CC BY
3
Visiiyk NTIJU KP1 Servia Radiolekhnika tiadioaparatobuduuannia, "2020, Iss. 81, pp. 5—10
УДК 621.373-187.4: 621.39.072.9
Оцшка aKOCTi опорних сигнал!в синхрошзацй в IP-мережах на 6a3i систем управлшня
-И"» • • • •
обладнання синхрон1зацн
Вакась В. I.1, Федорова Н. В?, Гаврилко 6. В.2, Харлай Л. О.3,
1ПрАТ "Кшвстар", м. Кшв
2 Нацшнальний техшчний ушверситет Украши "Кшвський пол!техшчний ¡еститут ¡мен! Ггоря С!корського", м. Кшв
3Кшвський коледж зв'язку, м. Кшв
E-mail: Nalaeha_ f(Фикт.пЫ.
Наведено можливост! систем управлшня сучаспого обладпаппя сипхрошзацп. Розгляпуто системи управлшня обладпаппя сипхрошзацп TimePict.ra та SyncView Plus, що дають змогу проводптп ви-м1рюваппя в пакетпих мережах. На баз! розгляпутпх систем управлишя показано можливс створеппя системи "повпоцишого" мошторипгу стабглыюст! сигпал!в сипхрошзацп, але па сьогодшшшй день, з певпими обмежеппями. Запропоповапо припщпи створеппя сучаспо! системи мошторипгу мереж! сипхрошзацп па основ! апал!зу сигпал!в за протоколами NTP (Network Time Protocol) та РТР (Precision Time Protocol). Наведено схему мошторипгу якост опорних сигпал1в сипхрошзацп за протоколами РТР та NTP та описано прототип взаемодп м!ж трьома вузламп NTP та цептралышм сервером. Цей прототип дае змогу продемопструвати припципи мошторипгу за мажоритарпим правилом. Якщо пакопичити достатпьо дапих. можливо створити граф!к. або заповпити масиви дапих для подалыного апал!зу.
KjnoHooi слова: мережа сипхрошзацп: обладпаппя сипхрошзацп: система управлшня: параметри стабильности снгпалп сипхрошзацп: оцшка якост!: мошторипг
DOI: 10.20535/RADAP.2020.81.5-10
Вступ
На сьогодшшшй день в Укра'пи впровадже-но технолог!!' мобшьного зв'язку 2G/GSM, 3G та 4G/LTE. Наступним етапом розвитку мае стати впровадження технолопй 4G/LTE Advance та 5G. Можна помиити, що з переходом на IP/MPLS-моролй кардинально змшилися й методи ciiiixpoiii-защ!' типн транспортування опорних сигнал1в. noBi протоколи, iiOBi типи обладнання синхрошзащ!' та з'являються нав1ть iiOBi параметри стабшыгосп для оцшки опорних сигнатв та обладнання синхрошзащ!'. Ало самий революцшний етап вже пройдено. На сьогодшшшй день номае затворджоних методов оцшки якосп опорних сигнатв синхрошзащ!' в IP-мережах, наприклад, ввд МЬкнародного союзу олоктрозв'язку ITU-T. Зараз тшьки можна нахйтити деяш тенденщ!' в майбутньому розвитку: «IP-транспорт» залншнться незмшний: пропускна здатшеть буде збшыпуватися: РТР-протокол лиша-еться основним для забезпечення фазово!' синхрошзащ!': термшальне обладнання буде змщуватися в 6iK pi3iiOMaiiiTiiiix сонсор1в/датчшйв, яш згодом на-здоженуть i поровищать кшыисть людей-абоненпв.
У зв'язку з цим шдвшцаться внмогн й до мережево!' синхрошзацй'.
1 Постановка задач1
Оиис характеристик стабшьноста генератор1в ви-coko'í T04H0CTÍ мае дуже важливо значения для фа-х1вщв у багатьох галузях науки i toxiiíkii. Залежно вщ конкретного завдання вони використовують pi-3iii показники ностабшыгосп як в частотнш, так i в часовШ область Характеристики нестабшыгосп частоти в часовШ облает широко використовують з tíc'í причини, що вони дають пряму вщповщь на просте питания: "Яка ностабшыисть частоти на шторват часу "?
