी

अंतिम डिवाइस जो मास्टर घड़ी से सिंक्रनाइज़ है

सीमा घड़ी

एकाधिक पोर्ट वाला एक उपकरण जो मास्टर या स्लेव हो सकता है।

अर्थात्, ये घड़ियाँ बेहतर मास्टर घड़ी से सिंक्रोनाइज़ कर सकती हैं और निम्न स्लेव घड़ियों को सिंक्रोनाइज़ कर सकती हैं।

एंड-टू-एंड पारदर्शी घड़ी

एकाधिक पोर्ट वाला एक उपकरण जो न तो मास्टर घड़ी है और न ही गुलाम। यह दो घड़ियों के बीच PTP डेटा संचारित करता है।

डेटा संचारित करते समय, पारदर्शी घड़ी सभी पीटीपी संदेशों को सही करती है।

संचरित संदेश के हेडर में सुधार फ़ील्ड में इस डिवाइस पर विलंब समय जोड़कर सुधार होता है।

पीयर-टू-पीयर पारदर्शी घड़ी

एकाधिक पोर्ट वाला एक उपकरण जो न तो मास्टर घड़ी है और न ही गुलाम।
यह दो घड़ियों के बीच PTP डेटा संचारित करता है।

डेटा संचारित करते समय, पारदर्शी घड़ी सभी पीटीपी संदेशों को सिंक और फॉलो_अप (नीचे उनके बारे में अधिक) को सही करती है।

ट्रांसमिटेड पैकेट के सुधार क्षेत्र में ट्रांसमिटिंग डिवाइस पर देरी और डेटा ट्रांसमिशन चैनल पर देरी को जोड़कर सुधार प्राप्त किया जाता है।

प्रबंधन नोड

एक उपकरण जो अन्य घड़ियों को कॉन्फ़िगर और निदान करता है

पीटीपी संदेशों में टाइमस्टैम्प का उपयोग करके मास्टर और स्लेव घड़ियों को सिंक्रनाइज़ किया जाता है। PTP प्रोटोकॉल में दो प्रकार के संदेश होते हैं:

• ईवेंट संदेश सिंक्रनाइज़ किए गए संदेश होते हैं जिनमें संदेश भेजे जाने के समय और प्राप्त होने के समय टाइमस्टैम्प उत्पन्न करना शामिल होता है।
• सामान्य संदेश - इन संदेशों के लिए टाइमस्टैम्प की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन इनमें संबंधित संदेशों के लिए टाइमस्टैम्प हो सकते हैं

घटना संदेश

सामान्य संदेश

सिंक
विलंब_अनुरोध
Pdelay_Req
Pdelay_Resp

की घोषणा
पालन ​​करें
देरी_Resp
Pdelay_Resp_Follow_Up
प्रबंध
संकेतन

सभी प्रकार के संदेशों पर नीचे अधिक विस्तार से चर्चा की जाएगी।

बुनियादी तुल्यकालन समस्याएँ

जब एक सिंक्रोनाइज़ेशन पैकेट स्थानीय नेटवर्क पर प्रसारित होता है, तो स्विच और डेटा लिंक में इसमें देरी होती है। कोई भी स्विच लगभग 10 माइक्रोसेकंड की देरी उत्पन्न करेगा, जो PTPv2 के लिए अस्वीकार्य है। आख़िरकार, हमें अंतिम डिवाइस पर 1 μs की सटीकता प्राप्त करने की आवश्यकता है। (यह तब है जब हम ऊर्जा के बारे में बात कर रहे हैं। अन्य अनुप्रयोगों के लिए अधिक सटीकता की आवश्यकता हो सकती है।)

IEEE 1588v2 कई ऑपरेटिंग एल्गोरिदम का वर्णन करता है जो आपको समय विलंब को रिकॉर्ड करने और इसे ठीक करने की अनुमति देता है।

कार्य एल्गोरिथ्म
सामान्य ऑपरेशन के दौरान, प्रोटोकॉल दो चरणों में संचालित होता है।

• चरण 1 - "मास्टर क्लॉक - स्लेव क्लॉक" पदानुक्रम की स्थापना।
• चरण 2 - एंड-टू-एंड या पीयर-टू-पीयर तंत्र का उपयोग करके घड़ी सिंक्रनाइज़ेशन।

