PTPv2 დროის სინქრონიზაციის პროტოკოლის დანერგვის დეტალები

შესავალი

ელექტროენერგეტიკის ინდუსტრიაში "ციფრული ქვესადგურის" აშენების კონცეფცია მოითხოვს სინქრონიზაციას 1 μs სიზუსტით. ფინანსური ტრანზაქციები ასევე მოითხოვს მიკროწამის სიზუსტეს. ამ აპლიკაციებში NTP დროის სიზუსტე აღარ არის საკმარისი.

PTPv2 სინქრონიზაციის პროტოკოლი, რომელიც აღწერილია IEEE 1588v2 სტანდარტით, იძლევა რამდენიმე ათეული ნანოწამის სინქრონიზაციის სიზუსტის საშუალებას. PTPv2 საშუალებას გაძლევთ გაგზავნოთ სინქრონიზაციის პაკეტები L2 და L3 ქსელებში.

ძირითადი სფეროები, სადაც PTPv2 გამოიყენება:

• ენერგია;
• საკონტროლო და საზომი მოწყობილობა;
• სამხედრო-სამრეწველო კომპლექსი;
• ტელეკომი;
• ფინანსური სექტორი.

ეს პოსტი განმარტავს, თუ როგორ მუშაობს PTPv2 სინქრონიზაციის პროტოკოლი.

ჩვენ გვაქვს მეტი გამოცდილება ინდუსტრიაში და ხშირად ვხედავთ ამ პროტოკოლს ენერგეტიკულ აპლიკაციებში. შესაბამისად, მიმოხილვას სიფრთხილით გავაკეთებთ ენერგიისთვის.

რატომ არის საჭირო?

ამ დროისთვის, PJSC Rosseti-ს STO 34.01-21-004-2019 და PJSC FGC UES-ის STO 56947007-29.240.10.302-2020 შეიცავს მოთხოვნებს PTPv2-ის საშუალებით დროის სინქრონიზაციის მქონე პროცესის ავტობუსის ორგანიზებისთვის.

ეს გამოწვეულია იმით, რომ სარელეო დამცავი ტერმინალები და საზომი მოწყობილობები დაკავშირებულია პროცესის ავტობუსთან, რომლებიც გადასცემენ მყისიერ დენის და ძაბვის მნიშვნელობებს პროცესის ავტობუსის მეშვეობით, ეგრეთ წოდებული SV ნაკადების (მულტიკასტის ნაკადების) გამოყენებით.

სარელეო დაცვის ტერმინალები იყენებენ ამ მნიშვნელობებს დაფნის დაცვის განსახორციელებლად. თუ დროის გაზომვის სიზუსტე მცირეა, მაშინ ზოგიერთმა დაცვამ შეიძლება არასწორად იმოქმედოს.

მაგალითად, აბსოლუტური სელექციურობის დაცვა შეიძლება გახდეს დროის „სუსტი“ სინქრონიზაციის მსხვერპლი. ხშირად ასეთი დაცვის ლოგიკა ემყარება ორი სიდიდის შედარებას. თუ მნიშვნელობები განსხვავდება საკმარისად დიდი მნიშვნელობით, მაშინ ამოქმედდება დაცვა. თუ ეს მნიშვნელობები იზომება დროის სიზუსტით 1 ms, მაშინ შეგიძლიათ მიიღოთ დიდი განსხვავება, სადაც მნიშვნელობები რეალურად ნორმალურია, თუ იზომება 1 μs სიზუსტით.

PTP ვერსიები

PTP პროტოკოლი თავდაპირველად აღწერილი იყო 2002 წელს IEEE 1588-2002 სტანდარტში და ეწოდა "სტანდარტი ზუსტი საათის სინქრონიზაციის პროტოკოლისთვის ქსელური გაზომვისა და კონტროლის სისტემებისთვის". 2008 წელს გამოვიდა განახლებული IEEE 1588-2008 სტანდარტი, რომელიც აღწერს PTP ვერსია 2. პროტოკოლის ამ ვერსიამ გააუმჯობესა სიზუსტე და სტაბილურობა, მაგრამ არ შეინარჩუნა უკან თავსებადობა პროტოკოლის პირველ ვერსიასთან. ასევე, 2019 წელს გამოვიდა IEEE 1588-2019 სტანდარტის ვერსია, რომელიც აღწერს PTP v2.1. ეს ვერსია ამატებს მცირე გაუმჯობესებებს PTPv2-ში და თავსებადია PTPv2-თან.

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ჩვენ გვაქვს შემდეგი სურათი ვერსიებით:

PTPv1
(IEEE 1588-2002)

PTPv2
(IEEE 1588-2008)

PTPv2.1
(IEEE 1588-2019)

PTPv1 (IEEE 1588-2002)

-
შეუთავსებელია

შეუთავსებელია

PTPv2 (IEEE 1588-2008)

შეუთავსებელია

-
თავსებადია

PTPv2.1 (IEEE 1588-2019)

შეუთავსებელია

თავსებადია

-

მაგრამ, როგორც ყოველთვის, არის ნიუანსი.

PTPv1-სა და PTPv2-ს შორის შეუთავსებლობა ნიშნავს, რომ PTPv1 ჩართული მოწყობილობა ვერ შეძლებს სინქრონიზაციას ზუსტ საათთან, რომელიც მუშაობს PTPv2-ზე. ისინი იყენებენ სხვადასხვა შეტყობინებების ფორმატს სინქრონიზაციისთვის.

მაგრამ მაინც შესაძლებელია მოწყობილობების გაერთიანება PTPv1-ით და მოწყობილობები PTPv2-ით იმავე ქსელში. ამის მისაღწევად, ზოგიერთი მწარმოებელი საშუალებას გაძლევთ აირჩიოთ პროტოკოლის ვერსია ზღვარზე საათის პორტებზე. ანუ, სასაზღვრო საათს შეუძლია სინქრონიზაცია PTPv2-ის გამოყენებით და მაინც მოახდინოს მასთან დაკავშირებული სხვა საათების სინქრონიზაცია PTPv1 და PTPv2 გამოყენებით.

PTP მოწყობილობები. რა არის ისინი და რით განსხვავდებიან ისინი?

IEEE 1588v2 სტანდარტი აღწერს რამდენიმე ტიპის მოწყობილობას. ყველა მათგანი ნაჩვენებია ცხრილში.

მოწყობილობები ერთმანეთთან ურთიერთობენ LAN-ის საშუალებით PTP-ის გამოყენებით.

PTP მოწყობილობებს უწოდებენ საათებს. ყველა საათი ზუსტ დროს იღებს დიდოსტატის საათისგან.

არსებობს 5 ტიპის საათი:

დიდოსტატის საათი

ზუსტი დროის მთავარი წყარო. ხშირად აღჭურვილია ინტერფეისით GPS-ის დასაკავშირებლად.

ჩვეულებრივი საათი

ერთი პორტის მოწყობილობა, რომელიც შეიძლება იყოს სამაგისტრო (მასტერ საათი) ან სლავი (მონური საათი)

სამაგისტრო საათი (ოსტატი)

ისინი არიან ზუსტი დროის წყარო, რომლითაც ხდება სხვა საათების სინქრონიზაცია

მონის საათი

დაასრულეთ მოწყობილობა, რომელიც სინქრონიზებულია ძირითადი საათისგან

სასაზღვრო საათი

მოწყობილობა მრავალი პორტით, რომელიც შეიძლება იყოს ოსტატი ან მონა.

ანუ, ამ საათებს შეუძლიათ სინქრონიზაცია მოახდინოს უმაღლესი სამაგისტრო საათისგან და სინქრონიზაცია მოახდინოს ქვედა სლავური საათების.

ბოლოდან ბოლომდე გამჭვირვალე საათი

მოწყობილობა მრავალი პორტით, რომელიც არც მთავარი საათია და არც სლავი. ის გადასცემს PTP მონაცემებს ორ საათს შორის.

მონაცემთა გადაცემისას გამჭვირვალე საათი ასწორებს ყველა PTP შეტყობინებას.

შესწორება ხდება ამ მოწყობილობაზე დაყოვნების დროის დამატებით კორექტირების ველში გადაცემული შეტყობინების სათაურში.

თანატოლებთან გამჭვირვალე საათი

მოწყობილობა მრავალი პორტით, რომელიც არც მთავარი საათია და არც სლავი.
ის გადასცემს PTP მონაცემებს ორ საათს შორის.

მონაცემთა გადაცემისას, გამჭვირვალე საათი ასწორებს ყველა PTP შეტყობინებას Sync და Follow_Up (დაწვრილებით მათ შესახებ ქვემოთ).

კორექტირება მიიღწევა გადაცემული პაკეტის კორექტირების ველში გადამცემ მოწყობილობაზე დაყოვნების და მონაცემთა გადაცემის არხზე შეფერხების დამატებით.