У монографй' Devid Mills fl] були представлен! протоколи NTP (Network Time Protocol ) та РТР (Precision Time Protocol), що дають можливкть ор-гашзувати опорну частоту в пакетному соредовииц передач!. Постало питания, як оцшити стабшыисть тако!' опорно!' частоти? Внаатдок наявност1 нового сородовшца передач! та нових технолог1чнпх прото-катв були розроблсш й iiobí BiiMipiOBaiii параметри стабшыгосп сигнатв синхрошзацй' [2], що дають
6
Вакась В. 1., Федорова Н. В., Гаврилки (?. В., Харлаи J1. О.
змогу оцшити яшсть стабшьноста в пакетному сере-довшщ. Сучасш систоми мошторингу можуть про-водити втпрювання деяких цих парамотрпз, ало з повшгаи обможоннями. Основною задачею на сьо-годшшнш день е побудова максимально функциональней систоми мошторингу [о]. Сама оволюцш парамотр1в стабшьноста сигнатв синхрошзацп в IP-морожах була детально роз гляну та в робота [6].
2 Можливосш систем управлш-ня сучасного обладнання синхрошзацп
Вихйрювання в пакетному ссредовипц основа-iii на обчислюванш ycix даних, яш необхщш но лише для оцшки точноста зв1рсння часу й оцш-ки стабшьноста частоти, ало i для оцшки таких параметр1в у мережь як одно- та двостороння за-тримки иакетав, а також дев1ацп затримки пакетав PDV (Packet Delay Variation), а також ироведенш обчислювання з отриманих даних додаткових пара-метр1в стабшьноста (наириклад, найбшышш iiiTepec иродставляе HOBiTiiifi параметр MAFE (Maximum Average Frequency Error)) [3]. Втпрювання иараме-TpiB стабшьноста сигнал1в синхрошзацп будуть все бшын автоматизоваш, а обробка даних все бшын оперативною. Нообхщшсть в мошторингу сигнатв синхрошзацп буде зростати.
На мережах синхротзаш! оиератор1в зв'язку Укранш iciiyють систоми управлшня, що шдтри-мують обладнання синхрошзацп р1зних виробни-шв, наириклад. найбшын пошироним с обладнання синхрошзацп в1д компашй Microsemi (США) та Oscillquartz (Швошщля) з вщповщними системами управлшня TimePictra та SyncViow Plus. В ocTaiiiiix верйях цих систем управлшня з'явилась можливкть проведения внм1рювань парамотр1в стабшьноста вихщних та вхщних сигнатв синхрошзацп на морежовому обладнанш синхротзащ! засобами, яш аиаратно роатзоваш в цьому обладнанш та шдтримуються вщповщним програмннм забозпечо-нням у системах управлшня TimePictra та SyncViow Plus. Тобто щеолоия втпрювань. яку компашя Microsemi запроионувала у своему втпрювальному ирилад1 TimoAnalyzer 7500. плавно перейшла на саму морожу синхрошзацп.
Компан1я Oscilloquartz свого часу виробляла вим1рювалышй прилад OSA5565 SyncToster. який мав можлив1сть проводити втпрювання TIE (Time Interval Error) та обчислювати класичш параме-три MTIE (Maximum Time Interval Error) та TDEV (Time Deviation). Цей прилад i дой подокуди вико-ристовуеться на мережах. Однак, Oscilloquartz так i не зробив вим1рювалыюго ириладу для показнишв IP мереж, ало цшком вдало роал1зував втпрюваль-ну функцпо в систем! управл1ння SyncViow Plus. Необхщною умовою для проведения втпрювань
стабшьноста сигнал1в синхротзащ! е наявшеть вщ-иовщних лщонзш иа мережевих пристроях i вщпо-вщне програмне забозпечоиия в систем! управл1ння SyncViow Plus.
Компашя Microsemi фактично просто «перенесла» функцп впм1рювалыюго приладу TimoAnalyzer 7500 на мерожев1 пристро!, наириклад, РТР сервер ТР5000, РТР кл1ент ТР500, ВС ТР4100. Для проведения таких втпрювань також необхщш вщповщш лщензп на мережевих пристроях i вщиовщне програмио забезпочеиия в систо-Mi управл1ння TimePictra. а само TiriieMoriitor. На жаль е нодол1ком той факт, що не вй CTapi пристро! Microsemi шдтримують функцпо BiraipiOBan-ня парамотр1в стабшьноста. Оскшьки е pi3iii вер-й! апаратно! роал1зацп. наириклад, у обладнанш РТР сервер ТР5000, то не завжди можливо oprani-зувати вим1рювання засобами систоми управлшня (навиь при наявноста у оператора зв'язку вйх про-грамиих лщонзш).
Систоми управлшня TimePictra та SyncViow Phis дають змогу провести таш «BiiyTpimni» Birai-рювання в иакетних мережах, а само втпрювання PDV, packet MTIE, packet TDEV, packet miriTDEV. Таким чином, на 6a3i систем управлшня обладнан-ням синхротзащ! можливо створоння систоми «пов-ноцншого» мошторингу стабшьноста сигнатв синхрошзацп, ало на сьогодшшнш день, з повшгаи обможоннями. Так до таких обмежень слад вадно-сти: вщеутшеть можливост1 обчислення параметру MAFE, обмежоння за макснмалышм часом проведения BiraipiOBaiib та обмежоння, яш пов'язаш з об'емом та часом збериання отриманих результате.
3 Мошторинг параметр1в ста-бшьносш сигнал1в синхрошзацп'
Мошторингом називають постайне спосторежон-ня за як1стю опорних сигнатв у критичних точках мерож1 синхротзащ! з метою своечасного виявлон-ня вщхилення !х парамотр1в вщ норматнвннх внмог.
Не слад ототожшовати систему мошторингу з системою управлшня мережею синхрошзацп (Management System for Synchronization Network), яка e сукупшстю cnoco6iB i засобпз управлшня мережею з метою забезпочення I! максимально! офе-KTiiBiiocTi. Отжо, система управлшня обов'язково MicTiiTb у своему склада зайб мошторингу.
Сучасна мережа синхротзащ! включае дв1 складов! частини: систему управлшня мережею синхрошзацп i систему вим1рювання иараметр1в сигнатв синхрошзацп [2,4].
Розгалужона тополопя сучасних мерож синхрошзацп но дае змоги повн1стю ирогнозувати !х по-ведшку у раз1 виникнення одного або декшькох збо!в. У випадку иодальшо! рекошргурацп мерож1
Оцшка якосп опорных сигиалш cuiixpoiiksanii в 1Р-м<;р<;жах ua ба:п систем управлшня обладиашш cuiixpoiiksanii
можуть утворюватися пстл! в иоширенш сигнал1в синхрошзацп, внасладок чого, вся мережа синхрошзацп можо «деградувати» па яый побудь дшянщ або noBiiicTio. Для боротьби з такими небажаними насладками i використовуеться мошторинг парамс-тр1в сигнатв синхрошзацп в рожихй реального часу. Для цього BiraipioiOTb параметри сигнатв синхрошзацп на ycix дшянках тако! мережь як на виходо обладнання синхрошзацп, так i на iiininx стиках синхрошзацп. За своею суттю щ вихйрювання е ви-MipaMii частоти i параметр1в Г! стабшыгость тобто частотними втпрюваннями [5].
Як правило, на практищ зазвпчай говорять про нсстабшыисть частоти (Frequency Instability) i до-тримуються принципу: для зменшення довготри-вало! поста бшьност слад шдвшцувати точшеть. У основ! цього принципу лежнть вненовок про то. що довготрнвал1 зм1нн частоти обумовлеш р1зиими BiiyTpinniiMii i зовшшшми дестабшзуючими чинни-ками, яш е причиною систематичних вадхилонь [4]. Мптпзуючи i контролюючи !х, ми покращуемо як точшеть, так i довготривалу стабшыисть. Ясно, що точшеть не можо бути краща довготривало! стабшь-nocTi. Наириклад, у декшькох вузлах синхронно! мереж1 зв'язку мае значения не стшьки точшеть частоти, скшьки добре иогоджена в naei стабшы11еть.
