Ievads
āDigitÄlÄs apakÅ”stacijasā bÅ«vniecÄ«bas koncepcija elektroenerÄ£ijas nozarÄ prasa sinhronizÄciju ar precizitÄti 1 Ī¼s. ArÄ« finanÅ”u darÄ«jumiem nepiecieÅ”ama mikrosekundes precizitÄte. Å ajÄs lietojumprogrammÄs NTP laika precizitÄte vairs nav pietiekama.
PTPv2 sinhronizÄcijas protokols, ko apraksta IEEE 1588v2 standarts, ļauj sinhronizÄt vairÄkus desmitus nanosekunžu precizitÄti. PTPv2 ļauj nosÅ«tÄ«t sinhronizÄcijas paketes L2 un L3 tÄ«klos.
GalvenÄs jomas, kurÄs tiek izmantots PTPv2, ir:
- enerģija;
- kontroles un mÄrÄ«Å”anas iekÄrtas;
- militÄri rÅ«pnieciskais komplekss;
- telekomunikÄcijas;
- finanÅ”u sektorÄ.
Å ajÄ rakstÄ ir paskaidrots, kÄ darbojas PTPv2 sinhronizÄcijas protokols.
Mums ir lielÄka pieredze rÅ«pniecÄ«bÄ un bieži redzam Å”o protokolu enerÄ£Ätikas lietojumos. TÄpÄc pÄrskatÄ«Å”anu veiksim piesardzÄ«gi .
KÄpÄc tas ir vajadzÄ«gs?
Å obrÄ«d PJSC Rosseti STO 34.01-21-004-2019 un PJSC FGC UES STO 56947007-29.240.10.302-2020 satur prasÄ«bas procesa kopnes organizÄÅ”anai ar laika sinhronizÄciju caur PTPv2.
Tas ir saistÄ«ts ar faktu, ka procesa kopnei ir pievienoti releja aizsardzÄ«bas spailes un mÄrierÄ«ces, kas caur procesa kopni pÄrraida momentÄnÄs strÄvas un sprieguma vÄrtÄ«bas, izmantojot tÄ sauktÄs SV plÅ«smas (multicast straumes).
Releja aizsardzÄ«bas terminÄļi izmanto Ŕīs vÄrtÄ«bas, lai ieviestu nodalÄ«juma aizsardzÄ«bu. Ja laika mÄrÄ«jumu precizitÄte ir maza, daži aizsardzÄ«bas lÄ«dzekļi var darboties nepareizi.
PiemÄram, absolÅ«tÄs selektivitÄtes aizsardzÄ«bas lÄ«dzekļi var kļūt par āvÄjasā laika sinhronizÄcijas upuriem. Bieži vien Å”Ädu aizsardzÄ«bas loÄ£ika balstÄs uz divu lielumu salÄ«dzinÄÅ”anu. Ja vÄrtÄ«bas atŔķiras par pietiekami lielu vÄrtÄ«bu, tiek aktivizÄta aizsardzÄ«ba. Ja Ŕīs vÄrtÄ«bas mÄra ar laika precizitÄti 1 ms, tad jÅ«s varat iegÅ«t lielu atŔķirÄ«bu, kur vÄrtÄ«bas faktiski ir normÄlas, ja mÄra ar precizitÄti 1 Ī¼s.
PTP versijas
SÄkotnÄji PTP protokols tika aprakstÄ«ts 2002. gadÄ standartÄ IEEE 1588-2002, un to sauca par āStandard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systemsā. 2008. gadÄ tika izlaists atjauninÄtais IEEE 1588-2008 standarts, kas apraksta PTP 2. versiju. Å Ä« protokola versija uzlaboja precizitÄti un stabilitÄti, taÄu nesaglabÄja atpakaļejoÅ”u saderÄ«bu ar pirmo protokola versiju. TÄpat 2019. gadÄ tika izlaista IEEE 1588-2019 standarta versija, kas apraksta PTP v2.1. Å Ä« versija papildina nelielus PTPv2 uzlabojumus un ir saderÄ«ga ar PTPv2.
Citiem vÄrdiem sakot, mums ir Å”Äds attÄls ar versijÄm:
PTPv1
(IEEE 1588-2002)
PTPv2
(IEEE 1588-2008)
PTPv2.1
(IEEE 1588-2019)
PTPv1 (IEEE 1588-2002)
SÄkot no
Nesaderīgs
Nesaderīgs
PTPv2 (IEEE 1588-2008)
Nesaderīgs
SÄkot no
Saderīgs
PTPv2.1 (IEEE 1588-2019)
Nesaderīgs
Saderīgs
SÄkot no
Bet, kÄ vienmÄr, ir nianses.