चरण 1 - मास्टर-स्लेव पदानुक्रम की स्थापना

नियमित या किनारे वाली घड़ी के प्रत्येक पोर्ट में एक निश्चित संख्या में स्थितियाँ (गुलाम घड़ी और मास्टर घड़ी) होती हैं। मानक इन राज्यों के बीच संक्रमण एल्गोरिदम का वर्णन करता है। प्रोग्रामिंग में, ऐसे एल्गोरिदम को परिमित राज्य मशीन या राज्य मशीन कहा जाता है (विकी में अधिक विवरण)।

यह स्टेट मशीन दो घड़ियों को कनेक्ट करते समय मास्टर सेट करने के लिए बेस्ट मास्टर क्लॉक एल्गोरिदम (बीएमसीए) का उपयोग करती है।

यह एल्गोरिदम घड़ी को ग्रैंडमास्टर घड़ी की ज़िम्मेदारियाँ लेने की अनुमति देता है जब अपस्ट्रीम ग्रैंडमास्टर घड़ी जीपीएस सिग्नल खो देती है, ऑफ़लाइन हो जाती है, आदि।

बीएमसीए के अनुसार राज्य परिवर्तन को निम्नलिखित चित्र में संक्षेपित किया गया है:


"तार" के दूसरे छोर पर घड़ी के बारे में जानकारी एक विशेष संदेश (घोषणा संदेश) में भेजी जाती है। एक बार यह जानकारी प्राप्त हो जाने पर, राज्य मशीन एल्गोरिदम चलता है और यह देखने के लिए तुलना की जाती है कि कौन सी घड़ी बेहतर है। सर्वोत्तम घड़ी का पोर्ट मास्टर घड़ी बन जाता है।

एक सरल पदानुक्रम नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। पथ 1, 2, 3, 4, 5 में एक पारदर्शी घड़ी हो सकती है, लेकिन वे मास्टर क्लॉक - स्लेव क्लॉक पदानुक्रम की स्थापना में भाग नहीं लेते हैं।

चरण 2 - नियमित और किनारे वाली घड़ियों को सिंक्रनाइज़ करें

"मास्टर क्लॉक - स्लेव क्लॉक" पदानुक्रम की स्थापना के तुरंत बाद, नियमित और सीमा घड़ियों का सिंक्रनाइज़ेशन चरण शुरू होता है।

सिंक्रनाइज़ करने के लिए, मास्टर घड़ी स्लेव घड़ियों को टाइमस्टैम्प युक्त एक संदेश भेजती है।

मास्टर घड़ी हो सकती है:

• एकल मंच;
• दो चरण.

सिंगल-स्टेज घड़ियाँ सिंक्रोनाइज़ करने के लिए एक सिंक संदेश भेजती हैं।

दो चरणों वाली घड़ी सिंक्रनाइज़ेशन के लिए दो संदेशों का उपयोग करती है - सिंक और फ़ॉलो_अप।

सिंक्रनाइज़ेशन चरण के लिए दो तंत्रों का उपयोग किया जा सकता है:

• विलंब अनुरोध-प्रतिक्रिया तंत्र.
• सहकर्मी विलंब माप तंत्र।

सबसे पहले, आइए इन तंत्रों को सबसे सरल मामले में देखें - जब पारदर्शी घड़ियों का उपयोग नहीं किया जाता है।

विलंब अनुरोध-प्रतिक्रिया तंत्र

तंत्र में दो चरण शामिल हैं:

1. मास्टर घड़ी और स्लेव घड़ी के बीच संदेश प्रसारित करने में देरी को मापना। विलंब अनुरोध-प्रतिक्रिया तंत्र का उपयोग करके प्रदर्शन किया गया।
2. सटीक समय परिवर्तन का सुधार किया जाता है।

विलंबता माप


t1 - मास्टर घड़ी द्वारा सिंक संदेश भेजने का समय; t2 - स्लेव घड़ी द्वारा सिंक संदेश प्राप्त करने का समय; t3 - स्लेव घड़ी द्वारा विलंब अनुरोध (Delay_Req) ​​भेजने का समय; t4 - मास्टर क्लॉक द्वारा Delay_Req रिसेप्शन समय।

