PTPv2 टाइम सिंक्रोनाइझेशन प्रोटोकॉलचे अंमलबजावणी तपशील

परिचय

इलेक्ट्रिक पॉवर उद्योगात "डिजिटल सबस्टेशन" तयार करण्याच्या संकल्पनेसाठी 1 μs च्या अचूकतेसह सिंक्रोनाइझेशन आवश्यक आहे. आर्थिक व्यवहारांसाठीही मायक्रोसेकंद अचूकता आवश्यक असते. या अनुप्रयोगांमध्ये, NTP वेळेची अचूकता यापुढे पुरेशी नाही.

IEEE 2v1588 मानकाने वर्णन केलेला PTPv2 सिंक्रोनाइझेशन प्रोटोकॉल, अनेक दहापट नॅनोसेकंदांच्या समक्रमण अचूकतेसाठी परवानगी देतो. PTPv2 तुम्हाला L2 आणि L3 नेटवर्कवर सिंक्रोनायझेशन पॅकेट पाठवण्याची परवानगी देते.

PTPv2 वापरलेली मुख्य क्षेत्रे आहेत:

• ऊर्जा
• नियंत्रण आणि मापन उपकरणे;
• लष्करी-औद्योगिक संकुल;
• दूरसंचार;
• आर्थिक क्षेत्र.

हे पोस्ट PTPv2 सिंक्रोनाइझेशन प्रोटोकॉल कसे कार्य करते हे स्पष्ट करते.

आमच्याकडे उद्योगाचा अधिक अनुभव आहे आणि अनेकदा हा प्रोटोकॉल ऊर्जा अनुप्रयोगांमध्ये पाहतो. त्यानुसार, आम्ही सावधगिरीने पुनरावलोकन करू ऊर्जेसाठी.

ते का आवश्यक आहे?

याक्षणी, PJSC Rosseti च्या STO 34.01-21-004-2019 आणि PJSC FGC UES च्या STO 56947007-29.240.10.302-2020 मध्ये PTPv2 द्वारे वेळ समक्रमित करून प्रक्रिया बस आयोजित करण्याच्या आवश्यकता आहेत.

हे या वस्तुस्थितीमुळे आहे की रिले संरक्षण टर्मिनल्स आणि मापन उपकरणे प्रोसेस बसशी जोडलेले आहेत, जे तथाकथित एसव्ही प्रवाह (मल्टिकास्ट स्ट्रीम) वापरून प्रक्रिया बसमधून त्वरित प्रवाह आणि व्होल्टेज मूल्ये प्रसारित करतात.

रिले संरक्षण टर्मिनल्स बे संरक्षण लागू करण्यासाठी ही मूल्ये वापरतात. वेळेच्या मोजमापांची अचूकता कमी असल्यास, काही संरक्षणे चुकीच्या पद्धतीने कार्य करू शकतात.

उदाहरणार्थ, परिपूर्ण निवडकतेचे संरक्षण "कमकुवत" वेळ समक्रमणास बळी पडू शकते. अनेकदा अशा संरक्षणाचे तर्क दोन प्रमाणांच्या तुलनेवर आधारित असतात. जर मूल्ये पुरेशा मोठ्या मूल्याने भिन्न असतील तर संरक्षण ट्रिगर केले जाईल. जर ही मूल्ये 1 ms च्या वेळेच्या अचूकतेने मोजली गेली, तर 1 μs च्या अचूकतेने मोजली गेल्यास जिथे मूल्ये प्रत्यक्षात सामान्य आहेत तिथे तुम्हाला मोठा फरक मिळू शकतो.

PTP आवृत्त्या

पीटीपी प्रोटोकॉलचे मूळतः 2002 मध्ये IEEE 1588-2002 मानकामध्ये वर्णन करण्यात आले होते आणि त्याला "नेटवर्क केलेले मापन आणि नियंत्रण प्रणालीसाठी प्रिसिजन क्लॉक सिंक्रोनाइझेशन प्रोटोकॉलसाठी मानक" असे म्हटले गेले होते. 2008 मध्ये, अद्ययावत IEEE 1588-2008 मानक जारी केले गेले, जे PTP आवृत्ती 2 चे वर्णन करते. प्रोटोकॉलच्या या आवृत्तीने अचूकता आणि स्थिरता सुधारली, परंतु प्रोटोकॉलच्या पहिल्या आवृत्तीसह मागास सुसंगतता राखली नाही. तसेच, 2019 मध्ये, IEEE 1588-2019 मानकाची आवृत्ती प्रसिद्ध करण्यात आली, ज्यामध्ये PTP v2.1 चे वर्णन करण्यात आले. ही आवृत्ती PTPv2 मध्ये किरकोळ सुधारणा जोडते आणि PTPv2 सह बॅकवर्ड सुसंगत आहे.

