Kservistorg.ru

Все о бытовой технике
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Точная синхронизация времени

Точная синхронизация времени

Точная синхронизация времени

Временной синхронизацией (синхронизация по времени / тайминг) называется комплекс технических и программных средств, предназначенных для обеспечения дискретной передачи информации о значении точного времени от эталонного источника ко всем элементам системы с целью достижения синхронизации работы их внутренних (собственных) часов с эталонным временем.

Решения, связанные с синхронизацией по времени, находят все большее применение в различных технологических процессах и отраслях, это:

  • сети сотовой связи;
  • компьютерные сети и сервера;
  • банковский сектор и финансовые операции;
  • электрические сети и подстанции;
  • мониторинг объектов, зданий и сооружений;
  • мониторинг транспорта и подвижных объектов;
  • системы безопасности и многое другое.

Принцип работы устройств синхронизации времени

Сервера точного времени используются для синхронизации временных характеристик внутри определенной системы. Достигается это благодаря подключению к протоколу NTP. Он представляет собой специальный алгоритм, который производит настройку внутренних часов компьютера с применением сетей с переменной латентностью. Для того, чтобы получить максимальную точность синхронизации, предпочтительно использовать протокол NTP как системную службу. Для Microsoft Windows такой службой является W32Time, а для Linux — Ntpd.

Советы

Существует ряд советов, которых стоит придерживаться для качественной настройки времени:

  • качество сигнала страдает от непогоды или от времени суток (на разных континентах по-разному);
  • сигнал мощнее в ночное время;
  • связь теряется, если часы находятся в здании/транспорте/возле бытовой техники;
  • синхронизация может не осуществиться при слабом заряде батареи;
  • синхронизация может не осуществиться при активированных датчиках в часах;
  • связь может прерваться при активации будильника.

Также стоит помнить, что существуют слепые зоны, которые находятся за пределами покрытия атомных часов. Там синхронизация практически невозможна, что также важно учитывать при частых перемещениях между странами и континентами.

часы с MultiBand 6

В 2005 году была начата работа по изменению стандарта IEEE1588-2002 с целью расширения возможных областей его применения (телекоммуникации, беспроводная связь и в др.). Результатом работы стало новое издание IEEE1588-2008, которое доступно с марта 2008 со следующими новыми особенностями:

  • Усовершенствованные алгоритмы для обеспечения погрешностей в наносекундном диапазоне.
  • Повышенное быстродействие синхронизации времени (возможна более частая передача сообщений синхронизации Sync).
  • Поддержка новых типов сообщений.
  • Ввод однорежимного принципа работы (не требуется передачи сообщений типа FollowUp).
  • Ввод поддержки функции т.н. прозрачных часов для предотвращения накопления погрешностей измерения при каскадной схеме соединения коммутаторов.
  • Ввод профилей, определяющих настройки для новых областей применения.
  • Возможность назначения на такие транспортные механизмы как DeviceNet, PROFInet и IEEE802.3/Ethernet (прямое назначение).
  • Ввод структуры TLV (тип, длина, значение) для расширения возможных областей применения стандарта и удовлетворения будущих потребностей.
  • Ввод дополнительных опциональных расширений стандарта.

Принцип функционирования систем на основе протокола PTP

В системах, где используется протокол PTP, различают два вида часов: ведущие часы и ведомые часы. Ведущие часы, в идеале, контролируются либо радиочасами, либо GPS-приемниками и осуществляют синхронизацию ведомых часов. Часы в конечном устройстве, неважно ведущие ли они или ведомые, считаются обычными часами; часы в составе устройств сети, выполняющих функцию передачи и маршрутизации данных (например, в Ethernet-коммутаторах), считаются граничными часами.

Читайте так же:
Как регулировать часы с железным ремешком

Согласно протоколу PTP синхронизация устройств по времени осуществляется на основе схемы «ведущий – ведомый».

Рис. 1. Согласно протоколу PTP синхронизация устройств по времени осуществляется на основе схемы «ведущий – ведомый».

Процедура синхронизации согласно протоколу PTP подразделяется на два этапа. На первом этапе осуществляется коррекция разницы показаний времени между ведущими и ведомыми часами – то есть осуществляется так называемая коррекция смещения показаний времени. Для этого ведущее устройство осуществляет передачу сообщения для целей синхронизации времени Sync ведомому устройству (сообщение типа Sync). Сообщение содержит в себе текущее показание времени ведущих часов и его передача осуществляется периодически через фиксированные интервалы времени.