მართვის კვანძი

მოწყობილობა, რომელიც ახორციელებს სხვა საათების კონფიგურაციას და დიაგნოზს

ძირითადი და slave საათები სინქრონიზებულია PTP შეტყობინებებში დროის ანაბეჭდების გამოყენებით. PTP პროტოკოლში ორი ტიპის შეტყობინებებია:

• მოვლენის შეტყობინებები არის სინქრონიზებული შეტყობინებები, რომლებიც გულისხმობს დროის ანაბეჭდის გენერირებას შეტყობინების გაგზავნის და მიღების დროს.
• ზოგადი შეტყობინებები - ეს შეტყობინებები არ საჭიროებს დროის ნიშანს, მაგრამ შეიძლება შეიცავდეს დროის ნიშანს შესაბამისი შეტყობინებებისთვის

ღონისძიების შეტყობინებები

ზოგადი შეტყობინებები

Sync
დაგვიანება_ მოთხოვნა
Pdelay_Req
Pdelay_Resp

გამოაცხადე
Გაყოლა
Delay_Resp
Pdelay_Resp_Follow_Up
მართვის
სიგნალიზაცია

ყველა ტიპის შეტყობინება უფრო დეტალურად იქნება განხილული ქვემოთ.

სინქრონიზაციის ძირითადი პრობლემები

როდესაც სინქრონიზაციის პაკეტი გადაიცემა ლოკალურ ქსელში, ის იგვიანებს გადამრთველზე და მონაცემთა ბმულზე. ნებისმიერი გადამრთველი გამოიწვევს დაახლოებით 10 მიკროწამის შეფერხებას, რაც მიუღებელია PTPv2-სთვის. ბოლოს და ბოლოს, საბოლოო მოწყობილობაზე უნდა მივაღწიოთ 1 μs სიზუსტეს. (ეს თუ ვსაუბრობთ ენერგიაზე. სხვა აპლიკაციებმა შეიძლება მოითხოვონ მეტი სიზუსტე.)

IEEE 1588v2 აღწერს რამდენიმე ოპერაციულ ალგორითმს, რომელიც საშუალებას გაძლევთ ჩაწეროთ დროის დაგვიანება და გამოასწოროთ იგი.

ალგორითმის მუშაობა
ნორმალური მუშაობის დროს პროტოკოლი მუშაობს ორ ფაზაში.

• ფაზა 1 - იერარქიის „მასტერ საათის – მონა საათის“ დადგენა.
• ფაზა 2 - საათის სინქრონიზაცია End-to-End ან Peer-to-Peer მექანიზმის გამოყენებით.

ფაზა 1 - ბატონ-მონის იერარქიის ჩამოყალიბება

რეგულარული ან ზღვრული საათის თითოეულ პორტს აქვს გარკვეული რაოდენობის მდგომარეობა (მონური საათი და ძირითადი საათი). სტანდარტი აღწერს ამ მდგომარეობებს შორის გადასვლის ალგორითმს. პროგრამირებაში ასეთ ალგორითმს ეწოდება სასრული მდგომარეობის მანქანა ან მდგომარეობის მანქანა (დაწვრილებით ვიკიში).

ეს სახელმწიფო მანქანა იყენებს საუკეთესო სამაგისტრო საათის ალგორითმს (BMCA), რომ დააყენოს მასტერი ორი საათის შეერთებისას.

ეს ალგორითმი საშუალებას აძლევს საათს, თავის თავზე აიღოს დიდოსტატის საათის პასუხისმგებლობა, როდესაც ზემო დინების დიდოსტატის საათი კარგავს GPS სიგნალს, გადის ხაზგარეშე და ა.შ.

მდგომარეობათა გადასვლები BMCA-ს მიხედვით შეჯამებულია შემდეგ დიაგრამაში:


საათის შესახებ ინფორმაცია "მავთულის" მეორე ბოლოში იგზავნება სპეციალურ შეტყობინებაში (განცხადების შეტყობინება). ამ ინფორმაციის მიღების შემდეგ, სახელმწიფო მანქანის ალგორითმი გადის და ხდება შედარება, თუ რომელი საათია უკეთესი. საუკეთესო საათის პორტი ხდება სამაგისტრო საათი.

მარტივი იერარქია ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ დიაგრამაზე. ბილიკები 1, 2, 3, 4, 5 შეიძლება შეიცავდეს გამჭვირვალე საათს, მაგრამ ისინი არ მონაწილეობენ Master Clock - Slave Clock იერარქიის ჩამოყალიბებაში.

ფაზა 2 - რეგულარული და ზღვრული საათების სინქრონიზაცია

„Master Clock – Slave Clock“ იერარქიის დადგენისთანავე იწყება რეგულარული და სასაზღვრო საათების სინქრონიზაციის ფაზა.

სინქრონიზაციისთვის, ძირითადი საათი აგზავნის შეტყობინებას, რომელიც შეიცავს დროის ნიშანს სლავ საათებზე.

სამაგისტრო საათი შეიძლება იყოს:

• ერთი ეტაპი;
• ორეტაპიანი.

