Синхронизация в сетях связи

Введение

РТР – протокол синхронизации времени для узлов, распределенных по сети. Реализация протокола возможна на основании программного, аппаратно-программного и полностью аппаратного решения. Наибольшую точность обеспечивает полностью аппаратная реализация, поскольку исключается влияние очередей и неравномерности загрузки процессора. Реализация формирования временной метки на основании аппаратного решения обеспечивает лучшую точность, чем иные протоколы синхронизации времени, такие как NTP.

Система РТР может состоять из комбинации устройств, поддерживающих и не поддерживающих протокол РТР. Для возможности обеспечения высокой точности синхронизации, необходимо, чтобы все устройства поддерживали данный протокол. Наличие на сети устройств, не поддерживающих РТР, приведет к значительной вариативности задержки, вносимой данными устройствами, что значительно снизит точность подстройки генераторов ведомых устройств.

Устройства, поддерживающие протокол РТР, подразделяются на Ordinary Clock, Boundary Clock и Transparent Clock. Устройства, не поддерживающие протокол РТР, это обычные сетевые коммутаторы, маршрутизаторы и другие сетевые устройства.

РТР является распределенным протоколом, который описывает, как синхронизировать в режиме реального времени РТР устройства. Генераторы организуются в иерархическую структуру «ведущий-ведомый», в вершине находятся задающие генераторы (Grandmaster clock), раздающие метки синхронизации для всей системы. Основными сетевыми элементами PTP сети являются устройства типа Master и Slave. Сетевой элемент Master является источником синхронизации, Slave - приемником синхросигналов для подстройки внутреннего генератора. В зависимости от конфигурации, сетевой элемент может быть одновременно и Master и Slave для различных соседей.

Синхронизация достигается путем обмена РТР-сообщениями, при этом устройства используют данные сообщения для подстройки внутренних генераторов от задающего генератора в соответствии с иерархией. Grandmaster обменивается пакетами с ведомыми устройствами, постоянно корректируя уход частоты ведомых устройств относительно задающего генератора. Чем выше частота обмена сообщениями, тем точнее производится подстройка. При этом, увеличение частоты обмена сообщениями синхронизации увеличивает необходимую для РТР полосу пропускания. Протокол РТР работает в логической области, называемой РТР-доменом.

Точность протокола PTPv2 составляет 10-7 секунд (±50 нс).