दुसऱ्या शब्दांत, आमच्याकडे आवृत्त्यांसह खालील चित्र आहे:

PTPv1
(IEEE 1588-2002)

PTPv2
(IEEE 1588-2008)

PTPv2.1
(IEEE 1588-2019)

PTPv1 (IEEE 1588-2002)

-
विसंगत

विसंगत

PTPv2 (IEEE 1588-2008)

विसंगत

-
सुसंगत

PTPv2.1 (IEEE 1588-2019)

विसंगत

सुसंगत

-

पण, नेहमीप्रमाणे, बारकावे आहेत.

PTPv1 आणि PTPv2 मधील विसंगतता म्हणजे PTPv1-सक्षम डिव्हाइस PTPv2 वर चालणार्‍या अचूक घड्याळासह सिंक्रोनाइझ करण्यात सक्षम होणार नाही. ते सिंक्रोनाइझ करण्यासाठी भिन्न संदेश स्वरूप वापरतात.

परंतु त्याच नेटवर्कवर PTPv1 सह डिव्हाइसेस आणि PTPv2 सह डिव्हाइसेस एकत्र करणे अद्याप शक्य आहे. हे साध्य करण्यासाठी, काही उत्पादक आपल्याला एज क्लॉक पोर्टवर प्रोटोकॉल आवृत्ती निवडण्याची परवानगी देतात. म्हणजेच, सीमा घड्याळ PTPv2 वापरून सिंक्रोनाइझ करू शकते आणि तरीही PTPv1 आणि PTPv2 दोन्ही वापरून त्याच्याशी जोडलेली इतर घड्याळं सिंक्रोनाइझ करू शकतात.

पीटीपी उपकरणे. ते काय आहेत आणि ते कसे वेगळे आहेत?

IEEE 1588v2 मानक अनेक प्रकारच्या उपकरणांचे वर्णन करते. ते सर्व टेबलमध्ये दर्शविले आहेत.

उपकरणे PTP वापरून LAN वर एकमेकांशी संवाद साधतात.

पीटीपी उपकरणांना घड्याळे म्हणतात. सर्व घड्याळे ग्रँडमास्टर घड्याळापासून अचूक वेळ घेतात.

घड्याळे 5 प्रकार आहेत:

ग्रँडमास्टर घड्याळ

अचूक वेळेचा मुख्य स्त्रोत. जीपीएस कनेक्ट करण्यासाठी अनेकदा इंटरफेससह सुसज्ज.

सामान्य घड्याळ

एकल पोर्ट उपकरण जे मास्टर (मास्टर क्लॉक) किंवा स्लेव्ह (स्लेव्ह क्लॉक) असू शकते

मास्टर क्लॉक (मास्टर)

ते अचूक वेळेचे स्त्रोत आहेत ज्याद्वारे इतर घड्याळे समक्रमित केली जातात

गुलाम घड्याळ

मास्टर क्लॉकवरून सिंक्रोनाइझ केलेले एंड डिव्हाइस

सीमा घड्याळ

एकापेक्षा जास्त पोर्ट असलेले उपकरण जे मास्टर किंवा गुलाम असू शकते.

म्हणजेच, ही घड्याळे वरिष्ठ मास्टर घड्याळापासून सिंक्रोनाइझ करू शकतात आणि निकृष्ट गुलाम घड्याळे समक्रमित करू शकतात.

एंड-टू-एंड पारदर्शक घड्याळ

एकापेक्षा जास्त पोर्ट असलेले उपकरण जे मास्टर क्लॉक किंवा स्लेव्ह नाही. हे दोन घड्याळांमध्ये पीटीपी डेटा प्रसारित करते.

डेटा प्रसारित करताना, पारदर्शक घड्याळ सर्व PTP संदेश दुरुस्त करते.

प्रसारित संदेशाच्या शीर्षलेखातील सुधारणा फील्डमध्ये या डिव्हाइसवरील विलंब वेळ जोडून सुधारणा होते.

पीअर-टू-पीअर पारदर्शक घड्याळ

एकापेक्षा जास्त पोर्ट असलेले उपकरण जे मास्टर क्लॉक किंवा स्लेव्ह नाही.
हे दोन घड्याळांमध्ये पीटीपी डेटा प्रसारित करते.

डेटा ट्रान्समिट करताना, पारदर्शक घड्याळ सर्व PTP मेसेज सिंक आणि फॉलो_अप दुरुस्त करते (खाली त्यांच्याबद्दल अधिक).

ट्रान्समिट केलेल्या पॅकेटच्या दुरुस्ती फील्डमध्ये ट्रान्समिटिंग डिव्हाइसवरील विलंब आणि डेटा ट्रान्समिशन चॅनेलवरील विलंब जोडून सुधारणा साध्य केली जाते.

व्यवस्थापन नोड

एक उपकरण जे इतर घड्याळे कॉन्फिगर करते आणि निदान करते

पीटीपी संदेशांमध्ये टाइमस्टॅम्प वापरून मास्टर आणि स्लेव्ह घड्याळे सिंक्रोनाइझ केली जातात. PTP प्रोटोकॉलमध्ये दोन प्रकारचे संदेश आहेत:

• इव्हेंट मेसेजेस हे सिंक्रोनाइझ केलेले मेसेज असतात ज्यात मेसेज पाठवला जातो आणि तो प्राप्त होतो त्या वेळी टाइमस्टॅम्प तयार करणे समाविष्ट असते.
• सामान्य संदेश - या संदेशांना टाइमस्टॅम्पची आवश्यकता नसते, परंतु संबंधित संदेशांसाठी टाइमस्टॅम्प असू शकतात

कार्यक्रम संदेश

सामान्य संदेश

समक्रमण
Delay_Req
Pdelay_Req
Pdelay_Resp

जाहीर करा
फॉलो_अप
विलंब_प्रतिसाद
Pdelay_Resp_Follow_up
व्यवस्थापन
सिग्नलिंग

सर्व प्रकारच्या संदेशांची खाली अधिक तपशीलवार चर्चा केली जाईल.

मूलभूत सिंक्रोनाइझेशन समस्या

जेव्हा सिंक्रोनाइझेशन पॅकेट स्थानिक नेटवर्कवर प्रसारित केले जाते, तेव्हा ते स्विचवर आणि डेटा लिंकमध्ये विलंबित होते. कोणताही स्विच सुमारे 10 मायक्रोसेकंदांचा विलंब करेल, जो PTPv2 साठी अस्वीकार्य आहे. शेवटी, आम्हाला अंतिम डिव्हाइसवर 1 μs ची अचूकता प्राप्त करणे आवश्यक आहे. (आम्ही उर्जेबद्दल बोलत असल्यास हे असे आहे. इतर अनुप्रयोगांना अधिक अचूकतेची आवश्यकता असू शकते.)

IEEE 1588v2 अनेक ऑपरेटिंग अल्गोरिदमचे वर्णन करते जे तुम्हाला वेळ विलंब रेकॉर्ड करण्यास आणि ते दुरुस्त करण्यास अनुमती देतात.

कार्य अल्गोरिदम
सामान्य ऑपरेशन दरम्यान, प्रोटोकॉल दोन टप्प्यात कार्य करते.

• टप्पा 1 - "मास्टर क्लॉक - स्लेव्ह क्लॉक" पदानुक्रम स्थापित करणे.
• टप्पा 2 - एंड-टू-एंड किंवा पीअर-टू-पीअर यंत्रणा वापरून घड्याळ सिंक्रोनाइझेशन.

टप्पा 1 - मास्टर-स्लेव्ह पदानुक्रम स्थापित करणे

रेग्युलर किंवा एज क्लॉकच्या प्रत्येक पोर्टमध्ये विशिष्ट संख्या असते (स्लेव्ह क्लॉक आणि मास्टर क्लॉक). मानक या राज्यांमधील संक्रमण अल्गोरिदमचे वर्णन करते. प्रोग्रामिंगमध्ये, अशा अल्गोरिदमला मर्यादित राज्य मशीन किंवा राज्य मशीन (विकीमध्ये अधिक तपशील) म्हणतात.

हे स्टेट मशीन दोन घड्याळे जोडताना मास्टर सेट करण्यासाठी बेस्ट मास्टर क्लॉक अल्गोरिदम (BMCA) वापरते.

जेव्हा अपस्ट्रीम ग्रँडमास्टर घड्याळ GPS सिग्नल गमावते, ऑफलाइन जाते, इ. तेव्हा हे अल्गोरिदम घड्याळाला ग्रँडमास्टर घड्याळाची जबाबदारी घेण्यास अनुमती देते.

BMCA नुसार राज्य संक्रमणांचा सारांश खालील चित्रात दिला आहे:


“वायर” च्या दुसऱ्या टोकाला असलेल्या घड्याळाची माहिती एका विशेष संदेशात पाठवली जाते (संदेश घोषित करा). एकदा ही माहिती प्राप्त झाल्यानंतर, राज्य मशीन अल्गोरिदम चालते आणि कोणते घड्याळ चांगले आहे हे पाहण्यासाठी तुलना केली जाते. सर्वोत्तम घड्याळावरील पोर्ट मास्टर वॉच बनते.

खालील आकृतीमध्ये एक साधी पदानुक्रम दर्शविली आहे. पथ 1, 2, 3, 4, 5 मध्ये पारदर्शक घड्याळ असू शकते, परंतु ते मास्टर क्लॉक - स्लेव्ह क्लॉक पदानुक्रम स्थापित करण्यात सहभागी होत नाहीत.

फेज 2 - नियमित आणि किनारी घड्याळे सिंक्रोनाइझ करा

"मास्टर क्लॉक - स्लेव्ह क्लॉक" पदानुक्रम स्थापित केल्यानंतर लगेचच, नियमित आणि सीमा घड्याळांचा सिंक्रोनाइझेशन टप्पा सुरू होतो.