ერთსაფეხურიანი საათები აგზავნიან ერთ სინქრონიზაციის შეტყობინებას სინქრონიზაციისთვის.

ორეტაპიანი საათი სინქრონიზაციისთვის იყენებს ორ შეტყობინებას - Sync და Follow_Up.

სინქრონიზაციის ფაზისთვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას ორი მექანიზმი:

• დაგვიანებით მოთხოვნა-პასუხის მექანიზმი.
• თანატოლების დაყოვნების გაზომვის მექანიზმი.

პირველ რიგში, მოდით შევხედოთ ამ მექანიზმებს უმარტივეს შემთხვევაში - როცა გამჭვირვალე საათები არ გამოიყენება.

დაგვიანებით მოთხოვნა-პასუხის მექანიზმი

მექანიზმი მოიცავს ორ ნაბიჯს:

1. შეტყობინების გადაცემის შეფერხების გაზომვა მთავარ საათსა და სლავ საათს შორის. შესრულებულია დაგვიანებით მოთხოვნა-პასუხის მექანიზმის გამოყენებით.
2. შესრულებულია ზუსტი დროის ცვლა.

შეყოვნების გაზომვა


t1 – სამაგისტრო საათის მიერ სინქრონიზაციის შეტყობინების გაგზავნის დრო; t2 – Slave საათის მიერ Sync შეტყობინების მიღების დრო; t3 – დაყოვნების მოთხოვნის გაგზავნის დრო (Delay_Req) ​​slave საათის მიერ; t4 – Delay_Req მიღების დრო ძირითადი საათის მიერ.

როდესაც slave clock-მა იცის ჯერ t1, t2, t3 და t4, მას შეუძლია გამოთვალოს საშუალო დაყოვნება სინქრონიზაციის შეტყობინების (tmpd) ​​გადაცემისას. იგი გამოითვლება შემდეგნაირად:

Sync და Follow_Up შეტყობინების გადაცემისას გამოითვლება დროის დაყოვნება მასტერიდან სლავამდე - t-ms.

Delay_Req და Delay_Resp შეტყობინებების გადაცემისას გამოითვლება დროის დაყოვნება სლავიდან მასტერამდე - t-sm.

თუ რაიმე ასიმეტრია მოხდა ამ ორ მნიშვნელობას შორის, მაშინ ჩნდება შეცდომა ზუსტი დროის გადახრის გამოსწორებისას. შეცდომა გამოწვეულია იმით, რომ გამოთვლილი დაყოვნება არის t-ms და t-sm დაგვიანების საშუალო. თუ შეფერხებები ერთმანეთის ტოლი არ არის, მაშინ ზუსტად არ დავარეგულირებთ დროს.

დროის ცვლის კორექტირება

მას შემდეგ, რაც ცნობილია დაყოვნება მთავარ საათსა და სლავურ საათს შორის, slave საათი ასრულებს დროის კორექტირებას.

Slave საათები იყენებენ Sync შეტყობინებას და არასავალდებულო Follow_Up შეტყობინებას, რათა გამოთვალონ ზუსტი დროის ოფსეტური პაკეტის გადაცემისას მასტერიდან სლავ საათებზე. ცვლა გამოითვლება შემდეგი ფორმულით:

თანატოლების დაყოვნების გაზომვის მექანიზმი

ეს მექანიზმი ასევე იყენებს ორ საფეხურს სინქრონიზაციისთვის:

1. მოწყობილობები ზომავენ დროის დაყოვნებას ყველა მეზობელთან ყველა პორტის საშუალებით. ამისათვის ისინი იყენებენ თანატოლების დაყოვნების მექანიზმს.
2. ზუსტი დროის ცვლის კორექტირება.

შეყოვნების გაზომვა მოწყობილობებს შორის, რომლებიც მხარს უჭერენ Peer-to-Peer რეჟიმში

შეყოვნება პორტებს შორის, რომლებიც მხარს უჭერენ peer-to-peer მექანიზმს, იზომება შემდეგი შეტყობინებების გამოყენებით:

როდესაც პორტმა 1 იცის t1, t2, t3 და t4 ჯერები, მას შეუძლია გამოთვალოს საშუალო დაყოვნება (tmld). იგი გამოითვლება შემდეგი ფორმულის გამოყენებით:

შემდეგ პორტი იყენებს ამ მნიშვნელობას, როდესაც გამოთვლის კორექტირების ველს თითოეული Sync შეტყობინების ან სურვილისამებრ Follow_Up შეტყობინებისთვის, რომელიც გადის მოწყობილობაში.