NesaderÄ«ba starp PTPv1 un PTPv2 nozÄ«mÄ, ka PTPv1 iespÄjota ierÄ«ce nevarÄs sinhronizÄties ar precÄ«zu pulksteni, kas darbojas PTPv2. ViÅi izmanto dažÄdus ziÅojumu formÄtus, lai sinhronizÄtu.
Bet joprojÄm ir iespÄjams vienÄ tÄ«klÄ apvienot ierÄ«ces ar PTPv1 un ierÄ«ces ar PTPv2. Lai to panÄktu, daži ražotÄji ļauj izvÄlÄties protokola versiju malas pulksteÅa portos. Tas nozÄ«mÄ, ka robežpulkstenis var sinhronizÄt, izmantojot PTPv2, un joprojÄm sinhronizÄt citus pulksteÅus, kas tam pievienoti, izmantojot gan PTPv1, gan PTPv2.
PTP ierÄ«ces. Kas tie ir un kÄ tie atŔķiras?
IEEE 1588v2 standarts apraksta vairÄku veidu ierÄ«ces. Visi no tiem ir parÄdÄ«ti tabulÄ.
IerÄ«ces sazinÄs viena ar otru, izmantojot LAN, izmantojot PTP.
PTP ierÄ«ces sauc par pulksteÅiem. Visi pulksteÅi Åem precÄ«zu laiku no vecmeistara pulksteÅa.
Ir 5 pulksteÅu veidi:
Lielmeistara pulkstenis
Galvenais precÄ«zÄ laika avots. Bieži aprÄ«kots ar saskarni GPS pievienoÅ”anai.
Parasts Pulkstenis
Viena porta ierīce, kas var būt galvenais (galvenais pulkstenis) vai palīgpulkstenis (pakalpojuma pulkstenis)
Galvenais pulkstenis (galvenais)
Tie ir precÄ«za laika avots, pÄc kura tiek sinhronizÄti citi pulksteÅi
Vergu pulkstenis
Beigu ierÄ«ce, kas ir sinhronizÄta no galvenÄ pulksteÅa
Robežu pulkstenis
IerÄ«ce ar vairÄkiem portiem, kas var bÅ«t galvenais vai palÄ«gs.
Tas nozÄ«mÄ, ka Å”ie pulksteÅi var sinhronizÄt no augstÄkÄ lÄ«meÅa galvenÄ pulksteÅa un sinhronizÄt zemÄkus pakÄrtotos pulksteÅus.
Pilnīgs caurspīdīgs pulkstenis
IerÄ«ce ar vairÄkiem portiem, kas nav ne galvenais pulkstenis, ne palÄ«gpulkstenis. Tas pÄrsÅ«ta PTP datus starp diviem pulksteÅiem.
PÄrsÅ«tot datus, caurspÄ«dÄ«gais pulkstenis labo visus PTP ziÅojumus.
Korekcija tiek veikta, pievienojot Ŕīs ierÄ«ces aizkaves laiku labojuma laukam nosÅ«tÄ«tÄ ziÅojuma galvenÄ.
VienÄdranga caurspÄ«dÄ«gs pulkstenis
IerÄ«ce ar vairÄkiem portiem, kas nav ne galvenais pulkstenis, ne palÄ«gpulkstenis.
Tas pÄrsÅ«ta PTP datus starp diviem pulksteÅiem.
PÄrsÅ«tot datus, caurspÄ«dÄ«gais pulkstenis labo visus PTP ziÅojumus Sync un Follow_Up (vairÄk par tiem zemÄk).
Korekcija tiek panÄkta, pievienojot pÄrsÅ«tÄ«tÄs paketes korekcijas laukam raidÄ«Å”anas ierÄ«ces aizkavi un datu pÄrraides kanÄla aizkavi.
PÄrvaldÄ«bas mezgls
IerÄ«ce, kas konfigurÄ un diagnosticÄ citus pulksteÅus
Galvenais un pakÄrtotais pulksteÅi tiek sinhronizÄti, izmantojot laika zÄ«mogus PTP ziÅojumos. PTP protokolÄ ir divu veidu ziÅojumi:
- Notikumu ziÅojumi ir sinhronizÄti ziÅojumi, kas ietver laika zÄ«moga Ä£enerÄÅ”anu ziÅojuma nosÅ«tÄ«Å”anas un saÅemÅ”anas laikÄ.