सिंक्रोनाइझ करण्यासाठी, मास्टर क्लॉक स्लेव्ह घड्याळांना टाइमस्टॅम्प असलेला संदेश पाठवते.

मुख्य घड्याळ असू शकते:

• एकच टप्पा;
• दोन-टप्पे.

सिंगल-स्टेज घड्याळे सिंक्रोनाइझ करण्यासाठी एक सिंक संदेश पाठवतात.

दोन-स्टेज घड्याळ सिंक्रोनाइझेशनसाठी दोन संदेश वापरते - सिंक आणि फॉलो_अप.

सिंक्रोनाइझेशन टप्प्यासाठी दोन यंत्रणा वापरल्या जाऊ शकतात:

• विलंब विनंती-प्रतिसाद यंत्रणा.
• पीअर विलंब मापन यंत्रणा.

प्रथम, या यंत्रणा सर्वात सोप्या प्रकरणात पाहू - जेव्हा पारदर्शक घड्याळे वापरली जात नाहीत.

विलंब विनंती-प्रतिसाद यंत्रणा

यंत्रणेमध्ये दोन चरणांचा समावेश आहे:

1. मास्टर क्लॉक आणि स्लेव्ह क्लॉक दरम्यान संदेश प्रसारित करण्यात विलंब मोजणे. विलंब विनंती-प्रतिसाद यंत्रणा वापरून केले.
2. अचूक वेळेच्या शिफ्टची दुरुस्ती केली जाते.

विलंब मोजमाप


t1 - मास्टर क्लॉकद्वारे सिंक संदेश पाठविण्याची वेळ; t2 - स्लेव्ह क्लॉकद्वारे सिंक संदेशाच्या रिसेप्शनची वेळ; t3 - स्लेव्ह क्लॉकद्वारे विलंब विनंती (Delay_Req) ​​पाठविण्याची वेळ; t4 - मास्टर क्लॉकद्वारे विलंब_Req रिसेप्शन वेळ.

जेव्हा स्लेव्ह घड्याळाला t1, t2, t3 आणि t4 वेळा माहित असतात, तेव्हा ते सिंक्रोनाइझेशन संदेश (tmpd) ​​प्रसारित करताना सरासरी विलंबाची गणना करू शकते. हे खालीलप्रमाणे मोजले जाते:

सिंक आणि फॉलो_अप संदेश प्रसारित करताना, मास्टरकडून स्लेव्हपर्यंतचा वेळ विलंब मोजला जातो - t-ms.

Delay_Req आणि Delay_Resp संदेश प्रसारित करताना, स्लेव्हकडून मास्टरपर्यंतचा वेळ विलंब मोजला जातो - t-sm.

या दोन मूल्यांमध्ये काही विषमता आढळल्यास, अचूक वेळेचे विचलन दुरुस्त करण्यात त्रुटी दिसून येते. गणना केलेला विलंब हा t-ms आणि t-sm विलंबांची सरासरी आहे या वस्तुस्थितीमुळे त्रुटी उद्भवली आहे. विलंब एकमेकांना समान नसल्यास, आम्ही वेळ अचूकपणे समायोजित करणार नाही.

वेळेच्या शिफ्टची दुरुस्ती

मास्टर घड्याळ आणि गुलाम घड्याळ यांच्यातील विलंब ओळखल्यानंतर, स्लेव्ह घड्याळ वेळ दुरुस्ती करते.

स्लेव्ह घड्याळे मास्टरकडून गुलाम घड्याळेपर्यंत पॅकेट पाठवताना अचूक वेळ ऑफसेटची गणना करण्यासाठी सिंक संदेश आणि पर्यायी फॉलो_अप संदेश वापरतात. खालील सूत्र वापरून शिफ्टची गणना केली जाते:

पीअर विलंब मापन यंत्रणा

ही यंत्रणा सिंक्रोनाइझेशनसाठी दोन पायऱ्या देखील वापरते:

1. उपकरणे सर्व पोर्टद्वारे सर्व शेजाऱ्यांना वेळ विलंब मोजतात. हे करण्यासाठी ते पीअर विलंब यंत्रणा वापरतात.
2. अचूक वेळेच्या शिफ्टची दुरुस्ती.

पीअर-टू-पीअर मोडला सपोर्ट करणार्‍या उपकरणांमधील विलंब मोजणे

पीअर-टू-पीअर मेकॅनिझमला सपोर्ट करणाऱ्या पोर्ट्समधील विलंब खालील संदेशांचा वापर करून मोजला जातो:

जेव्हा पोर्ट 1 ला t1, t2, t3 आणि t4 वेळा माहित असते, तेव्हा ते सरासरी विलंब (tmld) मोजू शकते. खालील सूत्र वापरून गणना केली जाते:

पोर्ट नंतर प्रत्येक सिंक संदेशासाठी समायोजन फील्ड किंवा डिव्हाइसमधून जाणारा पर्यायी फॉलो_अप संदेश मोजताना हे मूल्य वापरतो.

