PTPv2 ժամանակի համաժամացման արձանագրության իրականացման մանրամասները

Ներածություն

Էլեկտրաէներգետիկ արդյունաբերության մեջ «Թվային ենթակայան» կառուցելու հայեցակարգը պահանջում է համաժամացում 1 մկվ ճշգրտությամբ: Ֆինանսական գործարքները նույնպես պահանջում են միկրովայրկյանական ճշգրտություն: Այս հավելվածներում NTP ժամանակի ճշգրտությունն այլևս բավարար չէ:

PTPv2 համաժամացման արձանագրությունը, որը նկարագրված է IEEE 1588v2 ստանդարտով, թույլ է տալիս մի քանի տասնյակ նանվայրկյանների համաժամացման ճշգրտություն: PTPv2-ը թույլ է տալիս ուղարկել համաժամացման փաթեթներ L2 և L3 ցանցերով:

Հիմնական ոլորտները, որտեղ օգտագործվում է PTPv2, հետևյալն են.

• էներգիա;
• հսկիչ և չափիչ սարքավորումներ;
• ռազմարդյունաբերական համալիր;
• հեռահաղորդակցություն;
• ֆինանսական հատվածը։

Այս գրառումը բացատրում է, թե ինչպես է աշխատում PTPv2 համաժամացման արձանագրությունը:

Մենք ավելի մեծ փորձ ունենք արդյունաբերության մեջ և հաճախ տեսնում ենք այս արձանագրությունը էներգետիկ ծրագրերում: Ըստ այդմ, մենք վերանայումը կկատարենք զգուշությամբ էներգիայի համար.

Ինչու է դա անհրաժեշտ:

Այս պահին PJSC Rosseti-ի STO 34.01-21-004-2019-ը և PJSC FGC UES-ի STO 56947007-29.240.10.302-2020-ը պարունակում են պահանջներ PTPv2-ի միջոցով ժամանակի համաժամացման հետ գործընթացի ավտոբուս կազմակերպելու համար:

Դա պայմանավորված է այն հանգամանքով, որ ռելեային պաշտպանության տերմինալները և չափիչ սարքերը միացված են գործընթացի ավտոբուսին, որոնք փոխանցում են ակնթարթային հոսանքի և լարման արժեքները պրոցեսի ավտոբուսի միջոցով՝ օգտագործելով այսպես կոչված SV հոսքեր (բազմաստղային հոսքեր):

Ռելլեային պաշտպանության տերմինալները օգտագործում են այս արժեքները բեյ պաշտպանություն իրականացնելու համար: Եթե ​​ժամանակի չափումների ճշգրտությունը փոքր է, ապա որոշ պաշտպանություններ կարող են կեղծ գործել:

Օրինակ, բացարձակ ընտրողականության պաշտպանությունը կարող է դառնալ ժամանակի «թույլ» համաժամացման զոհ: Հաճախ նման պաշտպանությունների տրամաբանությունը հիմնված է երկու մեծությունների համեմատության վրա: Եթե ​​արժեքները տարբերվում են բավական մեծ արժեքով, ապա պաշտպանությունը գործարկվում է: Եթե ​​այս արժեքները չափվում են 1 ms ժամանակի ճշգրտությամբ, ապա կարող եք մեծ տարբերություն ստանալ, որտեղ արժեքները իրականում նորմալ են, եթե չափվում են 1 մկվ ճշգրտությամբ:

PTP տարբերակները

PTP արձանագրությունն ի սկզբանե նկարագրվել է 2002 թվականին IEEE 1588-2002 ստանդարտում և կոչվում էր «Ցանցային չափման և կառավարման համակարգերի ճշգրիտ ժամացույցի համաժամացման արձանագրության ստանդարտ»: 2008 թվականին թողարկվեց թարմացված IEEE 1588-2008 ստանդարտը, որը նկարագրում է PTP տարբերակը 2: Արձանագրության այս տարբերակը բարելավեց ճշգրտությունն ու կայունությունը, բայց չպահպանեց հետընթաց համատեղելիությունը արձանագրության առաջին տարբերակի հետ: Նաև 2019-ին թողարկվեց IEEE 1588-2019 ստանդարտի տարբերակը, որը նկարագրում է PTP v2.1-ը: Այս տարբերակը ավելացնում է փոքր բարելավումներ PTPv2-ում և հետամնաց համատեղելի է PTPv2-ի հետ:

Այսինքն՝ ունենք հետևյալ պատկերը՝ տարբերակներով.