Однако поскольку считывание показаний ведущих часов, обработка данных и передача через контроллер Ethernet занимает некоторое время, информация в передаваемом сообщении к моменту его приема оказывается неактуальной. Одновременно с этим осуществляется как можно более точная фиксация момента времени, в который сообщение Sync уходит от отправителя, в составе которого находятся ведущие часы (TM1). Затем ведущее устройство осуществляет передачу зафиксированного момента времени передачи сообщения Sync ведомым устройствам (сообщение FollowUp). Те также как можно точнее осуществляют измерение момента времени приема первого сообщения (TS1) и вычисляют величину, на которую необходимо выполнить коррекцию разницы в показаниях времени между собою и ведущим устройством соответственно (O) (см. рис. 1 и рис. 2). Затем непосредственно осуществляется коррекция показаний часов в составе ведомых устройств на величину смещения. Если задержки в передачи сообщений по сети не было, то можно утверждать, что устройства синхронизированы по времени.

Вычисление времени задержки сообщений в коммутаторах.

Рис. 3. Вычисление времени задержки сообщений в коммутаторах.

Задержка в передачи сообщения в обоих направлениях будет идентичной в том случае, если устройства соединены между собой по одной линии связи и только. Если в сети между устройствами имеются коммутаторы или маршрутизаторы, то симметричной задержка в передачи сообщения между устройствами не будет, поскольку коммутаторы в сети осуществляют сохранение тех пакетов данных, которые проходят через них, и реализуется определенная очередность их передачи. Эта особенность может, в некоторых случаях, значительным образом влиять на величину задержки в передаче сообщений (возможны значительные отличия во временах передачи данных). При низкой информационной загрузке сети этот эффект оказывает малое влияние, однако при высокой информационной загрузке, указанное может значительным образом повлиять на точность синхронизации времени. Для исключения больших погрешностей был предложен специальный метод и введено понятие граничных часов, которые реализуются в составе коммутаторов сети. Данные граничные часы синхронизируются по времени с часами ведущего устройства. Далее коммутатор по каждому порту является ведущим устройством для всех ведомых устройств, подключенных к его портам, в которых осуществляется соответствующая синхронизация часов. Таким образом, синхронизация всегда осуществляется по схеме точка-точка и характерна практически одинаковая задержка в передаче сообщения в прямом и обратном направлении, а также практическая неизменность этой задержки по величине от одной передачи сообщения к другой.

Читайте так же:
Регулировка поворота ручки пластиковых окон

Хотя принцип, основанный на использовании граничных часов показал свою практическую эффективность, другой механизм был определен во второй версии протокола PTPv2 – механизм использования т. н. прозрачных часов. Данный механизм предотвращает накопление погрешности, обусловленной изменением величины задержек в передаче сообщений синхронизации коммутаторами и предотвращает снижение точности синхронизации в случае наличия сети с большим числом каскадно-соединенных коммутаторов. При использовании такого механизма передача сообщений синхронизации осуществляется от ведущего устройства ведомому, как и передача любого другого сообщения в сети. Однако когда сообщение синхронизации проходит через коммутатор фиксируется задержка его передачи коммутатором. Задержка фиксируется в специальном поле коррекции в составе первого сообщения синхронизации Sync или в составе последующего сообщения FollowUp (см. рис. 2). При передаче сообщений Delay Request и Delay Response также осуществляется фиксация времени задержки их в коммутаторе. Таким образом, реализация поддержки т. н. прозрачных часов в составе коммутаторов позволяет компенсировать задержки, возникающие непосредственно в них.

Реализация протокола PTP

Если необходимо использование протокола PTP в системе, должен быть реализован стек протокола PTP. Это может быть сделано при предъявлении минимальных требований к производительности процессоров устройств и к пропускной способности сети. Это очень важно для реализации стека протокола в простых и дешевых устройствах. Протокол PTP может быть без труда реализован даже в системах, построенных на дешевых контроллерах (32 бита).
Единственное требование, которое необходимо удовлетворить для обеспечения высокой точности синхронизации, – как можно более точное измерение устройствами момента времени, в который осуществляется передача сообщения, и момента времени, когда осуществляется прием сообщения. Измерение должно производиться максимально близко к аппаратной части (например, непосредственно в драйвере) и с максимально возможной точностью. В реализациях исключительно на программном уровне архитектура и производительность системы непосредственно ограничивают максимально допустимую точность.

При использовании дополнительной поддержки аппаратного обеспечения для присвоения меток времени, точность может быть значительным образом повышена и может быть обеспечена ее виртуальная независимость от программного обеспечения. Для этого необходимо использование дополнительной логики, которая может быть реализована в программируемой логической интегральной схеме или специализированной для решения конкретной задачи интегральной схеме на сетевом входе.

Читайте так же:
Ремонт хускварна 142 настройка и регулировка

Пример применения протокола PTP.