जब स्लेव घड़ी समय t1, t2, t3 और t4 जानती है, तो यह सिंक्रोनाइज़ेशन संदेश (tmpd) ​​प्रसारित करते समय औसत विलंब की गणना कर सकती है। इसकी गणना इस प्रकार की जाती है:

सिंक और फॉलो_अप संदेश प्रसारित करते समय, मास्टर से स्लेव तक समय विलंब की गणना की जाती है - टी-एमएस।

Delay_Req और Delay_Resp संदेशों को प्रेषित करते समय, दास से मास्टर तक समय विलंब की गणना की जाती है - t-sm।

यदि इन दोनों मानों के बीच कुछ विषमता उत्पन्न होती है, तो सटीक समय के विचलन को ठीक करने में त्रुटि प्रकट होती है। त्रुटि इस तथ्य के कारण होती है कि गणना की गई देरी टी-एमएस और टी-एसएम देरी का औसत है। यदि विलंब एक-दूसरे के बराबर नहीं हैं, तो हम समय का सटीक समायोजन नहीं कर पाएंगे।

समय परिवर्तन का सुधार

एक बार जब मास्टर घड़ी और स्लेव घड़ी के बीच की देरी ज्ञात हो जाती है, तो स्लेव घड़ी समय सुधार करती है।

स्लेव घड़ियाँ मास्टर से स्लेव घड़ियों में एक पैकेट संचारित करते समय सटीक समय ऑफसेट की गणना करने के लिए सिंक संदेश और एक वैकल्पिक फ़ॉलो_अप संदेश का उपयोग करती हैं। शिफ्ट की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

सहकर्मी विलंब माप तंत्र

यह तंत्र सिंक्रनाइज़ेशन के लिए दो चरणों का भी उपयोग करता है:

1. उपकरण सभी बंदरगाहों के माध्यम से सभी पड़ोसियों के लिए समय विलंब को मापते हैं। ऐसा करने के लिए वे सहकर्मी विलंब तंत्र का उपयोग करते हैं।
2. सटीक समय परिवर्तन का सुधार.

पीयर-टू-पीयर मोड का समर्थन करने वाले उपकरणों के बीच विलंबता को मापना

पीयर-टू-पीयर तंत्र का समर्थन करने वाले बंदरगाहों के बीच विलंबता को निम्नलिखित संदेशों का उपयोग करके मापा जाता है:

जब पोर्ट 1 समय t1, t2, t3 और t4 जानता है, तो यह औसत विलंब (tmld) की गणना कर सकता है। इसकी गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

पोर्ट तब इस मान का उपयोग डिवाइस से गुजरने वाले प्रत्येक सिंक संदेश या वैकल्पिक फ़ॉलो_अप संदेश के लिए समायोजन फ़ील्ड की गणना करते समय करता है।

कुल विलंब इस डिवाइस के माध्यम से ट्रांसमिशन के दौरान देरी, डेटा चैनल के माध्यम से ट्रांसमिशन के दौरान औसत देरी और अपस्ट्रीम डिवाइस पर सक्षम इस संदेश में पहले से मौजूद देरी के योग के बराबर होगा।

संदेश Pdelay_Req, Pdelay_Resp और वैकल्पिक Pdelay_Resp_Follow_Up आपको मास्टर से स्लेव और स्लेव से मास्टर (परिपत्र) तक विलंब प्राप्त करने की अनुमति देते हैं।

इन दो मानों के बीच कोई भी विषमता समय ऑफसेट सुधार त्रुटि उत्पन्न करेगी।

सटीक समय परिवर्तन का समायोजन

स्लेव घड़ियाँ मास्टर से स्लेव घड़ियों में एक पैकेट संचारित करते समय सटीक समय ऑफसेट की गणना करने के लिए एक सिंक संदेश और एक वैकल्पिक फॉलो_अप संदेश का उपयोग करती हैं। शिफ्ट की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

पीयर-टू-पीयर तंत्र के समायोजन के लाभ - प्रत्येक सिंक या फ़ॉलो_अप संदेश के समय विलंब की गणना नेटवर्क में प्रसारित होते ही की जाती है। नतीजतन, ट्रांसमिशन पथ बदलने से किसी भी तरह से समायोजन की सटीकता प्रभावित नहीं होगी।

