IEEE1588v2 Precision Time Protocolについて

あらゆるモノがIPネットワークでつながりコミュニケーションをするIoTの世界では、相互の機器の時刻が正確でなければなりません。キャリアネットワークや金融取引はもとより、今後の適用が期待されるV2X(Vehicle to Everything)や放送(SMPTE)、製造業(Industry4.0)の世界においても時刻同期は大変重要な技術です。
このIPネットワークでの高精度な時刻同期としてPrecision time Protocol(PTP)が期待されています。

プロファイル比較表

E2EとP2Pについて

PTPコミュニケーションにはE2E(End to End)とP2P(Peer to Peer)という2つの方式があります。E2EはGMCとスレーブが中間ノードを超えてメッセージ交換するのに対して、P2PではDelay ReqとDelay Reapを隣り合うノード間で通信します。ひとつのPTPネットワーク内で統一する必要があります。

Time ErrorとTime Interval Error

タイムエラーは、基準時刻と被測定対象2つの時刻情報の相対的な差を言います。平均を「コンスタントタイムエラー(cTE)」、基準時刻からの最大値を「マックスタイムエラー(MaxTE)」、cTEを基準としてプラスマイナス両方向の最大幅を「ダイナミックタイムエラー(dTE)」と言います。 それに対してタイムインターバルエラーは、被測定対象の任意時間単位当たりのタイムエラーの変動値を言います。

その他の用語

  • PDV
    • Packet Delay Variation=パケット遅延のバラツキ。遅延値が一定であればオフセット補正ができますが、この遅延値にバラツキがあるとオフセット補正でキャンセルできなくなってしまうため、この成分を少なくする必要があります。
  • Asymmetry
    • ネットワークの非対称性。ノード・リンク・ルートなどの要素によって対向ノードとのコミュニケーションの上り下りの遅延値が異なり同期精度に影響が出ます。

Synchonous Ethernet(Sync-E)について

ITU-T G.8261/2/4にて規定されているネットワーク周波数同期方式です。ネットワークスイッチの物理層を使って周波数を伝播する方式で、物理層を使用するのでトラフィック環境に依存せず高精度な周波数を配信できます。 一部論理情報をL2を使ってメッセージ交換をします(ESMC)。 位相・時刻情報の同期ができない点や全ノードが対応している必要がある、などの制限もあります。

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