PTPv1
(IEEE 1588-2002)

PTPv2
(IEEE 1588-2008)

PTPv2.1
(IEEE 1588-2019)

PTPv1 (IEEE 1588-2002)

-
Անհամատեղելի

Անհամատեղելի

PTPv2 (IEEE 1588-2008)

Անհամատեղելի

-
Համատեղելի

PTPv2.1 (IEEE 1588-2019)

Անհամատեղելի

Համատեղելի

-

Բայց, ինչպես միշտ, կան նրբերանգներ.

PTPv1-ի և PTPv2-ի միջև անհամատեղելիությունը նշանակում է, որ PTPv1-ով միացված սարքը չի կարողանա համաժամացնել PTPv2-ով աշխատող ճշգրիտ ժամացույցի հետ: Նրանք օգտագործում են տարբեր հաղորդագրությունների ձևաչափեր համաժամացման համար:

Բայց դեռ հնարավոր է միավորել սարքերը PTPv1-ով և սարքերը PTPv2-ով նույն ցանցում: Դրան հասնելու համար որոշ արտադրողներ թույլ են տալիս ընտրել արձանագրության տարբերակը եզրային ժամացույցի նավահանգիստներում: Այսինքն՝ սահմանային ժամացույցը կարող է համաժամանակացնել PTPv2-ի միջոցով և դեռևս համաժամացնել իրեն միացված այլ ժամացույցներ՝ օգտագործելով և՛ PTPv1, և՛ PTPv2:

PTP սարքեր. Որո՞նք են դրանք և ինչո՞վ են դրանք տարբեր:

IEEE 1588v2 ստանդարտը նկարագրում է մի քանի տեսակի սարքեր: Դրանք բոլորը ներկայացված են աղյուսակում:

Սարքերը միմյանց հետ շփվում են LAN ցանցի միջոցով՝ օգտագործելով PTP:

PTP սարքերը կոչվում են ժամացույցներ: Բոլոր ժամացույցները ճշգրիտ ժամանակը վերցնում են գրոսմայստերի ժամացույցից:

Ժամացույցների 5 տեսակ կա.

Գրոսմայստերի ժամացույց

Ճշգրիտ ժամանակի հիմնական աղբյուրը. Հաճախ հագեցած է GPS-ի միացման ինտերֆեյսով:

Սովորական Ժամացույց

Մեկ նավահանգիստ սարք, որը կարող է լինել վարպետ (հիմնական ժամացույց) կամ ստրուկ (ստրուկ ժամացույց)

Հիմնական ժամացույց (վարպետ)

Դրանք ճշգրիտ ժամանակի աղբյուրն են, որով մյուս ժամացույցները համաժամացվում են

Ստրկական ժամացույց

Վերջնական սարքը, որը համաժամացվում է հիմնական ժամացույցից

Սահմանային ժամացույց

Մի քանի պորտերով սարք, որը կարող է լինել վարպետ կամ ստրուկ:

Այսինքն, այս ժամացույցները կարող են համաժամանակացնել գերակա գլխավոր ժամացույցից և համաժամեցնել ստորադաս ստրուկ ժամացույցները:

Ամբողջական թափանցիկ ժամացույց

Մի քանի պորտերով սարք, որը ոչ գլխավոր ժամացույց է, ոչ էլ ստրուկ: Այն փոխանցում է PTP տվյալները երկու ժամացույցների միջև:

Տվյալներ փոխանցելիս թափանցիկ ժամացույցը ուղղում է բոլոր PTP հաղորդագրությունները:

Ուղղումը տեղի է ունենում՝ այս սարքի հետաձգման ժամանակը ավելացնելով փոխանցված հաղորդագրության վերնագրի ուղղման դաշտին:

Peer-to-Peer Թափանցիկ Ժամացույց

Մի քանի պորտերով սարք, որը ոչ գլխավոր ժամացույց է, ոչ էլ ստրուկ:
Այն փոխանցում է PTP տվյալները երկու ժամացույցների միջև:

Տվյալներ փոխանցելիս թափանցիկ ժամացույցը ուղղում է բոլոր PTP հաղորդագրությունները Sync և Follow_Up (դրանց մասին ավելին ստորև):

Ուղղումը ձեռք է բերվում փոխանցվող փաթեթի ուղղման դաշտին ավելացնելով փոխանցող սարքի ուշացումը և տվյալների փոխանցման ալիքի ուշացումը:

Կառավարման հանգույց

Սարք, որը կարգավորում և ախտորոշում է այլ ժամացույցներ

Հիմնական և ստրուկ ժամացույցները համաժամացվում են PTP հաղորդագրությունների ժամանակի դրոշմանիշների միջոցով: PTP արձանագրության մեջ կան երկու տեսակի հաղորդագրություններ.