Вадносно часу iciiyiOTb cboi вимоги. Якщо х1д м1сцевого годинника мае бути погоджений з ном1-нальною шкалою часу вад ваддалоного джерела, то слад передбачитп neBiii засобп регулярнпх поправок часу i падстроювань частоти м1сцевого годинника. Синхрошзувати частоту (synchronize frequency) означае п1длаштовуватп частоту генератора так, щоб вона була однаковою для ycix годиннишв, спн-хрон1зуватп час (synchronize time) погоджувати показания годиииик1в з номшальною шкалою часу (як правило, це UTC (Coordinated Universal Time)) i, синхрошзувати годинник (synchronize clock) означае синхрошзувати, i частоту, i час. Мета дистанщйного зв1рення часу полягае в тому, щоб вирахувати розб1жшсть шкал.
Якщо системи управлшня мережею cniixpoiii-защ! pi3iinx виробнишв обладнання синхротзащ! на сьогодшшшй день не можуть забезпечити «пов-нощнний» мошторинг, то виникае необхадшеть у виокремлен1й систем! мошторингу сигнатв синхротзащ! i, актуальшеть иод1бного мошторингу в IP мережах значно зростае.
В роботах [3,4] була запропонована схема мошторингу сигнатв за протоколом РТР та дещо змшена аналогична схема для протоколу NTP пропонува-лася в роботах [0,7]. Суть ще! схемп зводилася до зв1ре1шя/внм1рюваш1я сигна.шв вад трьох джерел з метою визначення аваршного та ефективиого пере-микаиия на резерв. Також цей BapiaiiT мошторингу можна застосувати для ефективиого зв1рення шкал часу (що, до речь mini не дозволяе жодна система управлшня NTP серверами).
7
Схема мошторингу якосп опорних сигна.шв РТР показана на рис. 1, що включае в себе два Mi-сцев1 джерела, одно - на ociiobI приймача GPS (Global Positioning System), а друге - на ociiobI локального сервера РТР1, що падключеш до схеми кал1брування, а вих1дний сигнал пад'еднуеться до схеми усередшовання. Також умовно можна замши-ти РТР сервера на NTP, тому вважатимемо схему универсальною для обох протокол1в.
Reference £ cl
signals for ? Щ
synchronization ft
e-Node LTE о о
Monitoring Channels
Рис. 1. Мошторинг якосп опорних сигнал1в PTP/NTP
Схема, що наведена на рис. 1, служить для по-передньо! обробки опорних сигнал1в, що над1йшли вад в1ддалених джерел РТР2 та РТРЗ перш шж щ сигнали будуть подаи1 на мережу. Сигнал кал1бру-вання використовуеться в cxcMi усередшовання, для того щоб сформувати сигнал управл1ння м1сцевим шдлаштовуваним генератором (на cxeMi позначе-ним, як «ТО»). Стаб1льн1сть результуючого сигналу п1сля тако! обробки виявляеться не ripine за коро-ткочасну стабшыисть м1сцевого кварцового генератора «ТО», середньочасово! стабшьност1 локального РТР1 i довготривало! стаб1льност1 приймача GPS чи приймача будь яко! iiimo! системи GNSS (Global Navigation Satellite System).
Слад зазначити, що тут для сигнал1в як NTP, так i РТР можлнв1 внм1рювання значень PDV, та подальших розрахунк1в таких параметр1в стаб1ль-nocTi, як MAFE.
За наявноси дек1лькох NTP або РТР сервер1в на мереж1 Bii6ip найкращого за як1стю досягають за допомогою багатовходово! системи фазового авто-падстроювання частоти ФАПТ1 з цифровим управль нням п1длаштовуваного генератора. У ташй систем! один з вх1дних сигнал1в в1д кварцового генератора «ТО» забезпечуе стабшьн1сть на короткочасних штервалах вим1рювання. Св1й вклад у стабшыисть результуючого вихадного сигналу на середньочасо-вих 1нтервалах вносить м1сцевий GPS приймач, а у раз1 його аварп один або два видалених NTP або РТР сервера. У ташй багатовходов1й систем! фазового автопадстроювання частоти стабшы1!сть
Q. CL
£L &
е Е 2 S
Monitoring Channels
8
Вакась В. 1., Федорова Н. В., Гаврилки (?. В., Харлаи .il. О.
розультуючого сигналу на внход1 виявлясться но ripnio за стабшыисть будь якого з дпочих джорол, i yci вони служать для шдстроювання вихщного сигналу [7].
Мкцовий кварцовий шдлаштовуваний гоноратор «ТО» з кращою короткочасною стабшыистю частота шдкшочасться бозпосородньо до виходу потл1 рогулювання. Сигнали GPS i писцового NTP або РТР сорвора використовуються для шдстроюван-ня сигналу чороз схему кал1брування, що формус перший опорний сигнал для схсми усоредшовання замкнуто! потль Постшш часу схсми кал1брування i петель рогулювання вибраш так. щоб пореважаю-чий вплнв кожного з опорних сигнал1в був виборчим i в цшому макстпзував загальну стабшыисть i тонну м1тку часу вихщного сигналу.
Запропонована схема. щлм Biipiinoiiira аваришо-CTi пристрою та формування розультуючого ста-бшьного сигналу на морожу, дас змогу проводити втирювання парамотр1в стабшыгосп сигнал1в син-хрошзащ! ввд трьох джорол. узгоджувати фазову синхрошзацпо ввд трьох джорол. Виникас питания, яким чипом управляти втпрюваннями па ввдсташ i до обробляти, а згодом i збор1гати результати вимь рюваиь. Втпрювання в цих трьох точках моролй можливо за наявносп в них втирювалышх при-лад1в або ж використовувати можливоста системи управлшня морежового обладнання синхрошзащ! в цих точках. В обох випадках результати втирю-вань накоиичуються бозпосородньо на втпрюваль-них пристроях або морежовому обладнанш. Згодом Ш результати слщ ввдправляти на цонтрал1зований сервер. В iciiyючих системах управлшня мережами синхрошзащ! типу SyricView Phis та TimePictra та-Ko'i функщоналыгосп не icnyc та не перодбачасться. Тобто необхщно додатково розробляти ирограмно забезпечення для анал1зу (наприклад, обчислоння параметру MAFE [1,3]) та збориання даних результате втирювання.
Проблема, яка виникас у pa3i реал1защ1 щс! схсми, цс обробка отриманих результате втирювання та i'x анал1з i збериання. За сучасного стану шфор-мащйних баз даних та затворджоних Рекомендаций ITU Т [3,8 11] цс завдання но викликае суттсвих складнопцв. Ало нсобхщно також продставити алгоритм взасмодИ mdk трьома джсролами сигналу та цснтралышм ссрвором. Зидно цього алгоритму, за мажоритарним правилом, будс ирийматися pinioiiira щодо працсздатност кожного з трьох сорвор1в [2 5]. Цс також завдання суто для програмного забезпечення. Тут доцшыго скористатися Tieio ж концепщею, як у pa3i розробки anapamioi' частини системи мо-iiiTopiiiiry, а самс мажоритарним правилом оцшки трьох пристроТв. Цс дасть можливкть бшын дина-м1чно управляти самим процссом проведения вимь рювань кошргурувати завдаиия па втпрювання, оцпиовати справи1сть втпрювального обладиаиия навиь шд час проведения втирювань. Частково у
цьому pa3i можуть бути зад1яш можливост систем управлшня мережами синхротзащ!, алс шщо не заважас зробити цс окремо Bci протоколи взае-модИ за IP с ввдкритими, а бсзиска будс збережена закритстю BiiyTpimnix промислових IP мереж опс-ратор1в зв'язку [2].
В [7] наведено найпростший прототип алгоритму тако! взасмодИ. За основу було взято оцш-ку трьох ccpBcpiB NTP ввдносно четвертого. Пряма аналопя з трьома пристроями джерелами та четвертнм цснтралышм сервером. Для наочност дсмонстраш! прототипу використовуються загаль-нодостуиш ссрвсри NTP в Public Internet (з проекту www.pool.ntp.org). Ссрвсри РТР використати для цього проблематично, оскшьки нсобхвдно зад1я-ти апаратнпй ресурс центрального серверу (взагал1 ссрвсри РТР у загальиодоступиому Bapiaum май-жс не зустр1чаються). Прототип рсал1зовано мовою програмування Python Bcpci'i 3.6.4 (лштинг коду прототипу наведено у РоздЫ 2 МонографИ [7]). За централышй сервер впбрано NTP у м. IvncBi з цього ж проекту www.pool.ntp.org, а самс за адрссою www.timc.in.na. Цс сервер первинного piBira Stratum 1 з опорою на GPS приймачь
Три дослщжуваш ссрвсри цс вибраш три в1ддалсш NTP ссрвсри зидно проекту www.pool.ntp.org в pi3inix частинах Св1ту - П1вдснна Америка, Аз1я та Свроиа (Рис. 2).
NTP Server w.time.in.ua
Central Server (Measurement Software and Data Base of measurement results)
NTP Server
www.pool.ntp.org
Asia
NTP Server www.pool.ntp.org South America
NTP Server www.pool.ntp.org Western Europe
Рис. 2. Схема оргашзащ! мошторингу зидно проекту www.pool.ntp.org
Програма пицпос з'еднання з уйма чотирма серверами NTP зидно з даними, яш вводить користу-вач скшьки вим1рювань треба провести i через якпй час. Шсля цього nopiBinoc час вщ трьох в1дда-лсиих ccpBcpiB по вщношеншо до опорного сервера у IvncBi. Впраховус затрпмку, та впводпть на скран результати вим1рювань дату i час вщ кожного у дскшькох форматах та затримку вщносно опорного серверу. Якщо накопичити доенть втирювань, то затрпмка мае складати до 3 (що багато навиь для Public Internet, алс все залежить вщ якост1 1нтср-нсту в м1сщ, дс проводиться втпрювання). Коли пройдеш Bci цикли, яш користувач задав при введший кшькост вим1рюваиь, програма зупииясться.
Цсй прототип дас змогу продсмонструвати можливост мошторингу за мажоритарним правилом. Якщо накопичити достатньо даних, можливо ство-
Оцшка якос'1'i опорных сигиашв cuuxpoukîaniï в 1Р-мережах на ба:п систем управлшня обладиаипя cuuxpoukîaniï
9
рити графш, або заиовнити масиви даних для подальшого анатзу.
На рсалышх мережах оиератор1в зв'язку при робочих серверах NTP затримки будуть вже мЫ-секундш, а точшсть па мшросокундному piBiii [1].
Висновки
1. Систоми управлшня TimePictra та Sync View Pins дають змогу проводити вихйрюва-1шя в пакетпих мережах, наприклад, вимь рюваиия PDV, packet MTIE, packet TDEV, packet niinTDEV. Таким чипом, иа 6a3i систем управлшня обладнання синхрошзацп можливе
створеиия СИСТОМИ «ПОВНОЦПШОГО» МОШТОрИН-
гу стабшыгосп сигнатв синхротзащ!, ало на сьогодшшнш деиь, з певиими обмежеииями.
2. Запропоновано схему сучасно! систоми мошто-рингу мереж1 синхрошзацп на ociiobI анатзу сигнатв за протоколами NTP та РТР вщ трьох сервер1в за мажорптарнпм правилом буде прийматися piineiiira щодо працездатно-CTi кожного з трьох cepBepiB.
3. Для наочноста функщонування запропоновано! схемп мошторингу був розроблений про-грамний прототип взасмодп м1ж трьома ву-злами NTP та цеитралышм сервером, який представлено в завершалыпй частиш Роздшу 2 Монографп [7]. Протокол NTP було обра-но для можливосп демонстрацп в загальшй мереж1 Public Internet. Прототип реал1зовано мовою програмування Python версп 3.6.4.
4. BiiKopncTani, в запропонован1й cxeMi мошто-рингу, джерела не обов'язково мають бути первинними, i таких схем иа мереж1 (особливо великш мереж1) може бути значно бшыпе шж одиа. Таким чипом, иа 1Р-мереж1 можливо реал1зувати повноцпшу систему мошторингу параметр1в сигнал1в синхрошзацп.
Перелж посилань
1. Mills D.L. Computer network time synchronization: the network time protocol. Boca Raton, FL: CRC/Taylor&Francis, "2006. 286 p. (Д. Миллс. Сличение времени в компьютерных сетях: протокол сотового времени иа Земле и в космосе. / Миллс, Д. [пер. с англ. иод род. Л.В. Савчука], К.: W1RCOM. 2011. 464 с).
2. Ferrant .I.-L., Ruffini S. Evolution of the standards for Packet Network Synchronization. IEEE Communication Magazine, February 2011, pp. 132-138.
3. ITU-T C.8261.1/Y.1361.1 (02/2012). Packet delay variation network limits applicable to packet-based methods (Frequency synchronization).
4. Hann К., .Jobort S., Rodrigues S. Synchronous Ethernet lo Transport Frequency and Phase/Time. IEEE Communication Magazine, August 2012, pp. 152-160.
5. Одуаи К., Гиио В. Измерение времени. Основы CPS. M.:" Техносфера, 2012, 400 с.
6. Ванников Л. С., Каиаев Л. К., Крепов В. В. Решение проблем синхронизации в IP-сети / Л. С. Ванников, Л. К. Каиаев, В. В. Крепов // Автоматика, связь, информатика. 2011. № 3. с. 20-22.
7. Лвтоматизоваиий контроль якост! формуваиия сии-xpocui'iiajiiB иа ociiobî використаиия IP-Toxuojioi'iü / В. В. Коваль, О. В. Самков, Н. В. Федорова, В .1. Вакась. К.: HYBill Украши, 2019. 423 с.
8. ITU-T Recommendation С.8265.1/Y.1365.1 (2010). Precision time protocol telecom prolile for frequency synchronization.
9. ITU-T Recommendation C.8275.1/Y.1369.1 (2016). Precision time protocol telecom prolile for phase/time synchronization with full timing support from the network.
10. ITU-T Recommendation C.8275.2/Y.1365.2 (2019). Precision time protocol telecom prolile for phase/time synchronization with partial timing support from the network.
11. ITU-T Recommendation C.8271.1 Y/1366.1 (2013). Network limits for time synchronization in packet networks.
References
[1] Mills D. L. (2006) Computer Network Time Synchronization, Boca Raton: CRC Press, 304 p. DOl: 10.1201/9781420006155
[2] Ferrant .J. and Ruffini S. (2011) Evolution of the standards for packet network synchronization. IEEE Communications Magazine, Vol. 49, Iss. 2, pp. 132-138. DOl: 10.1109/mcom.2011.5706321
[31 ITU-T C.8261.1/Y. 1361.1 (02/2012) Packet delay variation network limits applicable to packet-based methods (bYe.que.ncy synchronization).
[4] Hann K., .Jobert S. and Rodrigues S. (2012) Synchronous ethernet to transport frequency and phase/time. IEEE Communications Magazine, Vol. 50, Iss. 8, pp. 152-160. DOl: 10.1109/mcom.2012.6257542
[5] Oduan K., Oino B. (2012) Time measurement. CPS basics, Technosfera, 400 p.
[6] Vannikov A. S., Kanaev A. K., Krenev V. V. (2011) Solving synchronization issues in an IP-network, Automation, communication, informatics, № 3, pp. 20-22.
[7] Koval V.V., Samkov O.V., Fedorova N.V., Vakas V.l. (2019) Automated quality control of the formation of clock signals based on the use of IP technologies, Kyiv, National University of Life, and Environmental Sciences of Ukraine., 423 p.
[8] ITU-T C.8265.1/Y.1365.1 (2010) Precision time protocol telecom profile, for frequency synchronization.
[9] ITU-T C.8275.1/Y.1369.1 (2016) Precision time protocol telecom profile, for phase/time synchronization with full timing support from the. network.
10
Vakas V. 1., Fodorova N. V., Havrylko Y. V'.. Kharlai L. O.
[101 ГГЦ-!1 G.8275.2/Y. 1365.2 (2019) Precision time protocol tolocom prolilo for phaso/timo synchronization with partial timing support from the network.
[11] ITU-T G.8271.1 /Y.1366.1 (2013) Network limits for time synchronization in packet networks.
Оценка качества опорных сигналов синхронизации в IP-сетях на базе систем управления оборудования синхронизации
Вакась В. И., Федорова Н. В., Гаврилко Е. В., Харлай Л. А.
Приведены возможности систем управления современного оборудования синхронизации. Рассмотрены системы управления оборудования синхронизации TimePict.ra и Sync View Plus, позволяющие проводить измерения в пакетных сетях. В последних версиях данных систем управления появилась возможность проведения измерений параметров стабильности исходящих и входящих сигналов синхронизации па сетевом оборудовании синхронизации средствами, которые аппаратам) реализованы в этом оборудовании и поддерживаются соответствующим программным обеспечением в системах управления TimePict.ra та SyncView Plus. Системы управления TimePict.ra и SyncView Plus дают возможность проводить такие "внутренние" измерения в пакетных сетях, например, измерения PDV (Packet Delay Variation), packet MTIE (Maximum Time Interval Error), packet. TDEV (Time Deviation), packet. minTDEV. To есть идеология измерений, которую компания Microsemi предложила в своем измерительном устройстве TimeAnalyzer 7500, плавно перешла па саму сеть синхронизации. На базе рассмотренных систем управления показано возможность создания системы "полноценного" мониторинга стабильности сигналов синхронизации, по па сегодняшний день, с определенными ограничениями. Предложены принципы создания современной системы мониторинга сети синхронизации па основе анализа сигналов по протоколам NTP (Network Time Protocol) и РТР (Precision Time Protocol). Приведена схема мониторинга качества опор-пых сигналов РТР и NTP, которая включает в себя два местных источника, одни - па основе приемника GPS (Global Positioning System), а второй - па основе локального сервера РТР1, которые подключены к схеме калибрования, далее исходящий сигнал поступает па схему усреднения. Также условно можно заменить РТР сервера па NTP, поэтому схема считается универсальной для двух протоколов. В статье представлен прототип взаимодействия между тремя узлами NTP и центральным сервером. Этот прототип дает возможность продемонстрировать принципы мониторинга по мажоритарным правилам. В случае накопления достаточного количества данных, можно создать график или заполнить массивы данных для дальнейшего анализа.
Ключевые слова: сеть синхронизации, оборудование синхронизации, система управления, параметры стабильности, сигналы синхронизации, оценка качества, мониторинг
Assessment of the Quality of Synchronization Reference Signals in IP-Networks Based on Synchronization Equipment Control Systems
Vakas V I., Fedorova N. V, Havrylko Y. V, Kharlai L. O.
Control system TimePict.ra and SyncView Plus synchronization equipment, considered, which allow measurements in packet, networks. In the latest, versions of these control systems, it. became possible to measure the stability parameters of outgoing and incoming synchronization signals on network synchronization equipment, by means that, are hardware implemented in this equipment, and supported by the corresponding software in TimePict.ra and SyncView Plus control systems. TimePict.ra and SyncView Plus control systems make it. possible to perform such internal measurements in packet, networks. For example, PDV (Packet. Delay Variation), packet. MTIE (Maximum Time Interval Error), packet. TDEV (Time Deviation), packet. minTDEV measurements. That, is, the measurement, ideology that. Microsemi proposed in its TimeAnalyzer 7500 measuring device has seamlessly switched to the synchronization network itself. Based on the considered control systems, the possibility of creating a monitoring system - synchronization signals stability (but. today with certain limitations). The principles of creating a modern system for monitoring the synchronization network based on signal analysis using the NTP(Net.work Time Protocol) and PTP (Precision Time Protocol) protocols are proposed. A monitoring scheme for the quality of reference synchronization signals using the PTP and NTP protocols presented, which includes two local sources. One based on the GPS receiver (Global Positioning System). Second based on the local PTP1 server. PTP1 connected to the calibration circuit, and the outgoing signal connected to the averaging scheme. It. is also conditionally possible to replace the PTP server with NTP. The scheme considered universal for two protocols. A prototype of the interaction between the three NTP nodes and the central server described. This prototype makes it. possible to demonstrate the principles of monitoring by majority rules. In case of accumulation of a sufficient, amount, of data, you can create a graph or fill in data arrays for further analysis.
Key words: synchronization network, synchronization equipment., control system, stability parameters, synchronization signals, quality assessment., monitoring