एकूण विलंब हा या उपकरणाद्वारे प्रसारित करताना झालेल्या विलंबाच्या बेरजेइतका असेल, डेटा चॅनेलद्वारे प्रसारित करताना सरासरी विलंब आणि अपस्ट्रीम उपकरणांवर सक्षम केलेल्या या संदेशामध्ये आधीच समाविष्ट असलेला विलंब.

संदेश Pdelay_Req, Pdelay_Resp आणि पर्यायी Pdelay_Resp_Follow_Up तुम्हाला मास्टरकडून गुलाम आणि गुलामाकडून मास्टरकडे (परिपत्रक) विलंब करण्याची परवानगी देतात.

या दोन मूल्यांमधील कोणतीही विषमता वेळ ऑफसेट सुधारणा त्रुटी सादर करेल.

अचूक वेळ शिफ्ट समायोजित करणे

गुलाम घड्याळे मास्टरकडून गुलाम घड्याळेपर्यंत पॅकेट पाठवताना अचूक वेळ ऑफसेटची गणना करण्यासाठी सिंक संदेश आणि पर्यायी फॉलो_अप संदेश वापरतात. खालील सूत्र वापरून शिफ्टची गणना केली जाते:

पीअर-टू-पीअर मेकॅनिझमचे अॅडजस्टमेंटचे फायदे - प्रत्येक सिंक किंवा फॉलो_अप मेसेजचा वेळ विलंब हा नेटवर्कमध्ये प्रसारित केल्यामुळे मोजला जातो. परिणामी, प्रेषण मार्ग बदलल्याने समायोजनाच्या अचूकतेवर कोणत्याही प्रकारे परिणाम होणार नाही.

ही यंत्रणा वापरताना, वेळ सिंक्रोनाइझेशनसाठी सिंक्रोनाइझेशन पॅकेटद्वारे ट्रॅव्हर्स केलेल्या मार्गावर वेळ विलंबाची गणना करणे आवश्यक नसते, जसे की मूलभूत एक्सचेंजमध्ये केले जाते. त्या. Delay_Req आणि Delay_Resp संदेश पाठवले जात नाहीत. या पद्धतीमध्ये, प्रत्येक सिंक किंवा फॉलो_अप संदेशाच्या समायोजन फील्डमध्ये मास्टर आणि स्लेव्ह घड्याळांमधील विलंब फक्त सारांशित केला जातो.

आणखी एक फायदा असा आहे की मास्टर क्लॉक विलंब_Req संदेशांवर प्रक्रिया करण्याच्या गरजेपासून मुक्त होते.

पारदर्शक घड्याळांचे ऑपरेटिंग मोड

त्यानुसार, ही साधी उदाहरणे होती. आता समजा की सिंक्रोनायझेशन मार्गावर स्विच दिसत आहेत.

तुम्ही PTPv2 समर्थनाशिवाय स्विचेस वापरत असल्यास, सिंक्रोनाइझेशन पॅकेट स्विचवर अंदाजे 10 μs ने विलंब होईल.

PTPv2 ला समर्थन देणार्‍या स्विचेसना IEEE 1588v2 शब्दावलीत पारदर्शक घड्याळे म्हणतात. पारदर्शक घड्याळे मास्टर क्लॉकमधून सिंक्रोनाइझ केली जात नाहीत आणि "मास्टर क्लॉक - स्लेव्ह क्लॉक" पदानुक्रमात भाग घेत नाहीत, परंतु सिंक्रोनाइझेशन संदेश प्रसारित करताना ते लक्षात ठेवतात की त्यांच्याद्वारे संदेश किती काळ विलंब झाला होता. हे आपल्याला वेळ विलंब समायोजित करण्यास अनुमती देते.

पारदर्शक घड्याळे दोन मोडमध्ये कार्य करू शकतात:

• या टोकापासून त्या टोकापर्यंत.
• पीअर टू पीअर.

एंड-टू-एंड (E2E)

E2E पारदर्शक घड्याळ सर्व पोर्टवर सिंक संदेश आणि सोबतचे फॉलो_अप संदेश प्रसारित करते. काही प्रोटोकॉलद्वारे अवरोधित केलेले देखील (उदाहरणार्थ, RSTP).

जेव्हा पोर्टवर सिंक पॅकेट (फॉलो_अप) प्राप्त झाले आणि ते पोर्टवरून पाठवले गेले तेव्हा स्विच टाइमस्टॅम्प लक्षात ठेवतो. या दोन टाइमस्टॅम्पच्या आधारे, संदेशावर प्रक्रिया करण्यासाठी स्विचला लागणारा वेळ मोजला जातो. मानकानुसार, या वेळेला निवास वेळ म्हणतात.