इस तंत्र का उपयोग करते समय, समय सिंक्रनाइज़ेशन को सिंक्रोनाइज़ेशन पैकेट द्वारा तय किए गए पथ के साथ समय विलंब की गणना करने की आवश्यकता नहीं होती है, जैसा कि मूल विनिमय में किया जाता है। वे। Delay_Req और Delay_Resp संदेश नहीं भेजे जाते हैं। इस पद्धति में, मास्टर और स्लेव घड़ियों के बीच की देरी को प्रत्येक सिंक या फॉलो_अप संदेश के समायोजन क्षेत्र में संक्षेपित किया जाता है।

एक अन्य लाभ यह है कि मास्टर क्लॉक को Delay_Req संदेशों को संसाधित करने की आवश्यकता से राहत मिलती है।

पारदर्शी घड़ियों के संचालन के तरीके

तदनुसार, ये सरल उदाहरण थे। अब मान लीजिए कि स्विच सिंक्रोनाइज़ेशन पथ पर दिखाई देते हैं।

यदि आप PTPv2 समर्थन के बिना स्विच का उपयोग करते हैं, तो स्विच पर सिंक्रनाइज़ेशन पैकेट में लगभग 10 μs की देरी होगी।

PTPv2 का समर्थन करने वाले स्विचों को IEEE 1588v2 शब्दावली में पारदर्शी घड़ियाँ कहा जाता है। पारदर्शी घड़ियाँ मास्टर घड़ी से सिंक्रनाइज़ नहीं होती हैं और "मास्टर क्लॉक - स्लेव क्लॉक" पदानुक्रम में भाग नहीं लेती हैं, लेकिन सिंक्रोनाइज़ेशन संदेश प्रसारित करते समय उन्हें याद रहता है कि संदेश उनके द्वारा कितनी देर तक विलंबित था। यह आपको समय विलंब को समायोजित करने की अनुमति देता है।

पारदर्शी घड़ियाँ दो मोड में काम कर सकती हैं:

• शुरू से अंत तक।
• पीयर टू पीयर।

एंड-टू-एंड (E2E)

E2E पारदर्शी घड़ी सभी पोर्ट पर सिंक संदेशों और अनुवर्ती संदेशों को प्रसारित करती है। यहां तक ​​कि वे भी जो कुछ प्रोटोकॉल (उदाहरण के लिए, आरएसटीपी) द्वारा अवरुद्ध हैं।

स्विच उस टाइमस्टैम्प को याद रखता है जब पोर्ट पर एक सिंक पैकेट (Follow_Up) प्राप्त हुआ था और जब इसे पोर्ट से भेजा गया था। इन दो टाइमस्टैम्प के आधार पर, स्विच द्वारा संदेश को संसाधित करने में लगने वाले समय की गणना की जाती है। मानक में इस समय को निवास समय कहा जाता है।

प्रोसेसिंग समय को सिंक (वन-स्टेप क्लॉक) या फॉलो_अप (टू-स्टेप क्लॉक) संदेश के सुधार फ़ील्ड में जोड़ा जाता है।

E2E पारदर्शी घड़ी स्विच से गुजरने वाले Sync और Delay_Req संदेशों के प्रसंस्करण समय को मापती है। लेकिन यह समझना महत्वपूर्ण है कि मास्टर घड़ी और दास घड़ी के बीच समय विलंब की गणना विलंब अनुरोध-प्रतिक्रिया तंत्र का उपयोग करके की जाती है। यदि मास्टर घड़ी बदल जाती है या मास्टर घड़ी से स्लेव घड़ी तक का मार्ग बदल जाता है, तो देरी को फिर से मापा जाता है। इससे नेटवर्क परिवर्तन की स्थिति में संक्रमण समय बढ़ जाता है।

पी2पी पारदर्शी घड़ी, किसी संदेश को संसाधित करने के लिए स्विच के लिए लगने वाले समय को मापने के अलावा, पड़ोसी विलंबता तंत्र का उपयोग करके अपने निकटतम पड़ोसी के लिए डेटा लिंक पर देरी को मापती है।

विलंबता को प्रत्येक लिंक पर दोनों दिशाओं में मापा जाता है, जिसमें कुछ प्रोटोकॉल (जैसे आरएसटीपी) द्वारा अवरुद्ध लिंक भी शामिल हैं। यदि ग्रैंडमास्टर घड़ी या नेटवर्क टोपोलॉजी बदलती है तो यह आपको सिंक्रोनाइज़ेशन पथ में नए विलंब की तुरंत गणना करने की अनुमति देता है।

सिंक या फॉलो_अप संदेश भेजते समय स्विच और विलंबता द्वारा संदेश प्रसंस्करण समय जमा हो जाता है।

स्विच द्वारा PTPv2 समर्थन के प्रकार

स्विच PTPv2 का समर्थन कर सकते हैं:

• प्रोग्रामेटिक रूप से;
• हार्डवेयर.