- VispÄrÄ«gi ziÅojumi ā Å”iem ziÅojumiem nav nepiecieÅ”ami laikspiedoli, taÄu tie var saturÄt saistÄ«to ziÅojumu laikspiedolus
Notikuma ziÅojumi
VispÄrÄ«gi ziÅojumi
SinhronizÄt
Delay_Req
Pdelay_Req
Pdelay_Resp
PaziÅot
Follow_Up
Delay_Resp
Pdelay_Resp_Follow_Up
vadība
SignalizÄcijas
Visi ziÅojumu veidi tiks apspriesti sÄ«kÄk tÄlÄk.
GalvenÄs sinhronizÄcijas problÄmas
Kad sinhronizÄcijas pakete tiek pÄrsÅ«tÄ«ta vietÄjÄ tÄ«klÄ, tÄ tiek aizkavÄta pie slÄdža un datu savienojuma. JebkurÅ” slÄdzis radÄ«s aptuveni 10 mikrosekunžu aizkavi, kas ir nepieÅemami PTPv2. Galu galÄ mums ir jÄsasniedz 1 Ī¼s precizitÄte gala ierÄ«cÄ. (Tas ir, ja mÄs runÄjam par enerÄ£iju. CitÄm lietojumprogrammÄm var bÅ«t nepiecieÅ”ama lielÄka precizitÄte.)
IEEE 1588v2 apraksta vairÄkus darbÄ«bas algoritmus, kas ļauj ierakstÄ«t laika aizkavi un to labot.
Darba algoritms
NormÄlas darbÄ«bas laikÄ protokols darbojas divÄs fÄzÄs.
- 1. fÄze - hierarhijas āMaster Clock ā Slave Clockā izveidoÅ”ana.
- 2. fÄze - pulksteÅa sinhronizÄcija, izmantojot end-to-End vai Peer-to-Peer mehÄnismu.
1. fÄze ā galvenÄs un vergu hierarhijas izveide
Katram parastÄ vai malas pulksteÅa portam ir noteikts stÄvokļu skaits (slavenais pulkstenis un galvenais pulkstenis). Standarts apraksta pÄrejas algoritmu starp Å”iem stÄvokļiem. ProgrammÄÅ”anÄ Å”Ädu algoritmu sauc par galÄ«go stÄvokļu maŔīnu vai stÄvokļa maŔīnu (sÄ«kÄk Wiki).
Å Ä« stÄvokļa iekÄrta izmanto labÄko galveno pulksteÅa algoritmu (BMCA), lai iestatÄ«tu galveno, kad tiek savienoti divi pulksteÅi.
Å is algoritms ļauj pulkstenim pÄrÅemt vecmeistara pulksteÅa pienÄkumus, kad augÅ”Äjais grandmaster pulkstenis zaudÄ GPS signÄlu, pÄriet bezsaistÄ utt.
StÄvokļa pÄrejas saskaÅÄ ar BMCA ir apkopotas Å”ÄdÄ diagrammÄ:
InformÄcija par pulksteni āvadaā otrÄ galÄ tiek nosÅ«tÄ«ta Ä«paÅ”Ä ziÅojumÄ (Announce message). Kad Ŕī informÄcija ir saÅemta, darbojas stÄvokļa maŔīnas algoritms un tiek veikts salÄ«dzinÄjums, lai noskaidrotu, kurÅ” pulkstenis ir labÄks. LabÄkÄ pulksteÅa ports kļūst par galveno pulksteni.
VienkÄrÅ”a hierarhija ir parÄdÄ«ta zemÄk esoÅ”ajÄ diagrammÄ. Ceļos 1, 2, 3, 4, 5 var bÅ«t caurspÄ«dÄ«gs pulkstenis, taÄu tie nepiedalÄs galvenÄ pulksteÅa ā vergu pulksteÅa hierarhijas izveidÄ.
2. fÄze - sinhronizÄjiet parastos un malas pulksteÅus
Uzreiz pÄc hierarhijas āMaster Clock ā Slave Clockā izveidoÅ”anas sÄkas parasto un robežpulksteÅu sinhronizÄcijas fÄze.
Lai sinhronizÄtu, galvenais pulkstenis nosÅ«ta ziÅojumu ar laika zÄ«mogu pakÄrtotajiem pulksteÅiem.
Galvenais pulkstenis var būt:
- viens posms;
- divpakÄpju.
VienpakÄpes pulksteÅi sinhronizÄÅ”anai nosÅ«ta vienu sinhronizÄcijas ziÅojumu.
DivpakÄpju pulkstenis sinhronizÄcijai izmanto divus ziÅojumus ā Sync un Follow_Up.
SinhronizÄcijas fÄzÄ var izmantot divus mehÄnismus:
- Aizkaves pieprasÄ«juma-atbildes mehÄnisms.
