Beckhoff EL6688 Dokumentation Seite 16

Produktübersicht
Zusätzlich gibt es in PTPv2 die Möglichkeit der Transparent Clock, d.h. jeder Switch trägt dann in einem
CorrectionField im PTP-Telegramm einen Zeitkorrekturwert ein. Damit ist es nachfolgenden Slaves möglich,
den Einfluss des Switch auf die Übertragungsstrecke herauszurechnen.
Es unterschiedliche Implementationsformen im Switch/Router:
• keine PTP-Unterstützung im Switch/Router: mit einer extrem verringerten
Synchronisierungsgenauigkeit [ms-Bereich] ist zu rechnen, von der Verwendung solcher Switche wird
abgeraten. Es kann zu lastabhängigen Instabilitäten im Regelverhalten kommen.
• PTP-Unterstützung im Switch in Software: mit einer deutlich verringerten
Synchronisierungsgenauigkeit [ms-Bereich] ist zu rechnen, die Verwendung solcher Switche wird nicht
empfohlen.
• PTP-Unterstützung im Switch in Hardware: die Verwendung solcher Switche wird empfohlen.
Die architektonischen Unterschiede der beiden Stufen sind wie folgt:
• IEEE-1588-2002 V1
V1 ist grundsätzlich entwickelt worden für Test & Measurement und industrielle Automatisierung. Das
MultiCast Protocol ist für LAN-Nutzung konzipiert und erreicht bessere Genauigkeit als NTP.
Technisch sind bei V1 höherpreisige BoundaryClocks einzusetzen um optimale Ergebnisse zu
erreichen. V1 hat in der Praxis weniger Verbreitung.
• IEEE-1588-2008 V2
V2 ist eine Verbesserung zu V1. Es kann nur alternativ V1 oder V2 in einem Netz genutzt werden. V2
wurde um viele Features erweitert, weshalb es gut vom Markt angenommen wird, die Geräteauswahl
am Markt ist größer als bei V1. Technisch sind bei V2 einfachere Switche mit dem Clocktyp
„Transparent Clock" einsetzbar.
In der theoretisch erreichbaren Genauigkeit unterscheiden sich V1 und V2 kaum, mit beiden Versionen kann
man im Idealfall, d.h. bei optimaler Infrastruktur, auf < 1 µs Genauigkeit kommen. Die maximal erreichbare
Genauigkeit hängt alleine von der Art des Zeitstempelns ab, das in Hardware oder Software realisiert
werden kann.
Funktionsweise
Zeitermittlung, 2-Step-Verfahren
Grundlegend für alle PTP-Protokolle ist die Möglichkeit, den Sende- und Empfangszeitpunkt von Ethernet-
Telegrammen in der Ethernet-Hardware exakt zeitstempeln zu können. Dadurch können die
Laufzeitdifferenzen zwischen dem Grandmaster und den Slaves berechnet werden.
1. Der Grandmaster schickt zur Zeit t
Versendezeitpunkt. Dies kommt bei t
2. Der Grandmaster schickt kurz darauf ein FollowUp hinterher, beinhaltend die reale Versendezeit t
vorherigen Telegramms.
3. Dieser Vorgang wiederholt sich zyklisch im SyncIntervall, z.B. alle 2 Sekunden. Definierte bzw.
unterstützte Sync Intervalle sind 1s, 2s, 4s, 8s, 16s und 32s (PTPv1) bzw. 0.5s, 1s, 2s, 4s (PTPv2).
In größeren Abständen untersucht der Slave den Rückweg:
1. Der Slave schickt eine DelayRequest an den Master, dieser empfängt sie zur Zeit t
2. Dieser antwortet mit der DelayResponse Message, in der Empfangszeit t
Daraus lassen sich auf beiden Seiten die Latenzzeiten berechnen und die Drift ausregeln.
In der Abbildung „Aufzeichnung PTPv1-Verkehr im 2-Step-Mode" wird vom Grandmaster "192.168.200.2"
alle 2 Sekunden ein Sync ausgelöst, alle 8 Sekunden reagiert der Slave "192.168.200.1" mit einem
DelayRequest.
16
ein SyncMessage an die Slaves, beinhaltend den geschätzten
1
am Slave an.
2
Version: 2.4
.
4
enthalten ist.
4
des
1
EL6688