ჯამური დაყოვნება ტოლი იქნება ამ მოწყობილობის მეშვეობით გადაცემის დროს შეფერხების ჯამის, მონაცემთა არხის მეშვეობით გადაცემისას საშუალო დაყოვნებისა და ამ შეტყობინებაში უკვე ჩართული შეფერხების ჯამისა, რომელიც ჩართულია ზემოთ მოყვანილ მოწყობილობებზე.

შეტყობინებები Pdelay_Req, Pdelay_Resp და არასავალდებულო Pdelay_Resp_Follow_Up გაძლევთ საშუალებას მიიღოთ დაყოვნება ბატონიდან სლავამდე და სლავიდან მასტერზე (წრიული).

ნებისმიერი ასიმეტრია ამ ორ მნიშვნელობას შორის გამოიწვევს დროის ოფსეტური კორექტირების შეცდომას.

ზუსტი დროის ცვლის რეგულირება

Slave საათები იყენებენ Sync შეტყობინებას და არასავალდებულო Follow_Up შეტყობინებას, რათა გამოთვალონ ზუსტი დროის ოფსეტური პაკეტის გადაცემისას მასტერიდან მონ საათებზე. ცვლა გამოითვლება შემდეგი ფორმულით:

Peer-to-peer მექანიზმის რეგულირების უპირატესობები - თითოეული Sync ან Follow_Up შეტყობინების დროის დაყოვნება გამოითვლება ქსელში გადაცემისას. შესაბამისად, გადაცემის გზის შეცვლა არანაირად არ იმოქმედებს კორექტირების სიზუსტეზე.

ამ მექანიზმის გამოყენებისას დროის სინქრონიზაცია არ საჭიროებს დროის დაყოვნების გამოთვლას სინქრონიზაციის პაკეტის მიერ გავლილი ბილიკის გასწვრივ, როგორც ეს ხდება ძირითად გაცვლაში. იმათ. Delay_Req და Delay_Resp შეტყობინებები არ იგზავნება. ამ მეთოდით, დაყოვნება მთავარ და slave საათებს შორის უბრალოდ ჯამდება თითოეული Sync ან Follow_Up შეტყობინების კორექტირების ველში.

კიდევ ერთი უპირატესობა ის არის, რომ სამაგისტრო საათი თავისუფლდება Delay_Req შეტყობინებების დამუშავების საჭიროებისგან.

გამჭვირვალე საათების მუშაობის რეჟიმები

შესაბამისად, ეს იყო მარტივი მაგალითები. ახლა დავუშვათ, რომ კონცენტრატორები გამოჩნდება სინქრონიზაციის გზაზე.

თუ იყენებთ გადამრთველებს PTPv2 მხარდაჭერის გარეშე, სინქრონიზაციის პაკეტი გადამრთველზე დაახლოებით 10 μs-ით შეფერხდება.

გადამრთველებს, რომლებიც მხარს უჭერენ PTPv2-ს, IEEE 1588v2 ტერმინოლოგიაში ეწოდება გამჭვირვალე საათები. გამჭვირვალე საათები არ არის სინქრონიზებული სამაგისტრო საათისგან და არ მონაწილეობენ „მასტერ საათი - მონა საათის“ იერარქიაში, მაგრამ სინქრონიზაციის შეტყობინებების გადაცემისას მათ ახსოვთ, რამდენ ხანს გადაიდო შეტყობინება მათ მიერ. ეს საშუალებას გაძლევთ დაარეგულიროთ დროის დაყოვნება.

გამჭვირვალე საათებს შეუძლიათ მუშაობა ორ რეჟიმში:

• ბოლო-ბოლო.
• თანატოლები.

ბოლოდან ბოლომდე (E2E)

E2E გამჭვირვალე საათი ავრცელებს სინქრონიზაციის შეტყობინებებს და თანმხლებ Follow_Up შეტყობინებებს ყველა პორტზე. ისეთებიც კი, რომლებიც დაბლოკილია ზოგიერთი პროტოკოლით (მაგალითად, RSTP).

გადამრთველს ახსოვს დროის ანაბეჭდი, როდესაც Sync პაკეტი (Follow_Up) მიიღეს პორტზე და როდის გაიგზავნა პორტიდან. ამ ორი დროის ნიშანზე დაყრდნობით, გამოითვლება გადამრთველისთვის შეტყობინების დამუშავებისთვის საჭირო დრო. სტანდარტში ამ დროს რეზიდენციის დრო ეწოდება.

დამუშავების დრო ემატება Sync (ერთსაფეხურიანი საათი) ან Follow_Up (ორეტაპიანი საათი) შეტყობინების კორექტირების ველს.

E2E გამჭვირვალე საათი ზომავს გადამრთველში გამავალი Sync და Delay_Req შეტყობინებების დამუშავების დროს. მაგრამ მნიშვნელოვანია გვესმოდეს, რომ დროის დაყოვნება მთავარ საათსა და slave საათს შორის გამოითვლება დაგვიანების მოთხოვნა-პასუხის მექანიზმის გამოყენებით. თუ სამაგისტრო საათი შეიცვლება ან შეიცვლება გზა სამაგისტრო საათიდან სლავის საათამდე, დაგვიანება კვლავ იზომება. ეს ზრდის გადასვლის დროს ქსელის ცვლილებების შემთხვევაში.

P2P გამჭვირვალე საათი, გარდა იმისა, რომ გაზომავს გადამრთველს შეტყობინების დამუშავებისთვის საჭირო დროს, ზომავს შეფერხებას უახლოეს მეზობელთან მონაცემთა ბმულზე მეზობლის შეყოვნების მექანიზმის გამოყენებით.

შეყოვნება იზომება ყველა ბმულზე ორივე მიმართულებით, ბმულების ჩათვლით, რომლებიც დაბლოკილია გარკვეული პროტოკოლით (როგორიცაა RSTP). ეს საშუალებას გაძლევთ დაუყოვნებლივ გამოთვალოთ ახალი შეფერხება სინქრონიზაციის გზაზე, თუ დიდოსტატის საათი ან ქსელის ტოპოლოგია შეიცვლება.

შეტყობინებების დამუშავების დრო გადამრთველებით და შეყოვნება გროვდება Sync ან Follow_Up შეტყობინებების გაგზავნისას.

PTPv2 მხარდაჭერის ტიპები კონცენტრატორებით

გადამრთველებს შეუძლიათ PTPv2-ის მხარდაჭერა:

• პროგრამულად;
• აპარატურა.

PTPv2 პროტოკოლის პროგრამულ უზრუნველყოფაში დანერგვისას, გადამრთველი ითხოვს დროის ნიშანს firmware-დან. პრობლემა ის არის, რომ firmware მუშაობს ციკლურად და თქვენ მოგიწევთ ლოდინი, სანამ ის დაასრულებს მიმდინარე ციკლს, მიიღებს მოთხოვნას დამუშავებაზე და გამოსცემს დროის ნიშანს შემდეგი ციკლის შემდეგ. ამას ასევე დრო დასჭირდება და ჩვენ მივიღებთ დაგვიანებას, თუმცა არც ისე მნიშვნელოვანი, როგორც PTPv2-ის პროგრამული უზრუნველყოფის მხარდაჭერის გარეშე.

PTPv2-ის მხოლოდ ტექნიკის მხარდაჭერა საშუალებას გაძლევთ შეინარჩუნოთ საჭირო სიზუსტე. ამ შემთხვევაში დროის შტამპი გაიცემა სპეციალური ASIC-ის მიერ, რომელიც დამონტაჟებულია პორტზე.

შეტყობინების ფორმატი

ყველა PTP შეტყობინება შედგება შემდეგი ველებისგან:

• სათაური - 34 ბაიტი.
• Body - ზომა დამოკიდებულია შეტყობინების ტიპზე.
• სუფიქსი არჩევითია.

Header

Header ველი იგივეა ყველა PTP შეტყობინებისთვის. მისი ზომაა 34 ბაიტი.

სათაურის ველის ფორმატი:

შეტყობინების ტიპი – შეიცავს გადაცემული შეტყობინების ტიპს, მაგალითად Sync, Delay_Req, PDelay_Req და ა.შ.

შეტყობინების სიგრძე – შეიცავს PTP შეტყობინების სრულ ზომას, სათაურის, ტანისა და სუფიქსის ჩათვლით (მაგრამ padding ბაიტების გამოკლებით).

დომენის ნომერი – განსაზღვრავს, რომელ PTP დომენს ეკუთვნის შეტყობინება.

დომენის - ეს არის რამდენიმე განსხვავებული საათი, რომელიც შეგროვებულია ერთ ლოგიკურ ჯგუფში და სინქრონიზებულია ერთი ძირითადი საათისგან, მაგრამ არ არის აუცილებელი სინქრონიზებული სხვა დომენის კუთვნილ საათებთან.

დროშები – ეს ველი შეიცავს სხვადასხვა დროშებს შეტყობინების სტატუსის დასადგენად.