सॉफ़्टवेयर में PTPv2 प्रोटोकॉल लागू करते समय, स्विच फ़र्मवेयर से टाइमस्टैम्प का अनुरोध करता है। समस्या यह है कि फर्मवेयर चक्रीय रूप से काम करता है, और आपको वर्तमान चक्र समाप्त होने तक इंतजार करना होगा, प्रसंस्करण के लिए अनुरोध लेना होगा और अगले चक्र के बाद टाइमस्टैम्प जारी करना होगा। इसमें भी समय लगेगा, और हमें विलंब मिलेगा, हालाँकि PTPv2 के लिए सॉफ़्टवेयर समर्थन के बिना उतना महत्वपूर्ण नहीं।

केवल PTPv2 के लिए हार्डवेयर समर्थन आपको आवश्यक सटीकता बनाए रखने की अनुमति देता है। इस मामले में, टाइम स्टैम्प बंदरगाह पर स्थापित एक विशेष ASIC द्वारा जारी किया जाता है।

संदेश प्रारूप

सभी पीटीपी संदेशों में निम्नलिखित फ़ील्ड शामिल हैं:

• हेडर - 34 बाइट्स.
• मुख्य भाग - आकार संदेश के प्रकार पर निर्भर करता है।
• प्रत्यय वैकल्पिक है.

हैडर

हेडर फ़ील्ड सभी पीटीपी संदेशों के लिए समान है। इसका आकार 34 बाइट्स है.

हेडर फ़ील्ड प्रारूप:

संदेश प्रकार - इसमें प्रसारित होने वाले संदेश का प्रकार शामिल है, उदाहरण के लिए सिंक, Delay_Req, PDelay_Req, आदि।

संदेश की लंबाई - इसमें हेडर, बॉडी और प्रत्यय (लेकिन पैडिंग बाइट्स को छोड़कर) सहित पीटीपी संदेश का पूरा आकार शामिल है।

डोमेननंबर - यह निर्धारित करता है कि संदेश किस PTP डोमेन से संबंधित है।

डोमेन नाम - ये एक तार्किक समूह में एकत्रित कई अलग-अलग घड़ियाँ हैं और एक मास्टर घड़ी से सिंक्रनाइज़ हैं, लेकिन जरूरी नहीं कि एक अलग डोमेन से संबंधित घड़ियों के साथ सिंक्रनाइज़ हों।

झंडे - इस फ़ील्ड में संदेश की स्थिति की पहचान करने के लिए विभिन्न झंडे हैं।

सुधार फ़ील्ड - इसमें नैनोसेकंड में देरी का समय शामिल है। विलंब समय में पारदर्शी घड़ी के माध्यम से संचारित करते समय होने वाली देरी, साथ ही पीयर-टू-पीयर मोड का उपयोग करते समय चैनल के माध्यम से संचारित करने में होने वाली देरी भी शामिल है।

sourcePortIdentity - इस फ़ील्ड में यह जानकारी होती है कि यह संदेश मूल रूप से किस पोर्ट से भेजा गया था।

अनुक्रमआईडी - इसमें व्यक्तिगत संदेशों के लिए एक पहचान संख्या होती है।

नियंत्रण फ़ील्ड - आर्टिफैक्ट फ़ील्ड =) यह मानक के पहले संस्करण से बना हुआ है और इसमें इस संदेश के प्रकार के बारे में जानकारी शामिल है। मूलतः संदेश प्रकार के समान, लेकिन कम विकल्पों के साथ।

लॉगमैसेजइंटरवल - यह फ़ील्ड संदेश प्रकार से निर्धारित होती है.