प्रक्रिया वेळ सिंक (वन-स्टेप क्लॉक) किंवा फॉलो_अप (टू-स्टेप क्लॉक) संदेशाच्या दुरुस्ती फील्ड फील्डमध्ये जोडला जातो.

E2E पारदर्शक घड्याळ स्विचमधून जाणार्‍या Sync आणि Delay_Req संदेशांसाठी प्रक्रिया वेळ मोजते. परंतु हे समजणे महत्त्वाचे आहे की मास्टर क्लॉक आणि स्लेव्ह क्लॉकमधील वेळ विलंब विलंब विनंती-प्रतिसाद यंत्रणा वापरून मोजला जातो. मास्टर क्लॉक बदलल्यास किंवा मास्टर क्लॉकपासून स्लेव्ह क्लॉकपर्यंतचा मार्ग बदलल्यास, विलंब पुन्हा मोजला जातो. हे नेटवर्क बदलांच्या बाबतीत संक्रमण वेळ वाढवते.

P2P पारदर्शक घड्याळ, मेसेजवर प्रक्रिया करण्यासाठी स्विचला लागणारा वेळ मोजण्याव्यतिरिक्त, शेजारी लेटन्सी मेकॅनिझम वापरून त्याच्या जवळच्या शेजाऱ्याच्या डेटा लिंकवरील विलंब मोजते.

काही प्रोटोकॉल (जसे की RSTP) द्वारे अवरोधित केलेल्या दुव्यांसह, दोन्ही दिशांमधील प्रत्येक दुव्यावर लेटन्सी मोजली जाते. हे तुम्हाला ग्रँडमास्टर क्लॉक किंवा नेटवर्क टोपोलॉजी बदलल्यास सिंक्रोनाइझेशन मार्गातील नवीन विलंबाची त्वरित गणना करण्यास अनुमती देते.

सिंक किंवा फॉलो_अप संदेश पाठवताना स्विच आणि लेटन्सीद्वारे संदेश प्रक्रिया वेळ जमा केला जातो.

स्विचेसद्वारे PTPv2 समर्थनाचे प्रकार

स्विचेस PTPv2 ला समर्थन देऊ शकतात:

• कार्यक्रमानुसार;
• हार्डवेअर

सॉफ्टवेअरमध्ये PTPv2 प्रोटोकॉल लागू करताना, स्विच फर्मवेअरकडून टाइमस्टॅम्पची विनंती करतो. समस्या अशी आहे की फर्मवेअर चक्रीयपणे कार्य करते आणि ते वर्तमान चक्र पूर्ण होईपर्यंत तुम्हाला प्रतीक्षा करावी लागेल, प्रक्रिया करण्याची विनंती घेते आणि पुढील चक्रानंतर टाइमस्टॅम्प जारी करते. यासाठी देखील वेळ लागेल, आणि आम्हाला विलंब मिळेल, जरी PTPv2 साठी सॉफ्टवेअर समर्थनाशिवाय तितके महत्त्वाचे नाही.

PTPv2 साठी फक्त हार्डवेअर समर्थन तुम्हाला आवश्यक अचूकता राखण्यास अनुमती देते. या प्रकरणात, टाइम स्टॅम्प एका विशेष ASIC द्वारे जारी केला जातो, जो पोर्टवर स्थापित केला जातो.

संदेश स्वरूप

सर्व PTP संदेशांमध्ये खालील फील्ड असतात:

• शीर्षलेख - 34 बाइट्स.
• मुख्य भाग - आकार संदेशाच्या प्रकारावर अवलंबून असतो.
• प्रत्यय ऐच्छिक आहे.

शीर्षलेख

हेडर फील्ड सर्व PTP संदेशांसाठी समान आहे. त्याचा आकार 34 बाइट्स आहे.

शीर्षलेख फील्ड स्वरूप:

संदेश प्रकार - यामध्ये प्रसारित केल्या जाणार्‍या संदेशाचा प्रकार आहे, उदाहरणार्थ Sync, Delay_Req, PDelay_Req इ.

संदेशाची लांबी - हेडर, बॉडी आणि प्रत्यय (परंतु पॅडिंग बाइट्स वगळून) सह PTP संदेशाचा पूर्ण आकार असतो.

डोमेन नंबर - संदेश कोणत्या PTP डोमेनचा आहे हे निर्धारित करते.

डोमेन - ही अनेक भिन्न घड्याळे आहेत जी एका तार्किक गटामध्ये एकत्रित केली जातात आणि एका मुख्य घड्याळातून समक्रमित केली जातात, परंतु भिन्न डोमेनशी संबंधित घड्याळांसह समक्रमित करणे आवश्यक नाही.

झेंडे - या फील्डमध्ये संदेशाची स्थिती ओळखण्यासाठी विविध ध्वज आहेत.

