Beckhoff EL6688 Dokumentation Seite 18

Produktübersicht
Auswahl der Grandmaster Clock
In einem abgestimmten PTP-System nach IEEE1588 gibt es nur eine Zeitquelle, die Grandmaster Clock.
Jede PTP-Uhr kann zu Beginn Master- oder Slave Clock sein. Mit verschiedenen Kriterien (Stratum,
Preferred-Flag) gibt eine PTP-Uhr Auskunft über die Qualität der von ihr gelieferten Uhrzeit - ob sie z. B. auf
GPS, Quarz, Atomuhr o. ä. basiert. Existiert mehr als eine PTP-Uhr in einem Netzwerk, wählen alle PTP-
Uhren durch den standardisierten BMCA, den sie alle in gleicher Weise integriert haben sollen, die im
gesamten Netzwerk qualitativ beste Uhr als Zeitgeber, als Grandmaster Clock aus. Die verbleibenden
Clocks gehen in den Passiv-Modus, solange die gewählte Grandmaster Clock ihre Sync-Messages
versendet.
Durch ihre Parameter kann eine PTP-Uhr im Netzwerk erzwingen, Grandmaster Clock zu werden (indem sie
ihre Parameter bestmöglich setzt) oder auf jeden Fall Slave-Clock zu bleiben (indem sie ihre Parameter
schlechtestmöglich setzt).
Der BMCA wird in jedem Zyklus (üblicherweise alle paar Sekunden) von allen Teilnehmern ausgeführt - so
wird auf Topologieveränderungen reagiert und immer die beste Grandmaster Clock ausgewählt.
Infrastruktur
Werden mehr als zwei direkt miteinander verbundene PTP-Uhren verwendet, müssen bei 100 MBit
FastEthernet-Switche eingesetzt werden. Da der Synchronisierungsmechanismus die Signallaufzeiten zur
Kompensation der Netzwerkverzögerungen berücksichtigt, beeinflussen unregelmäßige Latenzzeiten auf der
Signalstrecke negativ die Synchronisierungsgenauigkeit.
Deshalb sind normale Switche mit ihrem Store-and-Forward-Konzept nur schlecht geeignet. Spezielle
IEEE1588-Switche mit "Boundary Clocks" erhalten die Synchronisierungsgenauigkeit je nach Protokoll:
PTPv1
Die Boundary Clock Switche stellen sich gegenüber der Grandmaster Clock als Slave Clock dar, geben sich
aber an ihren abgehenden Ports gegenüber den dort angeschlossenen Slaves als Grandmaster Clock aus.
Die Switche setzen ihren eigenen Sendezeitpunkt in das Telegramm ein und sind so "transparent clocks".
PTPv2
Neben Boundary Clocks gibt es mit PTPv2 einen weiteren Clock-Typ: Transparent Clock. Transparent Clock
Switche setzen ihren eigene Durchlaufzeit in das Telegramm ein. (Durchlaufzeiten werden in einem
CorrectionField aufaddiert) Transparente Clocks sind nicht sichtbar für andere PTP-Clocks.
PTPv1 vs. PTPv2
• PTPv1:
- PTPv1 nach IEEE 1588-2002
- PTPv1 über UDP (ISO/OSI Layer 3, Ethertype: UDP x0800)
- kürzestes Sync (Synchronisierungs) Intervall: 1 Sekunde
- Kompensation der Netzwerkverzögerungen (Annahme: Hin- und Rückweg zeitlich symmetrisch)
• PTPv2:
- PTPv2 nach IEEE 1588-2008
- PTPv2 über UDP (ISO/OSI Layer 3, Ethertype: UDP x0800) oder über Ethernet (Layer 2, Ethertype
x88F7)
- kürzere Sync Intervalle: z. B. 500 ms
- CorrectionField: jede Switch-Komponente kann darin ihre Durchlaufzeit zur Auswertung durch die
Slaves aufaddieren
- Kompensation der Netzwerkverzögerungen (Annahme: Hin- und Rückweg zeitlich unsymmetrisch -->
praxisnäher)
- "transparente" Switche, "transparent clocks": diese blenden beim Weitersenden der Sync-
Telegramme den eigenen Sendezeitpunkt in das Telegramm ein
18 Version: 2.9 EL6688