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PTP Timescale

La maggior parte delle applicazioni che utilizzano PTP per distribuire il tempo

in realtà non hanno bisogno di tempo standard, come inteso dai laboratori nazionali. Tutto ciò che serve è che i clock di una rete abbiano lo stesso tempo. Tuttavia, esistono diversi motivi per utilizzare un timescale standard durante la distribuzione di PTP:

  1. Il tempo in rete può essere facilmente convertito in ora locale standard leggibile dall'uomo.
  2. Alcuni regolamenti governativi e standard tecnologici specificano il tempo standard legato ai laboratori nazionali.

Per cominciare, ogni rete di timing dovrebbe usare lo standard SI second. IEEE 1588 in realtà non lo richiede, ma molte parti dello standard lo assumono comunque. Inoltre, non utilizzare il SI second rende molto difficile convertire il tempo di rete in qualsiasi tipo di tempo standard. Quindi non prendere in considerazione nemmeno di mettere il tempo in una rete che non sia basata sul secondo. Stai pensando a un caso in cui non è necessario. Non farlo!

La scala temporale predefinita e consigliata di 1588, la scala temporale PTP, è la migliore stima fornita da TAI per la scala temporale internazionale standard. TAI, o in inglese, International Atomic Time, è gestito dal laboratorio nazionale francese, BIPM. "Qualcuno sa davvero che ore sono?" Dal momento che TAI è derivato in modo complicato da un insieme di orologi atomici nei laboratori nazionali di tutto il mondo, i calcoli per creare TAI richiedono settimane. Ogni laboratorio nazionale mantiene una previsione continua di TAI, che è in genere accurata a pochi nanosecondi. Queste previsioni sono confrontate tra loro usando tecniche come il trasferimento satellitare a due vie o TWSTT, vedi Figura 1.

Figura 1. TAI: il BIPM viene confrontato con TAI: PTB (il laboratorio nazionale tedesco) utilizzando il trasferimento temporale via satellite bidirezionale.

TWSTT, come risulta, è un meccanismo di trasferimento temporale simile a PTP e NTP. Nello specifico, il tempo viene trasferito in ciascuna direzione in modo tale da poter tenere conto dei ritardi di comunicazione. Le previsioni TAI sono disponibili tramite segnali satellitari e radio. Ad esempio, il tempo GPS è convertibile alla previsione del TAI presso l'Osservatorio Navale degli Stati Uniti, uno dei contributori al TAI.

Ma lo standard internazionale non è chiamato Coordinated Universal Time o UTC? Sì, ma l'UTC è definito come offset TAI per un numero intero di secondi. Lo scopo di questo offset UTC è di mantenere UTC vicino al tempo astronomico, che è determinato dalla posizione delle stelle nel cielo. Per ottenere ciò, l'offset UTC viene periodicamente aggiornato inserendo un secondo intercalare. Come tutti noi, la Terra rallenta nel tempo. Gli orologi atomici, tuttavia, non lo fanno. Quindi, i secondi bisestili vengono aggiunti ogni sei mesi, un anno o due anni circa. Se la Terra dovesse accelerare, un secondo potrà essere tolto dall'offset UTC, ma questo non è mai accaduto.

I salto di tempo sono noti per causare problemi tecnici in molte applicazioni. Per questo motivo PTP utilizza TAI nei timestamp che compaiono nei messaggi PTP. L'offset UTC viene anche distribuito nel caso in cui UTC sia necessario nell'applicazione. Si noti che l'ora locale viene sempre derivata da UTC, spostando l'ora UTC dell'offset del fuso orario locale. Quindi, se l'applicazione ha bisogno di ora locale, prima necessita di UTC. L'offset UTC è disponibile dalle interfacce PTP nello stato master all'interno di un campo nei messaggi di Announce, vedere la Figura 2.

Figura 2. Struttura del messaggio di Announce PTP

Ulteriori informazioni su UTC sono disponibili nel campo flag dell'intestazione comune su tutti i messaggi PTP, vedi Figura 3.

Figura 3. Flag nell'intestazione comune del messaggio PTP.

OK, quindi qual è il tempo Arb? 1588 ha previsto che alcune applicazioni, ad esempio in una piccola rete, potrebbero non voler affrontare il problema dell'utilizzo del ricevitore GPS o di altri mezzi per ottenere TAI, quindi è possibile che la scala cronologica possa essere arbitraria ( per gli amici amici semplicemente "Arb"). Se il granmaster della rete sta eroganto tempo Arb, gli slave PTP non dovrebbero fare alcuna ipotesi sulla relazione tra il tempo di rete e qualsiasi scala temporale standard.

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