Выводы

Протокол PTP во многих областях уже доказал эффективность своего применения. Можно быть уверенным, что он получит более широкое распространение в течение следующих лет и что многие решения при его использовании смогут быть реализованы более просто и эффективно чем при использовании других технологий.

Какие настройки имеются у смарт-часов после синхронизации

Какие настройки имеются у смарт-часов после синхронизации

После синхронизации будет доступен ряд настроек, которые помогут сделать устройство более удобным. В первую очередь это касается языковой поддержки. При этом по умолчанию языки операционных систем смартфона и смарт-часов будут одинаковыми. Вы сможете также выбрать вариант дисплея с той информацией, которая вам наиболее нужна в течение дня.

Чтобы максимально полно пользоваться возможностями синхронизации, можно настроить уведомления – на определенные приложения, звонки, получение смс-сообщений. Кроме того, вы сможете использовать приложения с картами, различные игры, а также программы тренировок.

Функциональность будет напрямую зависеть от модели смарт-часов и соединенного с ними смартфона.

Форум АСУТП

and909 авторитет
авторитетСообщения: 876 Зарегистрирован: 27 июн 2013, 11:20 Имя: Андрей Шавшуков Страна: Россия город/регион: Пермский край Благодарил (а): 33 раза Поблагодарили: 60 раз

Сервер точного времени в АСУТП

  • Цитата

Сообщение and909 » 27 янв 2020, 12:47

За последние несколько лет на нашем предприятии система АСУ разрослась и возник вопрос синхронизации времени в системе.
Раньше были единицы ПЛК и панелей и этим как-то не заморачивались — подвести часы на панели раз в квартал не велик труд, но с ростом системы (счет единиц пошел на десятки) вопрос встаёт всё сильнее.

Обращаясь к теории, в общем виде синхронизация происходит путем обращения к NTP серверу в интернете. Но в системе АСУ логичнее иметь свой сервер времени, например, программный, как служба на сервере SCADA или отдельный аппаратный.
Опять же для точного времени нужен доступ в инет, что небезопасно.

А как у вас реализована служба точного времени в АСУТП?

Ryzhij почётный участник форума
почётный участник форумаСообщения: 4862 Зарегистрирован: 07 окт 2011, 08:12 Имя: Гаско Вячеслав Эриевич Страна: Россия город/регион: Рязань Благодарил (а): 291 раз Поблагодарили: 449 раз

Сервер точного времени в АСУТП

  • Цитата

Сообщение Ryzhij » 27 янв 2020, 13:09

Serex эксперт
экспертСообщения: 1659 Зарегистрирован: 15 авг 2011, 20:36 Имя: Пупков Сергей Викторович Страна: Россия город/регион: Москва Благодарил (а): 59 раз Поблагодарили: 90 раз

Сервер точного времени в АСУТП

  • Цитата

Сообщение Serex » 27 янв 2020, 14:29

and909 авторитет
авторитетСообщения: 876 Зарегистрирован: 27 июн 2013, 11:20 Имя: Андрей Шавшуков Страна: Россия город/регион: Пермский край Благодарил (а): 33 раза Поблагодарили: 60 раз

Читайте так же:
Регулировка системы отопления после запуска в течение 2 недель

Сервер точного времени в АСУТП

  • Цитата

Сообщение and909 » 28 янв 2020, 06:08

dtv частый гость
частый гостьСообщения: 456 Зарегистрирован: 04 фев 2014, 07:41 Имя: Тарас Валерьевич Страна: Россия город/регион: Екатеринбург Благодарил (а): 43 раза Поблагодарили: 47 раз

Сервер точного времени в АСУТП

  • Цитата

Сообщение dtv » 28 янв 2020, 06:16

Никита почётный участник форума
почётный участник форумаСообщения: 3724 Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23 Имя: Никита Страна: РФ город/регион: Мурманск Благодарил (а): 16 раз Поблагодарили: 171 раз

Сервер точного времени в АСУТП

  • Цитата

Сообщение Никита » 28 янв 2020, 09:11

Jackson администратор
администраторСообщения: 13262 Зарегистрирован: 17 июн 2008, 15:01 Имя: Евгений свет Брониславович Страна: Россия город/регион: Санкт-Петербург Благодарил (а): 347 раз Поблагодарили: 625 раз

Сервер точного времени в АСУТП

  • Цитата

Сообщение Jackson » 28 янв 2020, 11:08

dtv частый гость
частый гостьСообщения: 456 Зарегистрирован: 04 фев 2014, 07:41 Имя: Тарас Валерьевич Страна: Россия город/регион: Екатеринбург Благодарил (а): 43 раза Поблагодарили: 47 раз

Сервер точного времени в АСУТП

  • Цитата

Сообщение dtv » 28 янв 2020, 11:16

Ryzhij почётный участник форума
почётный участник форумаСообщения: 4862 Зарегистрирован: 07 окт 2011, 08:12 Имя: Гаско Вячеслав Эриевич Страна: Россия город/регион: Рязань Благодарил (а): 291 раз Поблагодарили: 449 раз

Сервер точного времени в АСУТП

  • Цитата

Сообщение Ryzhij » 28 янв 2020, 11:46

Jackson администратор
администраторСообщения: 13262 Зарегистрирован: 17 июн 2008, 15:01 Имя: Евгений свет Брониславович Страна: Россия город/регион: Санкт-Петербург Благодарил (а): 347 раз Поблагодарили: 625 раз

Сервер точного времени в АСУТП

  • Цитата

Сообщение Jackson » 28 янв 2020, 11:54

Следим за дискуссией.

Где вы здесь увидели хоть слово про то, что кто-то собирается ставить собственный GPS/Glonass-приёмник? Сказано только: прописать адрес. Если никто ничего не ставит, значит какой сервер надо прописать? Явно же не свой приёмник, которого нет. Поэтому и ответ такой был.

А то что все эти приёмники со своим NTP на борту — и так понятно, для того и существуют.

Так что попрошу.

and909 авторитет
авторитетСообщения: 876 Зарегистрирован: 27 июн 2013, 11:20 Имя: Андрей Шавшуков Страна: Россия город/регион: Пермский край Благодарил (а): 33 раза Поблагодарили: 60 раз

Сервер точного времени в АСУТП

  • Цитата

Сообщение and909 » 28 янв 2020, 12:39

Наверное, следует уточнить.

Чтобы синхронизировать время, нужен NTP сервер.
Можно использовать те, что есть в интернете. Но это небезопасно.
Чтобы сеть АСУ оставалась изолирована от интернета нужно, чтобы NTP сервер был в локальной сети.
Как и сказали коллеги, есть аппаратные серверы с GPS (вот здесь у меня и был пробел в знаниях).
В этом случае сервер получает время от GPS (и тп), мы подключаем сервер в сеть АСУ и прописываем адрес этого сервера в ПЛК/панелях.
В этом случае сеть так и остается в безопасности от интернета.

Читайте так же:
Синхронизация от встроенной вспышки nikon

Также есть вариант программно реализовать NTP сервер через шлюз на ПК с 2 LAN, одним портом подключенном в инет, где получаем точное время, а вторым портом подключенным в сеть АСУ и программно реализованный NTP сервер для оборудования АСУ.

А вопрос был в том, чтобы коллеги поделились, как у них (если) реализована синхронизация и не более того.

CentOS 6 и ниже

За синхронизацию времени отвечает служба ntpd. Она работает одновременно как клиент, так и сервер. Настройки хранятся в файле /etc/ntp.conf . Чтобы добавить/изменить ntp-сервер для синхронизации, используем параметр server. Допускается указание нескольких серверов, служба сама выберет наиболее подходящий по доверию/доступности:

После внесения изменения нужно перезапустить службу:

Синхронизация может не работать по нескольких причинам.

Смотрим логи. По умолчанию ntp пишет в системный лог /var/log/messages:

Эта ошибка возникает, если запущено несколько копий ntp и они конфликтуют между собой:

Убьем лишний процесс:

Ошибка в логах исчезнет, но синхронизация по-прежнему не работает. Тут есть нюанс — служба ntp после перезапуска не пытается немедленно синхронизироваться. Ей требуется определенное время(10-15мин), чтобы проанализировать работу системного таймера и потом выполнить надстройку. Чтоб заставить службу вызвать немедленную синхронизацию, остановим службу и запустим демон с ключами, которые вызовут попытку немедленной синхронизации и выход:

Смотрим /var/log/messages и видим ошибку «no reply: clock not set»

Первая мысль — не проходят пакеты через фаерволл. Это можно проверить, запросив статус серверов у службы через утилиту ntpq , если udp-порт 123 открыт, значения reach, delay, offset не должны быть нулевыми:

«*» — означает сервер, с которым последний раз была синхронизация.

«+» — можно использовать для синхронизации.

«-‘ — не рекомендуется для использования

В нашем случае пакеты проходят. Попробуем другой способ ручной синхронизации через утилиту ntpdate, службу ntp предварительно нужно выключить:

Время синхронизировалось. Дело в том, что утилита ntpdate использует иные механизмы синхронизации времени. Что касается службы, несмотря на то, что обратный ответ от внутренненго сервера приходит(мы это посмотрели через ntpq), служба отказывается принимать данные в качестве достоверного источника точного времени, хотя и явно об этом не сообщает. Это может быть связано с настройками удаленного ntp-сервера, политиками безопасности, если это win-сервер.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector