Synchronizace času v distribuovaných heterogenních měřicích a řídicích systémech
Typ dokumentu
disertační práceAutor
Breuer, Jan
Vedoucí práce
Roztočil, Jaroslav
Fischer, Jan
Studijní obor
Měřicí technikaStudijní program
Elektrotechnika a informatikaInstituce přidělující hodnost
České vysoké učení technické v Praze. Fakulta elektrotechnická. Katedra měřeníMetadata
Zobrazit celý záznamAbstrakt
Cílem této práce je nalezení způsobu měření různých zdrojů chyb
synchronizace hodin a způsobu jejich vzájemného odlišení. Práce se zabývá
synchronizací hodin především v paketových sítích za použití protokolu
podle standardu IEEE 1588. Významným zdrojem chyb v takových sítích je
změna přenosového zpoždění paketů.
Byla navržena a realizována metoda pro přesné měření přenosového
zpoždění, která vychází z protokolu pro přesnou časovou synchronizaci
podle IEEE 1588. Pouhé vzájemné porovnání například 1 PPS výstupů
nestačí k měření parametrů sítě, protože v sobě obsahuje např. i vlastnosti
filtrování zpoždění paketů na straně podružných hodin.
Metoda spočívá v implementaci protokolu na daném komunikačním
médiu tak, že pakety slouží pouze pro měření zpoždění, protože
komunikující protistrany jsou synchronizovány jinak. Bylo vytvořeno
zařízení pro lokální měření s rozlišovací schopností 8 ns, které vnitřně
synchronizuje komunikační porty. Dále bylo vytvořeno zařízení pro
vzdálené měření, které pro vlastní synchronizaci na obou koncích využívá
GPS přijímač.
Zařízení bylo kalibrováno na sítích se známým zpožděním. První
kalibrace spočívaly v měření zpoždění na samotném kabelu, další měření
byla provedena na simulátoru zpoždění přenosové cesty. Zařízení bylo
použito pro změření vlastností různých síťových prvků. Bylo naměřeno
např. zpoždění běžného síťového přepínače, které vykazovalo změny
zpoždění řádově stovky ns bez zátěže. Síťový přepínač s podporou
protokolu IEEE 1588 zapisoval informaci o zpoždění do přenášených zpráv,
a tím bylo možné změny zpoždění kompenzovat.
Dalším významným zdrojem chyb synchronizace může být vlastní
implementace protokolu. Byl navržen a implementován nástroj pro
sledování komunikace, který automaticky detekuje chyby ve vzájemných
výměnách paketů.
Protokol IEEE 1588 byl dále implementován do různých zařízení
a operačních systémů a byly porovnány vlastnosti jednotlivých
implementací. Byly zvoleny operační systémy Windows a Linux a dále byl
testován systém RTX, což je real-time rozšíření pro Windows.
Výsledky měření byly použity pro návrh distribuovaného systému pro
sběr dat, který využívá časovou synchronizaci a dále používá časový
multiplex pro vzájemnou komunikaci, aby se neprojevovalo zatížení sítě do
zpoždění paketů pro synchronizaci.
Kolekce
- Disertační práce - 13000 [688]
K tomuto záznamu jsou přiřazeny následující licenční soubory: