IEEE 1588 PTP v1 and v2
حلولنا
أساسيات مزامنة PTP
يعرف البروتوكول رسائل المزامنة المستخدمة بين الساعة الرئيسية (Master) والساعة التابعة (Slave)، مشابهة لوضع الخادم والعميل المستخدم في بروتوكول وقت الشبكة (NTP).
الساعة الرئيسية هي المزود للوقت، بينما تقوم الساعة التابعة بالمزامنة مع الساعة الرئيسية. أما الساعة الكبرى (Grandmaster) فهي ساعة رئيسية تتزامن مع مرجع وقت مثل GPS.
تشمل الرسائل في البروتوكول رسالة مزامنة للساعة الرئيسية، ورسالة استجابة تأخير الساعة الرئيسية، ورسائل طلب تأخير الساعة التابعة.
بالإضافة إلى الرسائل، يسمح خوارزمية أفضل ساعة رئيسية (BMC) لعدة ساعات رئيسية بالتفاوض لاختيار أفضل ساعة للشبكة.
تتطلب مزامنة الساعات على الشبكة المحلية (LAN) وجود ساعة رئيسية واحدة على الأقل وساعة تابعة واحدة. يمكن لعدة ساعات تابعة أن تتزامن مع ساعة رئيسية واحدة.
الساعة الرئيسية توفر رسائل المزامنة التي تستخدمها الساعات التابعة لتصحيح ساعاتها المحلية. يتم التقاط الطوابع الزمنية الدقيقة في كل من الساعة الرئيسية والساعات التابعة. تُستخدم هذه الطوابع الزمنية لتحديد تأخير الشبكة المطلوب لمزامنة الساعة التابعة مع الساعة الرئيسية.
يتم إرسال رسالة المزامنة عادةً كل ثانيتين من الساعة الرئيسية، بينما يتم إرسال رسالة طلب التأخير من الساعة التابعة بشكل أقل تكرارًا، حوالي طلب واحد كل دقيقة.
كيف يعمل
يتم التقاط أربعة طوابع زمنية بين الساعة الرئيسية (Master) والساعة التابعة (Slave). الطوابع الزمنية ضرورية لحساب التفاوت بين الساعات (Slave offset). وتُعرف هذه الطوابع الزمنية عادةً بالأسماء T1 و T2 و T3 و T4.
يجب حساب مساري التأخير، من الرئيسية إلى التابعة ومن التابعة إلى الرئيسية.
أولاً، احسب الفرق بين الساعة الرئيسية والساعة التابعة:
- الطابع الزمني الأول هو T1. وهو الوقت الدقيق لرسالة المزامنة من الساعة الرئيسية. يتم إرسال هذا الطابع الزمني في رسالة متابعة لأن وقت T1 تم أخذه عندما تم إرسال رسالة المزامنة عبر منفذ الإيثرنت
- الطابع الزمني الثاني هو T2. وهو الوقت الدقيق الذي تم فيه استقبال رسالة المزامنة في الساعة التابعة.
- يمكن حساب الفرق بين الساعة الرئيسية والتابعة بمجرد أن تتوفر الطوابع الزمنية T1 و T2 في الساعة التابعة
- الفرق بين الساعة الرئيسية = T2-T1
ثانيًا، احسب الفرق بين الساعة التابعة والساعة الرئيسية:
- الطابع الزمني الثالث هو T39 وهو الوقت الدقيق لرسالة طلب التأخير من الساعة التابعة. الطابع الزمني الرابع هو T4 وهو الوقت الدقيق لاستقبال رسالة طلب التأخير في الساعة الرئيسية.
- يمكن حساب الفرق بين الساعة التابعة والساعة الرئيسية بمجرد أن تتوفر الطوابع الزمنية T3 و T4 في الساعة التابعة.
- الفرق بين الساعة التابعة والساعة الرئيسية T4-T3 =
يمكن حساب تأخير الاتجاه الواحد بمجرد أن يتوفر الفرق بين الساعة الرئيسية والساعة التابعة، والفرق بين الساعة التابعة والساعة الرئيسية في الساعة التابعة:
تأخير الاتجاه الواحد = (فرق الساعة الرئيسية إلى التابعة + فرق الساعة التابعة إلى الرئيسية) / 2
يتم استخدام التفاوت لتصحيح ساعة التابع:التفاوت = فرق الساعة الرئيسية إلى التابعة – تأخير الاتجاه الواحد
أو
= ((T2 – T1) – (T4 – T3)) / 2
لذلك، تكون العبارات التالية صحيحة بالنسبة لهذا الخوارزمية، مع افتراض تأخيرات انتشار الشبكة الثابتة وتغيرات تدريجية في ظروف التشغيل مثل درجة الحرارة:
:
تستخدم ساعة التابع التفاوت لضبط الوقت بحيث يتوافق مع الساعة الرئيسية. عادةً ما تعتمد ساعة التابع على خوارزمية لضبط الساعة تأخذ في اعتبارها تأخيرات انتشار الشبكة التي تؤثر على التفاوت، بالإضافة إلى تأثير درجة حرارة بلورة الساعة وشيخوختها على استقرارها.