• Իրադարձությունների հաղորդագրությունները համաժամացված հաղորդագրություններ են, որոնք ենթադրում են ժամանակի դրոշմակնի ստեղծում հաղորդագրության ուղարկման և ստացման պահին:
• Ընդհանուր հաղորդագրություններ - Այս հաղորդագրությունները չեն պահանջում ժամանակի դրոշմակնիքներ, սակայն կարող են պարունակել համապատասխան հաղորդագրությունների ժամանակի դրոշմներ

Իրադարձությունների հաղորդագրություններ

Ընդհանուր հաղորդագրություններ

Sync
Հետաձգում_Պահանջ
Pdelay_Req
Pdelay_Resp

Հայտարարել
Հետևել_Up
Delay_Resp
Pdelay_Resp_Follow_Up
կառավարում
Ազդանշանային

Բոլոր տեսակի հաղորդագրությունները ավելի մանրամասն կքննարկվեն ստորև:

Համաժամացման հիմնական խնդիրներ

Երբ համաժամացման փաթեթը փոխանցվում է տեղական ցանցով, այն հետաձգվում է անջատիչում և տվյալների հղման մեջ: Ցանկացած անջատիչ կառաջացնի մոտ 10 միկրովայրկյան ուշացում, որն անընդունելի է PTPv2-ի համար: Ի վերջո, վերջնական սարքի վրա մենք պետք է հասնենք 1 մկվ ճշգրտության: (Սա եթե մենք խոսում ենք էներգիայի մասին: Այլ հավելվածները կարող են պահանջել ավելի մեծ ճշգրտություն):

IEEE 1588v2-ը նկարագրում է մի քանի գործող ալգորիթմներ, որոնք թույլ են տալիս գրանցել ժամանակի ուշացումը և ուղղել այն:

Աշխատանքային ալգորիթմ
Նորմալ աշխատանքի ընթացքում արձանագրությունը գործում է երկու փուլով.

• Փուլ 1 - «Master Clock – Slave Clock» հիերարխիայի սահմանում:
• Փուլ 2 - ժամացույցի համաժամացում՝ օգտագործելով End-to-End կամ Peer-to-Peer մեխանիզմը:

Փուլ 1 - Վարպետ-ստրուկի հիերարխիայի ստեղծում

Սովորական կամ եզրային ժամացույցի յուրաքանչյուր նավահանգիստ ունի որոշակի թվով վիճակներ (slave clock և master clock): Ստանդարտը նկարագրում է այս վիճակների միջև անցումային ալգորիթմը: Ծրագրավորման մեջ նման ալգորիթմը կոչվում է վերջավոր վիճակի մեքենա կամ վիճակի մեքենա (ավելի մանրամասն՝ Վիքիում)։

Այս վիճակի մեքենան օգտագործում է Լավագույն գլխավոր ժամացույցի ալգորիթմը (BMCA)՝ երկու ժամացույցները միացնելիս հիմնականը կարգավորելու համար:

Այս ալգորիթմը թույլ է տալիս ժամացույցին ստանձնել գրոսմայստերի ժամացույցի պարտականությունները, երբ վերին հոսքի գրոսմայստերի ժամացույցը կորցնում է GPS ազդանշանը, դուրս է գալիս ցանցից և այլն:

Պետությունների անցումները ըստ BMCA-ի ամփոփված են հետևյալ գծապատկերում.


«Լարի» մյուս ծայրում գտնվող ժամացույցի մասին տեղեկատվությունը ուղարկվում է հատուկ հաղորդագրությամբ (Հայտարարել հաղորդագրություն): Այս տեղեկատվությունը ստանալուց հետո գործարկվում է վիճակի մեքենայի ալգորիթմը, և կատարվում է համեմատություն՝ տեսնելու, թե որ ժամացույցն է ավելի լավը: Լավագույն ժամացույցի նավահանգիստը դառնում է գլխավոր ժամացույց:

Պարզ հիերարխիա ներկայացված է ստորև բերված դիագրամում: 1, 2, 3, 4, 5 ուղիները կարող են պարունակել թափանցիկ ժամացույց, սակայն դրանք չեն մասնակցում Master Clock - Slave Clock հիերարխիայի ստեղծմանը:

Փուլ 2 - Սինքրոնացրեք սովորական և ծայրամասային ժամացույցները

«Master Clock – Slave Clock» հիերարխիան հաստատելուց անմիջապես հետո սկսվում է կանոնավոր և սահմանային ժամացույցների համաժամացման փուլը:

Համաժամացման համար հիմնական ժամացույցը ժամանակի դրոշմ պարունակող հաղորդագրություն է ուղարկում ստրուկ ժամացույցներին:

Հիմնական ժամացույցը կարող է լինել.

• մեկ փուլ;
• երկփուլ.