კორექტირების ველი - შეიცავს დაყოვნების დროს ნანოწამებში. დაყოვნების დრო მოიცავს შეფერხებას გამჭვირვალე საათის მეშვეობით გადაცემისას, ასევე შეფერხებას არხით გადაცემისას Peer-to-Peer რეჟიმის გამოყენებისას.

sourcePortIdentity – ეს ველი შეიცავს ინფორმაციას იმის შესახებ, თუ რომელი პორტიდან იყო ეს შეტყობინება თავდაპირველად გაგზავნილი.

sequenceID - შეიცავს საიდენტიფიკაციო ნომერს ინდივიდუალური შეტყობინებებისთვის.

კონტროლის ველი – არტეფაქტის ველი =) ის რჩება სტანდარტის პირველი ვერსიიდან და შეიცავს ინფორმაციას ამ შეტყობინების ტიპის შესახებ. არსებითად იგივეა, რაც messageType, მაგრამ ნაკლები ვარიანტებით.

logMessageInterval - ეს ველი განისაზღვრება შეტყობინების ტიპის მიხედვით.

Body

როგორც ზემოთ განვიხილეთ, არსებობს რამდენიმე ტიპის შეტყობინებები. ეს ტიპები აღწერილია ქვემოთ:

განცხადების შეტყობინება
შეტყობინება ანონსი გამოიყენება იმავე დომენის სხვა საათებისთვის მისი პარამეტრების „საცნობად“. ეს შეტყობინება საშუალებას გაძლევთ დააყენოთ ძირითადი საათი - Slave Clock იერარქია.


შეტყობინების სინქრონიზაცია
Sync შეტყობინება იგზავნება ძირითადი საათის მიერ და შეიცავს ძირითადი საათის დროს სინქრონიზაციის შეტყობინების გენერირების დროს. თუ ძირითადი საათი ორეტაპიანია, მაშინ სინქრონიზაციის შეტყობინებაში დროის ანაბეჭდი დაყენდება 0-ზე და მიმდინარე დროის ანაბეჭდი გაიგზავნება ასოცირებულ Follow_Up შეტყობინებაში. Sync შეტყობინება გამოიყენება შეყოვნების გაზომვის ორივე მექანიზმისთვის.

შეტყობინება გადაიცემა Multicast გამოყენებით. სურვილისამებრ შეგიძლიათ გამოიყენოთ Unicast.

Delay_Req შეტყობინება

Delay_Req შეტყობინების ფორმატი Sync შეტყობინების იდენტურია. Slave საათი აგზავნის Delay_Req. ის შეიცავს დროს Delay_Req გაგზავნილი slave საათი. ეს შეტყობინება გამოიყენება მხოლოდ დაგვიანებით მოთხოვნა-პასუხის მექანიზმისთვის.

შეტყობინება გადაიცემა Multicast გამოყენებით. სურვილისამებრ შეგიძლიათ გამოიყენოთ Unicast.

Follow_Up შეტყობინება

Follow_Up შეტყობინება სურვილისამებრ იგზავნება ძირითადი საათის მიერ და შეიცავს გაგზავნის დროს შეტყობინებების სინქრონიზაცია ოსტატი. მხოლოდ ორეტაპიანი სამაგისტრო საათები აგზავნიან შეტყობინებას Follow_Up.

Follow_Up შეტყობინება გამოიყენება შეყოვნების გაზომვის ორივე მექანიზმისთვის.

შეტყობინება გადაიცემა Multicast გამოყენებით. სურვილისამებრ შეგიძლიათ გამოიყენოთ Unicast.

Delay_Resp შეტყობინება

Delay_Resp შეტყობინება იგზავნება ძირითადი საათის მიერ. ის შეიცავს დროს, როდესაც Delay_Req იქნა მიღებული ძირითადი საათის მიერ. ეს შეტყობინება გამოიყენება მხოლოდ დაგვიანებით მოთხოვნა-პასუხის მექანიზმისთვის.

შეტყობინება გადაიცემა Multicast გამოყენებით. სურვილისამებრ შეგიძლიათ გამოიყენოთ Unicast.

შეტყობინება Pdelay_Req

Pdelay_Req შეტყობინება იგზავნება მოწყობილობის მიერ, რომელიც მოითხოვს დაგვიანებას. ის შეიცავს ამ მოწყობილობის პორტიდან შეტყობინების გაგზავნის დროს. Pdelay_Req გამოიყენება მხოლოდ მეზობლის დაყოვნების გაზომვის მექანიზმისთვის.

Pdelay_Resp შეტყობინება

Pdelay_Resp შეტყობინება იგზავნება მოწყობილობის მიერ, რომელმაც მიიღო დაგვიანების მოთხოვნა. ის შეიცავს ამ მოწყობილობის მიერ Pdelay_Req შეტყობინების მიღების დროს. Pdelay_Resp შეტყობინება გამოიყენება მხოლოდ მეზობლის დაყოვნების გაზომვის მექანიზმისთვის.