- VienÄdranga aizkaves mÄrÄ«Å”anas mehÄnisms.
Vispirms aplÅ«kosim Å”os mehÄnismus visvienkÄrÅ”ÄkajÄ gadÄ«jumÄ ā kad netiek izmantoti caurspÄ«dÄ«gi pulksteÅi.
Aizkaves pieprasÄ«juma-atbildes mehÄnisms
MehÄnisms ietver divus posmus:
- ZiÅojuma pÄrsÅ«tÄ«Å”anas aizkaves mÄrÄ«Å”ana starp galveno pulksteni un pakÄrtoto pulksteni. Veikts, izmantojot aizkaves pieprasÄ«juma-atbildes mehÄnismu.
- Tiek veikta precīzas laika nobīdes korekcija.
Latenta mÄrÄ«Å”ana
t1 ā SinhronizÄcijas ziÅojuma nosÅ«tÄ«Å”anas laiks ar galveno pulksteni; t2 ā SinhronizÄcijas ziÅojuma saÅemÅ”anas laiks ar pakÄrtoto pulksteni; t3 ā pakÄrtotÄ pulksteÅa aizkaves pieprasÄ«juma (Delay_Req) āānosÅ«tÄ«Å”anas laiks; t4 ā Delay_Req uztverÅ”anas laiks ar galveno pulksteni.
Kad pakÄrtotais pulkstenis zina laikus t1, t2, t3 un t4, tas var aprÄÄ·inÄt vidÄjo aizkavi, pÄrraidot sinhronizÄcijas ziÅojumu (tmpd). To aprÄÄ·ina Å”Ädi:
PÄrraidot Sync un Follow_Up ziÅojumu, tiek aprÄÄ·inÄts laika aizkave no galvenÄ uz pakÄrtoto ierÄ«ci - t-ms.
PÄrraidot Delay_Req un Delay_Resp ziÅojumus, tiek aprÄÄ·inÄta laika aizkave no pakÄrtotÄ uz galveno - t-sm.
Ja starp Ŕīm divÄm vÄrtÄ«bÄm rodas zinÄma asimetrija, tad precÄ«zÄ laika novirzes laboÅ”anÄ parÄdÄs kļūda. Kļūdu izraisa fakts, ka aprÄÄ·inÄtÄ aizkave ir t-ms un t-sm aizkaves vidÄjÄ vÄrtÄ«ba. Ja kavÄjumi nav vienÄdi viens ar otru, tad laiku precÄ«zi nenoregulÄsim.
Laika nobīdes korekcija
Kad ir zinÄma aizkave starp galveno pulksteni un pakÄrtoto pulksteni, pakÄrtotais pulkstenis veic laika korekciju.
Slave pulksteÅi izmanto sinhronizÄcijas ziÅojumu un papildu ziÅojumu Follow_Up, lai aprÄÄ·inÄtu precÄ«zu laika nobÄ«di, pÄrsÅ«tot paketi no galvenÄ uz pakÄrtotajiem pulksteÅiem. NobÄ«di aprÄÄ·ina, izmantojot Å”Ädu formulu:
VienÄdranga aizkaves mÄrÄ«Å”anas mehÄnisms
Å is mehÄnisms sinhronizÄÅ”anai izmanto arÄ« divus soļus:
- IerÄ«ces mÄra laika aizkavi visiem kaimiÅiem caur visiem portiem. Lai to izdarÄ«tu, viÅi izmanto vienaudžu aizkaves mehÄnismu.
- Precīzas laika nobīdes korekcija.
Latenta mÄrÄ«Å”ana starp ierÄ«cÄm, kas atbalsta vienÄdranga režīmu
Latentu starp portiem, kas atbalsta peer-to-peer mehÄnismu, mÄra, izmantojot Å”Ädus ziÅojumus:
Kad ports 1 zina laikus t1, t2, t3 un t4, tas var aprÄÄ·inÄt vidÄjo aizkavi (tmld). To aprÄÄ·ina, izmantojot Å”Ädu formulu:
PÄc tam ports izmanto Å”o vÄrtÄ«bu, aprÄÄ·inot korekcijas lauku katram sinhronizÄcijas ziÅojumam vai izvÄles ziÅojumam Follow_Up, kas tiek nosÅ«tÄ«ts caur ierÄ«ci.
KopÄjÄ aizkave bÅ«s vienÄda ar aiztures summu pÄrraides laikÄ, izmantojot Å”o ierÄ«ci, vidÄjo aizkavi pÄrraides laikÄ pa datu kanÄlu un aizkavi, kas jau ir ietverta Å”ajÄ ziÅojumÄ, kas ir iespÄjota augÅ”upÄjÄs ierÄ«cÄs.