Միաստիճան ժամացույցները համաժամացման համար ուղարկում են մեկ Sync հաղորդագրություն:

Երկաստիճան ժամացույցը համաժամացման համար օգտագործում է երկու հաղորդագրություն՝ Sync և Follow_Up:

Համաժամացման փուլի համար կարող են օգտագործվել երկու մեխանիզմներ.

• Հետաձգման հարցում-պատասխան մեխանիզմ.
• Գործընկերների հետաձգման չափման մեխանիզմ:

Նախ, եկեք նայենք այս մեխանիզմներին ամենապարզ դեպքում՝ երբ թափանցիկ ժամացույցներ չեն օգտագործվում։

Հետաձգման հարցում-պատասխան մեխանիզմ

Մեխանիզմը ներառում է երկու քայլ.

1. Հաղորդագրության փոխանցման հետաձգման չափում հիմնական ժամացույցի և ստրուկ ժամացույցի միջև: Կատարվում է հետաձգման հարցում-պատասխան մեխանիզմի միջոցով:
2. Կատարվում է ճշգրիտ ժամանակային հերթափոխի ուղղում։

Հետաձգման չափում


t1 – Համաժամացման հաղորդագրությունը գլխավոր ժամացույցով ուղարկելու ժամանակը. t2 – ստրուկ ժամացույցի կողմից Sync հաղորդագրության ընդունման ժամանակը. t3 – հետաձգման հարցումն ուղարկելու ժամանակը (Delay_Req) ​​ստրուկ ժամացույցի միջոցով. t4 – Delay_Req ընդունման ժամանակը գլխավոր ժամացույցի կողմից:

Երբ ստրուկ ժամացույցը գիտի t1, t2, t3 և t4 ժամանակները, այն կարող է հաշվարկել միջին ուշացումը համաժամացման հաղորդագրությունը (tmpd) ​​փոխանցելիս: Այն հաշվարկվում է հետևյալ կերպ.

Sync և Follow_Up հաղորդագրություն փոխանցելիս հաշվարկվում է վարպետից մինչև ստրուկ ժամանակի ուշացումը՝ t-ms:

Delay_Req և Delay_Resp հաղորդագրությունները փոխանցելիս հաշվարկվում է ժամանակի ուշացումը ստրուկից մինչև վարպետ՝ t-sm:

Եթե ​​այս երկու արժեքների միջև որոշակի անհամաչափություն է առաջանում, ապա ճշգրիտ ժամանակի շեղումը շտկելու սխալ է հայտնվում: Սխալը պայմանավորված է նրանով, որ հաշվարկված ուշացումը t-ms և t-sm ուշացումների միջինն է: Եթե ​​ուշացումները իրար հավասար չեն, ուրեմն ժամանակը ճշգրիտ չենք կարգավորի։

Ժամանակային հերթափոխի ուղղում

Հենց որ հիմնական ժամացույցի և հիմնական ժամացույցի միջև ուշացումը հայտնի է, ստրուկ ժամացույցը կատարում է ժամանակի ուղղում:

Slave ժամացույցներն օգտագործում են Sync հաղորդագրությունը և կամընտիր Follow_Up հաղորդագրություն՝ ճշգրիտ ժամանակի շեղումը հաշվարկելու համար, երբ փաթեթը Master-ից slave ժամացույցներ է փոխանցվում: Շարժումը հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով.

Գործընկերների հետաձգման չափման մեխանիզմ

Այս մեխանիզմը նաև օգտագործում է երկու քայլ համաժամացման համար.

1. Սարքերը չափում են ժամանակի ուշացումը բոլոր հարևաններին բոլոր նավահանգիստների միջոցով: Դա անելու համար նրանք օգտագործում են գործընկերների հետաձգման մեխանիզմը:
2. Ճշգրիտ ժամանակային հերթափոխի ուղղում.

Հետաձգման չափում սարքերի միջև, որոնք աջակցում են Peer-to-Peer ռեժիմին

Հավասարակշռող մեխանիզմին աջակցող պորտերի միջև ուշացումը չափվում է հետևյալ հաղորդագրությունների միջոցով.

Երբ 1-ին նավահանգիստը գիտի t1, t2, t3 և t4 անգամները, այն կարող է հաշվարկել միջին ուշացումը (tmld): Այն հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով.