तन

जैसा कि ऊपर चर्चा की गई है, संदेश कई प्रकार के होते हैं। इन प्रकारों का वर्णन नीचे दिया गया है:

घोषणा संदेश
घोषणा संदेश का उपयोग उसी डोमेन के भीतर अन्य घड़ियों को उसके मापदंडों के बारे में "बताने" के लिए किया जाता है। यह संदेश आपको मास्टर क्लॉक - स्लेव क्लॉक पदानुक्रम स्थापित करने की अनुमति देता है।


संदेश सिंक करें
सिंक संदेश मास्टर घड़ी द्वारा भेजा जाता है और इसमें सिंक संदेश उत्पन्न होने के समय मास्टर घड़ी का समय शामिल होता है। यदि मास्टर घड़ी दो-चरण वाली है, तो सिंक संदेश में टाइमस्टैम्प 0 पर सेट किया जाएगा, और वर्तमान टाइमस्टैम्प संबंधित फ़ॉलो_अप संदेश में भेजा जाएगा। सिंक संदेश का उपयोग दोनों विलंबता माप तंत्रों के लिए किया जाता है।

संदेश मल्टीकास्ट का उपयोग करके प्रसारित किया जाता है। वैकल्पिक रूप से आप यूनिकैस्ट का उपयोग कर सकते हैं।

विलंब_अनुरोध संदेश

Delay_Req संदेश का प्रारूप सिंक संदेश के समान है। दास घड़ी Delay_Req भेजती है। इसमें वह समय शामिल है जब दास घड़ी द्वारा Delay_Req भेजा गया था। इस संदेश का उपयोग केवल विलंब अनुरोध-प्रतिक्रिया तंत्र के लिए किया जाता है।

संदेश मल्टीकास्ट का उपयोग करके प्रसारित किया जाता है। वैकल्पिक रूप से आप यूनिकैस्ट का उपयोग कर सकते हैं।

फ़ॉलो_अप संदेश

फ़ॉलो_अप संदेश वैकल्पिक रूप से मास्टर क्लॉक द्वारा भेजा जाता है और इसमें भेजने का समय शामिल होता है संदेश सिंक करें मालिक। केवल दो चरण वाली मास्टर घड़ियाँ ही फ़ॉलो_अप संदेश भेजती हैं।

फ़ॉलो_अप संदेश का उपयोग दोनों विलंबता माप तंत्रों के लिए किया जाता है।

संदेश मल्टीकास्ट का उपयोग करके प्रसारित किया जाता है। वैकल्पिक रूप से आप यूनिकैस्ट का उपयोग कर सकते हैं।

Delay_Resp संदेश

Delay_Resp संदेश मास्टर क्लॉक द्वारा भेजा जाता है। इसमें वह समय शामिल है जब मास्टर घड़ी द्वारा Delay_Req प्राप्त किया गया था। इस संदेश का उपयोग केवल विलंब अनुरोध-प्रतिक्रिया तंत्र के लिए किया जाता है।

संदेश मल्टीकास्ट का उपयोग करके प्रसारित किया जाता है। वैकल्पिक रूप से आप यूनिकैस्ट का उपयोग कर सकते हैं।

Pdelay_Req संदेश

Pdelay_Req संदेश एक उपकरण द्वारा भेजा जाता है जो विलंब का अनुरोध करता है। इसमें इस डिवाइस के पोर्ट से संदेश भेजे जाने का समय शामिल है। Pdelay_Req का उपयोग केवल पड़ोसी विलंब माप तंत्र के लिए किया जाता है।

Pdelay_Resp संदेश

Pdelay_Resp संदेश उस डिवाइस द्वारा भेजा जाता है जिसे विलंब अनुरोध प्राप्त हुआ है। इसमें इस डिवाइस द्वारा Pdelay_Req संदेश प्राप्त होने का समय शामिल है। Pdelay_Resp संदेश का उपयोग केवल पड़ोसी विलंब माप तंत्र के लिए किया जाता है।

संदेश Pdelay_Resp_Follow_Up

Pdelay_Resp_Follow_Up संदेश वैकल्पिक रूप से उस डिवाइस द्वारा भेजा जाता है जिसे विलंब अनुरोध प्राप्त हुआ है। इसमें इस डिवाइस द्वारा Pdelay_Req संदेश प्राप्त होने का समय शामिल है। Pdelay_Resp_Follow_Up संदेश केवल दो-चरणीय मास्टर घड़ियों द्वारा भेजा जाता है।