ZiÅojumi Pdelay_Req, Pdelay_Resp un izvÄles Pdelay_Resp_Follow_Up ļauj iegÅ«t aizkavi no galvenÄ uz palÄ«gu un no pakÄrtota uz galveno (apļveida).
Jebkura asimetrija starp Ŕīm divÄm vÄrtÄ«bÄm radÄ«s laika nobÄ«des korekcijas kļūdu.
PrecÄ«zas laika maiÅas pielÄgoÅ”ana
Slave pulksteÅi izmanto sinhronizÄcijas ziÅojumu un papildu ziÅojumu Follow_Up, lai aprÄÄ·inÄtu precÄ«zu laika nobÄ«di, pÄrsÅ«tot paketi no galvenÄ uz pakÄrtotajiem pulksteÅiem. NobÄ«di aprÄÄ·ina, izmantojot Å”Ädu formulu:
PriekÅ”rocÄ«bas peer-to-peer mehÄnisma pielÄgoÅ”ana - katra Sync vai Follow_Up ziÅojuma laika aizkave tiek aprÄÄ·inÄta, kad tÄ tiek pÄrraidÄ«ta tÄ«klÄ. LÄ«dz ar to pÄrraides ceļa maiÅa nekÄdÄ veidÄ neietekmÄs regulÄÅ”anas precizitÄti.
Izmantojot Å”o mehÄnismu, laika sinhronizÄcijai nav jÄaprÄÄ·ina laika aizkave pa ceļu, ko ŔķÄrso sinhronizÄcijas pakete, kÄ tas tiek darÄ«ts pamata apmaiÅÄ. Tie. Delay_Req un Delay_Resp ziÅojumi netiek nosÅ«tÄ«ti. Izmantojot Å”o metodi, aizkave starp galveno un pakÄrtoto pulksteÅu tiek vienkÄrÅ”i summÄta katra Sync vai Follow_Up ziÅojuma regulÄÅ”anas laukÄ.
VÄl viena priekÅ”rocÄ«ba ir tÄ, ka galvenais pulkstenis ir atbrÄ«vots no nepiecieÅ”amÄ«bas apstrÄdÄt Delay_Req ziÅojumus.
CaurspÄ«dÄ«go pulksteÅu darbÄ«bas režīmi
AttiecÄ«gi tie bija vienkÄrÅ”i piemÄri. Tagad pieÅemsim, ka sinhronizÄcijas ceÄ¼Ä parÄdÄs slÄdži.
Ja izmantojat slÄdžus bez PTPv2 atbalsta, sinhronizÄcijas pakete slÄdÅ¾Ä tiks aizkavÄta par aptuveni 10 Ī¼s.
SlÄdži, kas atbalsta PTPv2, tiek saukti par caurspÄ«dÄ«giem pulksteÅiem IEEE 1588v2 terminoloÄ£ijÄ. CaurspÄ«dÄ«gie pulksteÅi netiek sinhronizÄti no galvenÄ pulksteÅa un nepiedalÄs hierarhijÄ āMaster Clock - Slave Clockā, bet, pÄrsÅ«tot sinhronizÄcijas ziÅojumus, tie atceras, cik ilgi ziÅojuma nosÅ«tÄ«Å”ana tika aizkavÄta. Tas ļauj pielÄgot laika aizkavi.
CaurspÄ«dÄ«gi pulksteÅi var darboties divos režīmos:
- No gala līdz galam.
- Peer to peer.
No gala līdz galam (E2E)
E2E caurspÄ«dÄ«gais pulkstenis pÄrraida sinhronizÄcijas ziÅojumus un pavadoÅ”os Follow_Up ziÅojumus visos portos. Pat tie, kurus bloÄ·Ä daži protokoli (piemÄram, RSTP).
SlÄdzis atceras laikspiedolu, kad portÄ tika saÅemta sinhronizÄcijas pakete (Follow_Up) un kad tÄ tika nosÅ«tÄ«ta no porta. Pamatojoties uz Å”iem diviem laikspiedoliem, tiek aprÄÄ·inÄts laiks, kas nepiecieÅ”ams slÄdzim, lai apstrÄdÄtu ziÅojumu. StandartÄ Å”o laiku sauc par uzturÄÅ”anÄs laiku.
ApstrÄdes laiks tiek pievienots ziÅojuma Sync (viensoļu pulkstenis) vai Follow_Up (divpakÄpju pulkstenis) laukam laboÅ”anas lauks.