सुधारणा फील्ड - नॅनोसेकंदांमध्ये विलंब वेळ समाविष्ट आहे. विलंब वेळेमध्ये पारदर्शक घड्याळाद्वारे प्रसारित करताना होणारा विलंब, तसेच पीअर-टू-पीअर मोड वापरताना चॅनेलद्वारे प्रसारित करताना होणारा विलंब समाविष्ट असतो.

sourcePortIdentity - या फील्डमध्ये हा संदेश मूळतः कोणत्या पोर्टवरून पाठविला गेला होता याबद्दल माहिती आहे.

sequenceID - वैयक्तिक संदेशांसाठी एक ओळख क्रमांक असतो.

नियंत्रणक्षेत्र – आर्टिफॅक्ट फील्ड =) ते मानकांच्या पहिल्या आवृत्तीपासून राहते आणि या संदेशाच्या प्रकाराविषयी माहिती समाविष्ट करते. मूलत: मेसेजटाइप प्रमाणेच, परंतु कमी पर्यायांसह.

logMessageInterval - हे फील्ड संदेश प्रकाराद्वारे निर्धारित केले जाते.

शरीर

वर चर्चा केल्याप्रमाणे, अनेक प्रकारचे संदेश आहेत. हे प्रकार खाली वर्णन केले आहेत:

घोषणा संदेश
घोषणा संदेशाचा वापर त्याच डोमेनमधील इतर घड्याळांना त्याच्या पॅरामीटर्सबद्दल "सांगण्यासाठी" केला जातो. हा संदेश तुम्हाला मास्टर क्लॉक - स्लेव्ह क्लॉक पदानुक्रम सेट करण्याची परवानगी देतो.


संदेश समक्रमित करा
सिंक मेसेज मास्टर क्लॉकद्वारे पाठवला जातो आणि सिंक मेसेज व्युत्पन्न झाला तेव्हाच्या मास्टर क्लॉकची वेळ असते. जर मास्टर क्लॉक दोन-स्टेज असेल, तर सिंक मेसेजमधील टाइमस्टॅम्प 0 वर सेट केला जाईल आणि सध्याचा टाईमस्टॅम्प संबंधित फॉलो_अप मेसेजमध्ये पाठवला जाईल. समक्रमण संदेश दोन्ही विलंब मापन यंत्रणेसाठी वापरला जातो.

संदेश मल्टीकास्ट वापरून प्रसारित केला जातो. वैकल्पिकरित्या तुम्ही Unicast वापरू शकता.

Delay_Req संदेश

Delay_Req संदेशाचे स्वरूप सिंक संदेशासारखेच आहे. स्लेव्ह घड्याळ Delay_Req पाठवते. यात स्लेव्ह क्लॉकद्वारे विलंब_Req पाठवण्याची वेळ समाविष्ट आहे. हा संदेश केवळ विलंब विनंती-प्रतिसाद यंत्रणेसाठी वापरला जातो.

संदेश मल्टीकास्ट वापरून प्रसारित केला जातो. वैकल्पिकरित्या तुम्ही Unicast वापरू शकता.

फॉलो_अप संदेश

फॉलो_अप संदेश वैकल्पिकरित्या मास्टर क्लॉकद्वारे पाठविला जातो आणि पाठवण्याची वेळ असते संदेश समक्रमित करा मास्टर. फक्त दोन-स्टेज मास्टर क्लॉक फॉलो_अप संदेश पाठवतात.

फॉलो_अप संदेश दोन्ही विलंब मोजमाप यंत्रणेसाठी वापरला जातो.

संदेश मल्टीकास्ट वापरून प्रसारित केला जातो. वैकल्पिकरित्या तुम्ही Unicast वापरू शकता.

Delay_Resp संदेश

Delay_Resp संदेश मास्टर क्लॉकद्वारे पाठविला जातो. यामध्ये मास्टर क्लॉकद्वारे विलंब_Req प्राप्त होण्याची वेळ असते. हा संदेश केवळ विलंब विनंती-प्रतिसाद यंत्रणेसाठी वापरला जातो.

संदेश मल्टीकास्ट वापरून प्रसारित केला जातो. वैकल्पिकरित्या तुम्ही Unicast वापरू शकता.

Pdelay_Req संदेश

Pdelay_Req संदेश विलंबाची विनंती करणाऱ्या डिव्हाइसद्वारे पाठविला जातो. यात या उपकरणाच्या पोर्टवरून संदेश पाठवण्याची वेळ असते. Pdelay_Req फक्त शेजारच्या विलंब मापन यंत्रणेसाठी वापरला जातो.

Pdelay_Resp संदेश

Pdelay_Resp संदेश विलंब विनंती प्राप्त झालेल्या डिव्हाइसद्वारे पाठविला जातो. यात या उपकरणाद्वारे Pdelay_Req संदेश प्राप्त होण्याची वेळ आहे. Pdelay_Resp संदेश फक्त शेजारच्या विलंब मापन यंत्रणेसाठी वापरला जातो.