इस संदेश का उपयोग टाइमस्टैम्प के बजाय निष्पादन समय के लिए भी किया जा सकता है। निष्पादन समय Pdelay-Req प्राप्त होने के क्षण से लेकर Pdelay_Resp भेजे जाने तक का समय है।

Pdelay_Resp_Follow_Up का उपयोग केवल पड़ोसी विलंब माप तंत्र के लिए किया जाता है।

प्रबंधन संदेश

एक या अधिक घड़ियों और नियंत्रण नोड के बीच सूचना स्थानांतरित करने के लिए पीटीपी नियंत्रण संदेशों की आवश्यकता होती है।

एलवी में स्थानांतरण

एक PTP संदेश दो स्तरों पर प्रसारित किया जा सकता है:

• नेटवर्क - आईपी डेटा के भाग के रूप में।
• चैनल - ईथरनेट फ्रेम के भाग के रूप में।

ईथरनेट पर आईपी पर यूडीपी पर पीटीपी संदेश संचरण

ईथरनेट पर यूडीपी पर पीटीपी

प्रोफाइल

पीटीपी में बहुत सारे लचीले पैरामीटर हैं जिन्हें कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए:

• बीएमसीए विकल्प।
• विलंबता माप तंत्र.
• सभी विन्यास योग्य मापदंडों आदि के अंतराल और प्रारंभिक मान।

और इस तथ्य के बावजूद कि हमने पहले कहा था कि PTPv2 डिवाइस एक-दूसरे के साथ संगत हैं, यह सच नहीं है। संचार करने के लिए उपकरणों में समान सेटिंग्स होनी चाहिए।

इसीलिए तथाकथित PTPv2 प्रोफ़ाइल हैं। प्रोफ़ाइल कॉन्फ़िगर की गई सेटिंग्स और परिभाषित प्रोटोकॉल प्रतिबंधों के समूह हैं ताकि किसी विशिष्ट एप्लिकेशन के लिए समय सिंक्रनाइज़ेशन लागू किया जा सके।

IEEE 1588v2 मानक स्वयं केवल एक प्रोफ़ाइल का वर्णन करता है - "डिफ़ॉल्ट प्रोफ़ाइल"। अन्य सभी प्रोफ़ाइल विभिन्न संगठनों और संघों द्वारा बनाई और वर्णित की जाती हैं।

उदाहरण के लिए, पावर प्रोफाइल, या पीटीपीवी2 पावर प्रोफाइल, पावर सिस्टम रिलेइंग कमेटी और आईईईई पावर एंड एनर्जी सोसाइटी की सबस्टेशन कमेटी द्वारा बनाया गया था। प्रोफ़ाइल को IEEE C37.238-2011 कहा जाता है।

प्रोफ़ाइल बताती है कि PTP को स्थानांतरित किया जा सकता है:

• केवल L2 नेटवर्क (यानी ईथरनेट, एचएसआर, पीआरपी, गैर-आईपी) के माध्यम से।
• संदेश केवल मल्टीकास्ट प्रसारण द्वारा प्रसारित किये जाते हैं।
• सहकर्मी विलंब माप तंत्र का उपयोग विलंब माप तंत्र के रूप में किया जाता है।

डिफ़ॉल्ट डोमेन 0 है, अनुशंसित डोमेन 93 है।

C37.238-2011 का डिज़ाइन दर्शन वैकल्पिक सुविधाओं की संख्या को कम करना और उपकरणों के बीच विश्वसनीय इंटरैक्शन और सिस्टम स्थिरता में वृद्धि के लिए केवल आवश्यक कार्यों को बनाए रखना था।

इसके अलावा, संदेश प्रसारण की आवृत्ति निर्धारित की जाती है:

वास्तव में, चयन के लिए केवल एक पैरामीटर उपलब्ध है - मास्टर घड़ी का प्रकार (एकल-चरण या दो-चरण)।

सटीकता 1 μs से अधिक नहीं होनी चाहिए। दूसरे शब्दों में, एक एकल सिंक्रनाइज़ेशन पथ में अधिकतम 15 पारदर्शी घड़ियाँ या तीन सीमा घड़ियाँ हो सकती हैं।

स्रोत: www.habr.com