E2E caurspÄ«dÄ«gais pulkstenis mÄra apstrÄdes laiku Sync un Delay_Req ziÅojumiem, kas iet caur slÄdzi. Bet ir svarÄ«gi saprast, ka laika aizkave starp galveno pulksteni un pakÄrtoto pulksteni tiek aprÄÄ·inÄta, izmantojot aizkaves pieprasÄ«juma-atbildes mehÄnismu. Ja mainÄs galvenais pulkstenis vai mainÄs ceļŔ no galvenÄ pulksteÅa uz pakÄrtoto pulksteni, aizkave tiek mÄrÄ«ta vÄlreiz. Tas palielina pÄrejas laiku tÄ«kla izmaiÅu gadÄ«jumÄ.
P2P caurspÄ«dÄ«gais pulkstenis papildus tam, ka mÄra laiku, kas nepiecieÅ”ams slÄdzim, lai apstrÄdÄtu ziÅojumu, mÄra datu saites aizkavi tuvÄkajam kaimiÅam, izmantojot kaimiÅa latentuma mehÄnismu.
Latentums tiek mÄrÄ«ts katrai saitei abos virzienos, tostarp saitÄm, kuras bloÄ·Ä kÄds protokols (piemÄram, RSTP). Tas ļauj nekavÄjoties aprÄÄ·inÄt jauno aizkavi sinhronizÄcijas ceļÄ, ja mainÄs vecmeistara pulkstenis vai tÄ«kla topoloÄ£ija.
SÅ«tot Sync vai Follow_Up ziÅojumus, tiek uzkrÄts ziÅojumu apstrÄdes laiks ar slÄdžiem un latentums.
PTPv2 atbalsta veidi ar slÄdžiem
SlÄdži var atbalstÄ«t PTPv2:
- programmatiski;
- aparatūra.
IevieÅ”ot PTPv2 protokolu programmatÅ«rÄ, slÄdzis pieprasa programmaparatÅ«ras laikspiedolu. ProblÄma ir tÄda, ka programmaparatÅ«ra darbojas cikliski, un jums bÅ«s jÄgaida, lÄ«dz tÄ pabeidz paÅ”reizÄjo ciklu, pieÅem apstrÄdes pieprasÄ«jumu un izdod laikspiedolu pÄc nÄkamÄ cikla. Tas arÄ« prasÄ«s laiku, un mÄs saÅemsim aizkavÄÅ”anos, lai gan ne tik ievÄrojamu kÄ bez programmatÅ«ras atbalsta PTPv2.
Tikai aparatÅ«ras atbalsts PTPv2 ļauj uzturÄt nepiecieÅ”amo precizitÄti. Å ajÄ gadÄ«jumÄ laika zÄ«mogu izsniedz Ä«paÅ”s ASIC, kas ir uzstÄdÄ«ts portÄ.
ZiÅojuma formÄts
Visi PTP ziÅojumi sastÄv no Å”Ädiem laukiem:
- Galvene - 34 baiti.
- Pamatteksts ā izmÄrs ir atkarÄ«gs no ziÅojuma veida.
- Sufikss nav obligÄts.
Heders
Lauks Header ir vienÄds visiem PTP ziÅojumiem. TÄs izmÄrs ir 34 baiti.
Galvenes lauka formÄts:
ziÅojuma veids ā satur pÄrsÅ«tÄmÄ ziÅojuma veidu, piemÄram, Sync, Delay_Req, PDelay_Req utt.
ziÅojuma garums ā satur pilnu PTP ziÅojuma lielumu, ieskaitot galveni, pamattekstu un sufiksu (bet izÅemot polsterÄjuma baitus).
domÄna numurs ā nosaka, kuram PTP domÄnam pieder ziÅojums.
DomÄna vÄrds - tie ir vairÄki dažÄdi pulksteÅi, kas savÄkti vienÄ loÄ£iskÄ grupÄ un sinhronizÄti no viena galvenÄ pulksteÅa, bet ne obligÄti sinhronizÄti ar pulksteÅiem, kas pieder citam domÄnam.
karogi ā Å ajÄ laukÄ ir dažÄdi karodziÅi, lai identificÄtu ziÅojuma statusu.
labojumsLauks ā satur aizkaves laiku nanosekundÄs. Aizkaves laiks ietver aizkavi, pÄrraidot caur caurspÄ«dÄ«go pulksteni, kÄ arÄ« aizkavi, pÄrraidot caur kanÄlu, izmantojot vienÄdranga režīmu.
sourcePortIdentity ā Å”ajÄ laukÄ ir informÄcija par to, no kura porta Å”is ziÅojums sÄkotnÄji tika nosÅ«tÄ«ts.
secÄ«bas ID ā satur atseviŔķu ziÅojumu identifikÄcijas numuru.
kontroles lauks ā artefakta lauks =) Tas paliek no standarta pirmÄs versijas un satur informÄciju par Ŕī ziÅojuma veidu. BÅ«tÄ«bÄ tas pats, kas messageType, bet ar mazÄk opciju.
logMessageInterval ā Å”o lauku nosaka ziÅojuma veids.
Ķermenis
KÄ minÄts iepriekÅ”, ir vairÄki ziÅojumu veidi. Å ie veidi ir aprakstÄ«ti tÄlÄk:
PaziÅojuma ziÅojums
ZiÅojums PaziÅot tiek izmantots, lai āpaziÅotuā citiem pulksteÅiem tajÄ paÅ”Ä domÄnÄ par tÄ parametriem. Å is ziÅojums ļauj iestatÄ«t galvenÄ pulksteÅa ā vergu pulksteÅa hierarhiju.
SinhronizÄt ziÅojumu
SinhronizÄcijas ziÅojumu nosÅ«ta galvenais pulkstenis, un tajÄ ir norÄdÄ«ts galvenÄ pulksteÅa laiks sinhronizÄcijas ziÅojuma Ä£enerÄÅ”anas laikÄ. Ja galvenais pulkstenis ir divpakÄpju, laika zÄ«mogs sinhronizÄcijas ziÅojumÄ tiks iestatÄ«ts uz 0 un paÅ”reizÄjais laikspiedols tiks nosÅ«tÄ«ts saistÄ«tajÄ ziÅojumÄ Follow_Up. SinhronizÄcijas ziÅojums tiek izmantots abiem latentuma mÄrÄ«Å”anas mehÄnismiem.
ZiÅojums tiek pÄrsÅ«tÄ«ts, izmantojot Multicast. PÄc izvÄles varat izmantot Unicast.
Delay_Req ziÅojums
ZiÅojuma Delay_Req formÄts ir identisks sinhronizÄcijas ziÅojumam. VergojoÅ”ais pulkstenis nosÅ«ta Delay_Req. Tas satur laiku, kad Delay_Req nosÅ«tÄ«ja pakÄrtotais pulkstenis. Å is ziÅojums tiek izmantots tikai aizkaves pieprasÄ«juma-atbildes mehÄnismam.
ZiÅojums tiek pÄrsÅ«tÄ«ts, izmantojot Multicast. PÄc izvÄles varat izmantot Unicast.
Follow_Up ziÅojums
ZiÅojumu Follow_Up pÄc izvÄles nosÅ«ta galvenais pulkstenis, un tajÄ ir norÄdÄ«ts nosÅ«tÄ«Å”anas laiks SinhronizÄt ziÅas meistars. Tikai divpakÄpju galvenie pulksteÅi nosÅ«ta ziÅojumu Follow_Up.
ZiÅojums Follow_Up tiek izmantots abiem latentuma mÄrÄ«Å”anas mehÄnismiem.
ZiÅojums tiek pÄrsÅ«tÄ«ts, izmantojot Multicast. PÄc izvÄles varat izmantot Unicast.
Delay_Resp ziÅojums
Delay_Resp ziÅojumu nosÅ«ta galvenais pulkstenis. Tas satur laiku, kad galvenais pulkstenis saÅÄma Delay_Req. Å is ziÅojums tiek izmantots tikai aizkaves pieprasÄ«juma-atbildes mehÄnismam.
ZiÅojums tiek pÄrsÅ«tÄ«ts, izmantojot Multicast. PÄc izvÄles varat izmantot Unicast.
Pdelay_Req ziÅojums
ZiÅojumu Pdelay_Req nosÅ«ta ierÄ«ce, kas pieprasa aizkavi. TajÄ ir norÄdÄ«ts laiks, kad ziÅojums tika nosÅ«tÄ«ts no Ŕīs ierÄ«ces porta. Pdelay_Req tiek izmantots tikai kaimiÅu aizkaves mÄrÄ«Å”anas mehÄnismam.
Pdelay_Resp ziÅojums
Pdelay_Resp ziÅojumu nosÅ«ta ierÄ«ce, kas ir saÅÄmusi aizkaves pieprasÄ«jumu. TajÄ ir norÄdÄ«ts laiks, kad Ŕī ierÄ«ce saÅÄma ziÅojumu Pdelay_Req. ZiÅojums Pdelay_Resp tiek izmantots tikai kaimiÅa aizkaves mÄrÄ«Å”anas mehÄnismam.
ZiÅojums Pdelay_Resp_Follow_Up
ZiÅojumu Pdelay_Resp_Follow_Up pÄc izvÄles nosÅ«ta ierÄ«ce, kas ir saÅÄmusi aizkaves pieprasÄ«jumu. TajÄ ir norÄdÄ«ts laiks, kad Ŕī ierÄ«ce saÅÄma ziÅojumu Pdelay_Req. Pdelay_Resp_Follow_Up ziÅojumu nosÅ«ta tikai divpakÄpju galvenie pulksteÅi.
Å o ziÅojumu var izmantot arÄ« izpildes laikam, nevis laikspiedolu. Izpildes laiks ir laiks no Pdelay-Req saÅemÅ”anas brīža lÄ«dz Pdelay_Resp nosÅ«tÄ«Å”anai.
Pdelay_Resp_Follow_Up tiek izmantoti tikai kaimiÅu aizkaves mÄrÄ«Å”anas mehÄnismam.
PÄrvaldÄ«bas ziÅojumi
PTP vadÄ«bas ziÅojumi ir nepiecieÅ”ami, lai pÄrsÅ«tÄ«tu informÄciju starp vienu vai vairÄkiem pulksteÅiem un vadÄ«bas mezglu.
TransfÄrs uz LV
PTP ziÅojumu var pÄrsÅ«tÄ«t divos lÄ«meÅos:
- TÄ«kls ā kÄ daļa no IP datiem.
- KanÄls ā kÄ daļa no Ethernet rÄmja.
PTP ziÅojumu pÄrraide, izmantojot UDP, izmantojot IP, izmantojot Ethernet
PTP, izmantojot UDP, izmantojot Ethernet
Profili
PTP ir diezgan daudz elastÄ«gu parametru, kas jÄkonfigurÄ. PiemÄram:
- BMCA opcijas.
- Latenta mÄrÄ«Å”anas mehÄnisms.
- Visu konfigurÄjamo parametru intervÄli un sÄkotnÄjÄs vÄrtÄ«bas utt.
Un, neskatoties uz to, ka mÄs iepriekÅ” teicÄm, ka PTPv2 ierÄ«ces ir savietojamas viena ar otru, tÄ nav taisnÄ«ba. Lai sazinÄtos, ierÄ«cÄm ir jÄbÅ«t vienÄdiem iestatÄ«jumiem.
TÄpÄc ir tÄ sauktie PTPv2 profili. Profili ir konfigurÄtu iestatÄ«jumu un definÄtu protokolu ierobežojumu grupas, lai konkrÄtai lietojumprogrammai varÄtu ieviest laika sinhronizÄciju.
Pats IEEE 1588v2 standarts apraksta tikai vienu profilu ā āDefault Profileā. Visus pÄrÄjos profilus veido un apraksta dažÄdas organizÄcijas un asociÄcijas.
PiemÄram, jaudas profilu jeb PTPv2 jaudas profilu izveidoja IEEE enerÄ£ijas un enerÄ£ijas biedrÄ«bas EnerÄ£ijas sistÄmu pÄrsÅ«tÄ«Å”anas komiteja un apakÅ”staciju komiteja. PaÅ”u profilu sauc par IEEE C37.238-2011.
Profils apraksta, ka PTP var pÄrsÅ«tÄ«t:
- Tikai caur L2 tīkliem (t.i., Ethernet, HSR, PRP, ne-IP).
- ZiÅojumi tiek pÄrsÅ«tÄ«ti tikai ar multiraides apraidi.
- VienÄdranga aizkaves mÄrÄ«Å”anas mehÄnisms tiek izmantots kÄ aizkaves mÄrÄ«Å”anas mehÄnisms.
NoklusÄjuma domÄns ir 0, ieteicamais domÄns ir 93.
C37.238-2011 dizaina filozofija bija samazinÄt papildu funkciju skaitu un saglabÄt tikai nepiecieÅ”amÄs funkcijas uzticamai ierÄ«Äu mijiedarbÄ«bai un palielinÄtai sistÄmas stabilitÄtei.
Tiek noteikts arÄ« ziÅojumu pÄrraides biežums:
Faktiski izvÄlei ir pieejams tikai viens parametrs - galvenÄ pulksteÅa veids (vienpakÄpes vai divpakÄpju).
PrecizitÄtei jÄbÅ«t ne lielÄkai par 1 Ī¼s. Citiem vÄrdiem sakot, vienÄ sinhronizÄcijas ceÄ¼Ä var bÅ«t ne vairÄk kÄ 15 caurspÄ«dÄ«gi pulksteÅi vai trÄ«s robežpulksteÅi.
Avots: www.habr.com