संदेश Pdelay_Resp_Follow_Up

Pdelay_Resp_Follow_Up संदेश वैकल्पिकरित्या विलंब विनंती प्राप्त केलेल्या डिव्हाइसद्वारे पाठविला जातो. यात या उपकरणाद्वारे Pdelay_Req संदेश प्राप्त होण्याची वेळ आहे. Pdelay_Resp_Follow_Up संदेश फक्त दोन-स्टेज मास्टर क्लॉकद्वारे पाठविला जातो.

हा संदेश टाइमस्टॅम्पऐवजी अंमलबजावणी वेळेसाठी देखील वापरला जाऊ शकतो. अंमलबजावणीची वेळ म्हणजे Pdelay-Req प्राप्त झाल्यापासून Pdelay_Resp पाठवल्या जाईपर्यंत.

Pdelay_Resp_Follow_Up फक्त शेजारच्या विलंब मापन यंत्रणेसाठी वापरले जातात.

व्यवस्थापन संदेश

एक किंवा अधिक घड्याळे आणि नियंत्रण नोड दरम्यान माहिती हस्तांतरित करण्यासाठी PTP नियंत्रण संदेश आवश्यक आहेत.

LV मध्ये हस्तांतरित करा

PTP संदेश दोन स्तरांवर प्रसारित केला जाऊ शकतो:

• नेटवर्क - आयपी डेटाचा भाग म्हणून.
• चॅनल - इथरनेट फ्रेमचा भाग म्हणून.

इथरनेटवर IP वर UDP वर PTP संदेश प्रसारित करणे

इथरनेटवर UDP वर PTP

व्यक्तिरेखा

PTP मध्ये बरेच लवचिक पॅरामीटर्स आहेत जे कॉन्फिगर करणे आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ:

• BMCA पर्याय.
• विलंब मापन यंत्रणा.
• सर्व कॉन्फिगर करण्यायोग्य पॅरामीटर्सची मध्यांतरे आणि प्रारंभिक मूल्ये इ.

आणि आम्ही पूर्वी PTPv2 साधने एकमेकांशी सुसंगत असल्याचे म्हटले असूनही, हे खरे नाही. संप्रेषण करण्यासाठी डिव्हाइसेसमध्ये समान सेटिंग्ज असणे आवश्यक आहे.

म्हणूनच तथाकथित PTPv2 प्रोफाइल आहेत. प्रोफाइल हे कॉन्फिगर केलेल्या सेटिंग्ज आणि परिभाषित प्रोटोकॉल निर्बंधांचे गट आहेत जेणेकरुन विशिष्ट अनुप्रयोगासाठी वेळ सिंक्रोनाइझेशन लागू केले जाऊ शकते.

IEEE 1588v2 मानक स्वतः फक्त एका प्रोफाइलचे वर्णन करते - "डीफॉल्ट प्रोफाइल". इतर सर्व प्रोफाइल विविध संस्था आणि संघटनांद्वारे तयार आणि वर्णन केल्या जातात.

उदाहरणार्थ, पॉवर प्रोफाइल, किंवा PTPv2 पॉवर प्रोफाइल, पॉवर सिस्टम्स रिलेइंग कमिटी आणि IEEE पॉवर आणि एनर्जी सोसायटीच्या सबस्टेशन समितीने तयार केले होते. प्रोफाइललाच IEEE C37.238-2011 म्हणतात.

प्रोफाइल वर्णन करते की PTP प्रसारित केला जाऊ शकतो:

• फक्त L2 नेटवर्कद्वारे (उदा. इथरनेट, HSR, PRP, नॉन-IP).
• संदेश केवळ मल्टीकास्ट प्रसारणाद्वारे प्रसारित केले जातात.
• पीअर विलंब मापन यंत्रणा विलंब मापन यंत्रणा म्हणून वापरली जाते.

डीफॉल्ट डोमेन 0 आहे, शिफारस केलेले डोमेन 93 आहे.

C37.238-2011 चे डिझाइन तत्वज्ञान पर्यायी वैशिष्ट्यांची संख्या कमी करणे आणि डिव्हाइसेसमधील विश्वसनीय परस्परसंवादासाठी आणि सिस्टम स्थिरता वाढविण्यासाठी केवळ आवश्यक कार्ये राखणे हे होते.

तसेच, संदेश प्रसारित करण्याची वारंवारता निर्धारित केली जाते:

खरं तर, निवडीसाठी फक्त एक पॅरामीटर उपलब्ध आहे - मास्टर क्लॉकचा प्रकार (सिंगल-स्टेज किंवा टू-स्टेज).

अचूकता 1 μs पेक्षा जास्त नसावी. दुसऱ्या शब्दांत, एका सिंक्रोनाइझेशन मार्गामध्ये जास्तीत जास्त 15 पारदर्शक घड्याळे किंवा तीन सीमा घड्याळे असू शकतात.

स्त्रोत: www.habr.com