Այնուհետև նավահանգիստն օգտագործում է այս արժեքը՝ յուրաքանչյուր Sync հաղորդագրության կամ սարքի միջով անցնող կամընտիր Follow_Up հաղորդագրության համար ճշգրտման դաշտը հաշվարկելիս:

Ընդհանուր ուշացումը հավասար կլինի այս սարքի միջոցով փոխանցման ընթացքում ուշացման գումարին, տվյալների ալիքով փոխանցման միջին ուշացմանը և այս հաղորդագրության մեջ արդեն պարունակվող ուշացմանը, որը միացված է հոսանքին հակառակ սարքերում:

Pdelay_Req, Pdelay_Resp և կամընտիր Pdelay_Resp_Follow_Up հաղորդագրությունները թույլ են տալիս ստանալ ուշացումը վարպետից ստրուկ և ստրուկից տիրակալ (շրջանաձև):

Այս երկու արժեքների միջև ցանկացած անհամաչափություն կներկայացնի ժամանակի փոխհատուցման ուղղման սխալ:

Ճշգրիտ ժամանակի հերթափոխի կարգավորում

Slave ժամացույցներն օգտագործում են Sync հաղորդագրություն և կամընտիր Follow_Up հաղորդագրություն՝ ճշգրիտ ժամանակի շեղումը հաշվարկելու համար, երբ փաթեթը Master-ից slave ժամացույցներ է փոխանցվում: Շարժումը հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով.

Հավասարաչափ մեխանիզմի ճշգրտման առավելությունները. յուրաքանչյուր Sync կամ Follow_Up հաղորդագրության ժամանակի հետաձգումը հաշվարկվում է ցանցում փոխանցվելիս: Հետևաբար, փոխանցման ուղին փոխելը որևէ կերպ չի ազդի ճշգրտման ճշգրտության վրա:

Այս մեխանիզմն օգտագործելիս ժամանակի համաժամացումը չի պահանջում համաժամացման փաթեթի անցած ուղու երկայնքով ժամանակի հետաձգման հաշվարկը, ինչպես դա արվում է հիմնական փոխանակման մեջ: Նրանք. Delay_Req և Delay_Resp հաղորդագրությունները չեն ուղարկվում: Այս մեթոդում հիմնական և slave ժամացույցների միջև ուշացումը պարզապես ամփոփվում է յուրաքանչյուր Sync կամ Follow_Up հաղորդագրության ճշգրտման դաշտում:

Մեկ այլ առավելություն այն է, որ հիմնական ժամացույցը ազատվում է Delay_Req հաղորդագրությունները մշակելու անհրաժեշտությունից:

Թափանցիկ ժամացույցների գործառնական ռեժիմներ

Ըստ այդմ՝ սրանք պարզ օրինակներ էին։ Հիմա ենթադրենք, որ անջատիչները հայտնվում են համաժամացման ճանապարհին:

Եթե ​​դուք օգտագործում եք անջատիչներ առանց PTPv2 աջակցության, համաժամացման փաթեթը կհետաձգվի անջատիչի վրա մոտավորապես 10 մկվ-ով:

Անջատիչները, որոնք աջակցում են PTPv2-ին, IEEE 1588v2 տերմինաբանությամբ կոչվում են թափանցիկ ժամացույցներ: Թափանցիկ ժամացույցները չեն համաժամանակացվում հիմնական ժամացույցից և չեն մասնակցում «Master Clock - Slave Clock» հիերարխիային, բայց համաժամացման հաղորդագրությունները փոխանցելիս նրանք հիշում են, թե որքան ժամանակ է ուշացել հաղորդագրությունը իրենց կողմից: Սա թույլ է տալիս հարմարեցնել ժամանակի հետաձգումը:

Թափանցիկ ժամացույցները կարող են աշխատել երկու ռեժիմով.

• End-to-End.
• Հասակակիցների հետ:

End-to-End (E2E)

E2E թափանցիկ ժամացույցը հեռարձակում է Sync հաղորդագրությունները և ուղեկցող Follow_Up հաղորդագրությունները բոլոր նավահանգիստներում: Նույնիսկ նրանք, որոնք արգելափակված են որոշ արձանագրություններով (օրինակ, RSTP):

Անջատիչը հիշում է ժամադրոշմը, երբ Sync փաթեթը (Follow_Up) ստացվել է նավահանգստում և երբ այն ուղարկվել է նավահանգստից: Այս երկու ժամանակային դրոշմանիշների հիման վրա հաշվարկվում է այն ժամանակը, որ անհրաժեշտ է անջատիչին հաղորդագրությունը մշակելու համար: Ստանդարտում այս ժամանակը կոչվում է բնակության ժամանակ:

Մշակման ժամանակը ավելացվում է Sync (մեկ քայլանոց ժամացույց) կամ Follow_Up (երկքայլ ժամացույց) հաղորդագրության correctionField դաշտում:

E2E թափանցիկ ժամացույցը չափում է Sync և Delay_Req հաղորդագրությունների մշակման ժամանակը, որոնք անցնում են անջատիչով: Բայց կարևոր է հասկանալ, որ հիմնական ժամացույցի և ստրուկ ժամացույցի միջև ժամանակի ուշացումը հաշվարկվում է հետաձգման հարցում-պատասխան մեխանիզմի միջոցով: Եթե ​​հիմնական ժամացույցը փոխվում է կամ հիմնական ժամացույցից դեպի ստրուկ ժամացույցի ուղին փոխվում է, ուշացումը կրկին չափվում է: Սա մեծացնում է անցման ժամանակը ցանցի փոփոխությունների դեպքում:

P2P թափանցիկ ժամացույցը, բացի այն, որ չափում է այն ժամանակը, որն անհրաժեշտ է անջատիչի կողմից հաղորդագրություն մշակելու համար, չափում է ուշացումը դեպի մոտակա հարևանի տվյալների հղման վրա՝ օգտագործելով հարևան հետաձգման մեխանիզմը:

Լատենտությունը չափվում է երկու ուղղություններով յուրաքանչյուր հղման վրա, ներառյալ հղումները, որոնք արգելափակված են ինչ-որ արձանագրության կողմից (օրինակ՝ RSTP): Սա թույլ է տալիս անմիջապես հաշվարկել համաժամացման ուղու նոր ուշացումը, եթե գրոսմայստերի ժամացույցը կամ ցանցի տոպոլոգիան փոխվի:

Անջատիչների միջոցով հաղորդագրությունների մշակման ժամանակը և հետաձգումը կուտակվում են Sync կամ Follow_Up հաղորդագրություններ ուղարկելիս:

PTPv2 աջակցության տեսակները անջատիչներով

Անջատիչները կարող են աջակցել PTPv2.

• ծրագրային կերպով;
• ապարատային.

Ծրագրային ապահովման մեջ PTPv2 արձանագրությունն ներդնելիս անջատիչը ժամանակի դրոշմ է պահանջում որոնվածից: Խնդիրն այն է, որ որոնվածը աշխատում է ցիկլային, և դուք պետք է սպասեք, մինչև այն ավարտի ընթացիկ ցիկլը, ընդունի մշակման հարցումը և հաջորդ ցիկլից հետո թողարկի ժամանակի դրոշմ: Սա նույնպես ժամանակ կպահանջի, և մենք կստանանք ուշացում, չնայած ոչ այնքան նշանակալի, որքան առանց PTPv2-ի ծրագրային ապահովման:

PTPv2-ի միայն ապարատային աջակցությունը թույլ է տալիս պահպանել պահանջվող ճշգրտությունը: Այս դեպքում ժամանակի դրոշմը թողարկվում է նավահանգստի վրա տեղադրված հատուկ ASIC-ի կողմից:

Հաղորդագրության ձևաչափ

Բոլոր PTP հաղորդագրությունները բաղկացած են հետևյալ դաշտերից.

• Վերնագիր – 34 բայթ:
• Body – չափը կախված է հաղորդագրության տեսակից:
• Վերջածանցը ընտրովի է:

Գլխավայր ցատկ

Վերնագրի դաշտը նույնն է բոլոր PTP հաղորդագրությունների համար: Դրա չափը 34 բայթ է։

Վերնագրի դաշտի ձևաչափը.

հաղորդագրության տեսակը – պարունակում է փոխանցվող հաղորդագրության տեսակը, օրինակ՝ Sync, Delay_Req, PDelay_Req և այլն:

հաղորդագրության երկարությունը – պարունակում է PTP հաղորդագրության ամբողջ չափը, ներառյալ վերնագիրը, տեքստը և վերջածանցը (բայց բացառելով լրացման բայթերը):

տիրույթի համարը – որոշում է, թե որ PTP տիրույթին է պատկանում հաղորդագրությունը:

Դոմենների անունը - սրանք մի քանի տարբեր ժամացույցներ են՝ հավաքված մեկ տրամաբանական խմբում և համաժամանակացված մեկ հիմնական ժամացույցից, բայց պարտադիր չէ, որ համաժամանակացվեն այլ տիրույթին պատկանող ժամացույցների հետ:

դրոշները – Այս դաշտը պարունակում է տարբեր դրոշներ՝ հաղորդագրության կարգավիճակը պարզելու համար:

ուղղում Դաշտ - պարունակում է ուշացման ժամանակը նանովայրկյաններով: Հետաձգման ժամանակը ներառում է հետաձգումը թափանցիկ ժամացույցի միջոցով փոխանցելիս, ինչպես նաև ալիքով փոխանցման հետաձգումը Peer-to-Peer ռեժիմն օգտագործելիս:

sourcePortIdentity – այս դաշտը պարունակում է տեղեկատվություն այն մասին, թե որ նավահանգստից է սկզբնապես ուղարկվել այս հաղորդագրությունը:

հաջորդականության ID – պարունակում է անհատական ​​հաղորդագրությունների նույնականացման համար:

վերահսկողության դաշտ – արտեֆակտ դաշտ =) Այն մնում է ստանդարտի առաջին տարբերակից և պարունակում է տեղեկատվություն այս հաղորդագրության տեսակի մասին: Ըստ էության, նույնն է, ինչ messageType-ը, բայց ավելի քիչ տարբերակներով:

logMessageInterval – այս դաշտը որոշվում է հաղորդագրության տեսակով:

Մարմին

Ինչպես նշվեց վերևում, հաղորդագրությունների մի քանի տեսակներ կան: Այս տեսակները նկարագրված են ստորև.

Հայտարարության հաղորդագրություն
Հայտարարել հաղորդագրությունը օգտագործվում է նույն տիրույթում գտնվող մյուս ժամացույցներին «պատմելու» իր պարամետրերի մասին: Այս հաղորդագրությունը թույլ է տալիս կարգավորել Master Clock - Slave Clock հիերարխիա:


Համաժամացնել հաղորդագրությունը
Sync հաղորդագրությունն ուղարկվում է հիմնական ժամացույցի կողմից և պարունակում է հիմնական ժամացույցի ժամը Sync հաղորդագրության ստեղծման պահին: Եթե ​​հիմնական ժամացույցը երկաստիճան է, ապա Sync հաղորդագրության մեջ ժամանակի դրոշմը կսահմանվի 0, իսկ ընթացիկ ժամացույցը կուղարկվի համապատասխան Follow_Up հաղորդագրության մեջ: Sync հաղորդագրությունն օգտագործվում է երկու ուշացման չափման մեխանիզմների համար:

Հաղորդագրությունը փոխանցվում է Multicast-ի միջոցով: Ընտրովի կարող եք օգտագործել Unicast-ը:

Delay_Req հաղորդագրություն

Delay_Req հաղորդագրության ձևաչափը նույնական է Sync հաղորդագրության հետ: Ստրկական ժամացույցը ուղարկում է Delay_Req: Այն պարունակում է Delay_Req-ի ուղարկման ժամանակը ստրուկ ժամացույցի կողմից: Այս հաղորդագրությունն օգտագործվում է միայն հետաձգման հարցում-պատասխան մեխանիզմի համար:

Հաղորդագրությունը փոխանցվում է Multicast-ի միջոցով: Ընտրովի կարող եք օգտագործել Unicast-ը:

Follow_Up հաղորդագրություն

Follow_Up հաղորդագրությունը ընտրովի ուղարկվում է հիմնական ժամացույցի կողմից և պարունակում է ուղարկելու ժամանակը Համաժամացրեք հաղորդագրությունները վարպետ. Միայն երկաստիճան հիմնական ժամացույցներն են ուղարկում Follow_Up հաղորդագրություն:

Follow_Up հաղորդագրությունն օգտագործվում է երկու հետաձգման չափման մեխանիզմների համար:

Հաղորդագրությունը փոխանցվում է Multicast-ի միջոցով: Ընտրովի կարող եք օգտագործել Unicast-ը:

Delay_Resp հաղորդագրություն

Delay_Resp հաղորդագրությունն ուղարկվում է հիմնական ժամացույցի միջոցով: Այն պարունակում է այն ժամանակը, երբ Delay_Req-ը ստացվել է հիմնական ժամացույցի կողմից: Այս հաղորդագրությունն օգտագործվում է միայն հետաձգման հարցում-պատասխան մեխանիզմի համար:

Հաղորդագրությունը փոխանցվում է Multicast-ի միջոցով: Ընտրովի կարող եք օգտագործել Unicast-ը:

Pdelay_Req հաղորդագրություն

Pdelay_Req հաղորդագրությունն ուղարկվում է ուշացում պահանջող սարքի կողմից: Այն պարունակում է այն ժամանակը, երբ հաղորդագրությունն ուղարկվել է այս սարքի միացքից: Pdelay_Req-ն օգտագործվում է միայն հարեւանի հետաձգման չափման մեխանիզմի համար:

Pdelay_Resp հաղորդագրություն

Pdelay_Resp հաղորդագրությունն ուղարկվում է մի սարքի կողմից, որը ստացել է հետաձգման հարցում: Այն պարունակում է այս սարքի կողմից Pdelay_Req հաղորդագրության ստացման ժամանակը: Pdelay_Resp հաղորդագրությունն օգտագործվում է միայն հարեւանի հետաձգման չափման մեխանիզմի համար:

Հաղորդագրություն Pdelay_Resp_Follow_Up

Pdelay_Resp_Follow_Up հաղորդագրությունն ընտրովի ուղարկվում է այն սարքի կողմից, որը ստացել է հետաձգման հարցումը: Այն պարունակում է այս սարքի կողմից Pdelay_Req հաղորդագրության ստացման ժամանակը: Pdelay_Resp_Follow_Up հաղորդագրությունն ուղարկվում է միայն երկաստիճան հիմնական ժամացույցներով:

Այս հաղորդագրությունը կարող է օգտագործվել նաև կատարման ժամանակի համար՝ ժամանակի դրոշմակնի փոխարեն: Կատարման ժամանակը Pdelay-Req-ի ստացման պահից մինչև Pdelay_Resp-ի ուղարկումն ընկած ժամանակահատվածն է:

Pdelay_Resp_Follow_Up օգտագործվում են միայն հարեւանի հետաձգման չափման մեխանիզմի համար:

Կառավարման հաղորդագրություններ

PTP կառավարման հաղորդագրությունները պահանջվում են մեկ կամ մի քանի ժամացույցների և կառավարման հանգույցի միջև տեղեկատվություն փոխանցելու համար:

Տեղափոխում LV

PTP հաղորդագրությունը կարող է փոխանցվել երկու մակարդակով.

• Ցանց – որպես IP տվյալների մաս:
• Ալիք – որպես Ethernet շրջանակի մաս:

PTP հաղորդագրությունների փոխանցում UDP-ով IP-ի միջոցով Ethernet-ի միջոցով

PTP՝ UDP-ի միջոցով Ethernet-ի միջոցով

Պրոֆիլներ

PTP-ն ունի բավականին շատ ճկուն պարամետրեր, որոնք պետք է կազմաձևվեն: Օրինակ:

• BMCA ընտրանքներ.
• Լատենտության չափման մեխանիզմ.
• Բոլոր կարգավորելի պարամետրերի միջակայքերը և սկզբնական արժեքները և այլն:

Եվ չնայած այն հանգամանքին, որ մենք նախկինում ասել էինք, որ PTPv2 սարքերը համատեղելի են միմյանց հետ, դա ճիշտ չէ: Սարքերը պետք է ունենան նույն կարգավորումները՝ հաղորդակցվելու համար:

Դրա համար կան այսպես կոչված PTPv2 պրոֆիլներ։ Պրոֆիլները կազմաձևված պարամետրերի և սահմանված արձանագրության սահմանափակումների խմբեր են, որպեսզի ժամանակի համաժամացումը կարող է իրականացվել կոնկրետ հավելվածի համար:

IEEE 1588v2 ստանդարտն ինքնին նկարագրում է միայն մեկ պրոֆիլ՝ «Լռակյաց պրոֆիլ»: Մնացած բոլոր պրոֆիլները ստեղծվում և նկարագրվում են տարբեր կազմակերպությունների և ասոցիացիաների կողմից:

Օրինակ, Power Profile-ը կամ PTPv2 Power Profile-ը ստեղծվել է Power Systems Relaying Committee-ի և IEEE Power and Energy Society-ի ենթակայանների կոմիտեի կողմից: Պրոֆիլն ինքնին կոչվում է IEEE C37.238-2011:

Պրոֆիլը նկարագրում է, որ PTP-ն կարող է փոխանցվել.

• Միայն L2 ցանցերի միջոցով (այսինքն՝ Ethernet, HSR, PRP, ոչ IP):
• Հաղորդագրությունները փոխանցվում են միայն Multicast հեռարձակմամբ:
• Գործընկերների հետաձգման չափման մեխանիզմը օգտագործվում է որպես ուշացման չափման մեխանիզմ:

Կանխադրված տիրույթը 0 է, առաջարկվող տիրույթը՝ 93։

C37.238-2011-ի նախագծման փիլիսոփայությունն էր նվազեցնել ընտրովի գործառույթների քանակը և պահպանել միայն անհրաժեշտ գործառույթները սարքերի միջև հուսալի փոխազդեցության և համակարգի կայունության բարձրացման համար:

Նաև որոշվում է հաղորդագրության փոխանցման հաճախականությունը.

Փաստորեն, ընտրության համար հասանելի է միայն մեկ պարամետր՝ գլխավոր ժամացույցի տեսակը (մեկ փուլ կամ երկաստիճան):

Ճշգրտությունը պետք է լինի ոչ ավելի, քան 1 մկվ: Այլ կերպ ասած, մեկ համաժամացման ուղին կարող է պարունակել առավելագույնը 15 թափանցիկ ժամացույց կամ երեք սահմանային ժամացույց:

Source: www.habr.com