გაგზავნეთ შეტყობინება Pdelay_Resp_Follow_Up

Pdelay_Resp_Follow_Up შეტყობინება სურვილისამებრ იგზავნება მოწყობილობის მიერ, რომელმაც მიიღო დაგვიანების მოთხოვნა. ის შეიცავს ამ მოწყობილობის მიერ Pdelay_Req შეტყობინების მიღების დროს. Pdelay_Resp_Follow_Up შეტყობინება იგზავნება მხოლოდ ორეტაპიანი სამაგისტრო საათებით.

ეს შეტყობინება ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას შესრულების დროზე დროის ანაბეჭდის ნაცვლად. შესრულების დრო არის დრო Pdelay-Req მიღების მომენტიდან Pdelay_Resp გაგზავნამდე.

Pdelay_Resp_Follow_Up გამოიყენება მხოლოდ მეზობლის დაყოვნების გაზომვის მექანიზმისთვის.

მენეჯმენტის შეტყობინებები

PTP კონტროლის შეტყობინებები საჭიროა ინფორმაციის გადასატანად ერთ ან მეტ საათსა და საკონტროლო კვანძს შორის.

ტრანსფერი LV-ში

PTP შეტყობინების გადაცემა შესაძლებელია ორ დონეზე:

• ქსელი – როგორც IP მონაცემების ნაწილი.
• არხი – როგორც Ethernet ჩარჩოს ნაწილი.

PTP შეტყობინების გადაცემა UDP-ზე IP-ზე Ethernet-ის საშუალებით

PTP UDP-ზე Ethernet-ზე

პროფილები

PTP-ს აქვს საკმაოდ ბევრი მოქნილი პარამეტრი, რომელიც უნდა იყოს კონფიგურირებული. Მაგალითად:

• BMCA პარამეტრები.
• შეყოვნების გაზომვის მექანიზმი.
• ყველა კონფიგურირებადი პარამეტრის ინტერვალები და საწყისი მნიშვნელობები და ა.შ.

და იმისდა მიუხედავად, რომ ადრე ვთქვით, რომ PTPv2 მოწყობილობები თავსებადია ერთმანეთთან, ეს ასე არ არის. მოწყობილობებს უნდა ჰქონდეთ იგივე პარამეტრები კომუნიკაციისთვის.

ამიტომ არის ეგრეთ წოდებული PTPv2 პროფილები. პროფილები არის კონფიგურირებული პარამეტრების ჯგუფები და განსაზღვრული პროტოკოლის შეზღუდვები, რათა დროის სინქრონიზაცია განხორციელდეს კონკრეტული აპლიკაციისთვის.

თავად IEEE 1588v2 სტანდარტი აღწერს მხოლოდ ერთ პროფილს - "ნაგულისხმევი პროფილი". ყველა სხვა პროფილი შექმნილი და აღწერილია სხვადასხვა ორგანიზაციებისა და ასოციაციების მიერ.

მაგალითად, Power Profile, ან PTPv2 Power Profile, შეიქმნა Power Systems Relaying Committee და IEEE Power and Energy Society-ის ქვესადგურების კომიტეტის მიერ. თავად პროფილს ჰქვია IEEE C37.238-2011.

პროფილში აღწერილია, რომ PTP შეიძლება გადაიცეს:

• მხოლოდ L2 ქსელების მეშვეობით (ანუ Ethernet, HSR, PRP, არა-IP).
• შეტყობინებები გადაიცემა მხოლოდ Multicast გადაცემით.
• შეფერხების გაზომვის მექანიზმი გამოიყენება როგორც დაგვიანების გაზომვის მექანიზმი.

ნაგულისხმევი დომენი არის 0, რეკომენდებული დომენი არის 93.

C37.238-2011-ის დიზაინის ფილოსოფია იყო არჩევითი ფუნქციების რაოდენობის შემცირება და მხოლოდ საჭირო ფუნქციების შენარჩუნება მოწყობილობებს შორის საიმედო ურთიერთქმედებისთვის და სისტემის სტაბილურობის გაზრდისთვის.

ასევე, განისაზღვრება შეტყობინების გადაცემის სიხშირე:

ფაქტობრივად, მხოლოდ ერთი პარამეტრია ხელმისაწვდომი შერჩევისთვის - სამაგისტრო საათის ტიპი (ერთსაფეხურიანი ან ორსაფეხურიანი).

სიზუსტე უნდა იყოს არაუმეტეს 1 μs. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ერთი სინქრონიზაციის გზა შეიძლება შეიცავდეს მაქსიმუმ 15 გამჭვირვალე საათს ან სამ სასაზღვრო საათს.

წყარო: www.habr.com