Die IRIG-Standards (Inter-Range Instrumentation Group) legen eine Reihe von Parametern für die Übertragung von Zeitstempeln zur Synchronisierung von Geräten in einem nicht allzu großen Netzwerk fest. Jeder Standard definiert ein Frame-Format und eine Übertragungsmethode (Trägerfrequenz, Modulation usw.). Nicht alle Standards haben die gleiche Auflösung oder die gleiche Präzision.
Präzision und Auflösung?
Zur Erinnerung hier die Definition dieser beiden Begriffe:
- Die Auflösung eines Zeitsynchronisationsprotokolls ist die kleinste Zeiteinheit, die von diesem Protokoll gemessen werden kann.
- Die Genauigkeit oder Präzision eines Zeitsynchronisationsprotokolls ist die maximale Abweichung zwischen einer Netzwerkuhr und der Referenzuhr.
Mit diesen beiden Begriffen lässt sich die Qualität der Zeitsynchronisation in einem Netzwerk bestimmen. Dabei sind sie unabhängig voneinander: Es ist möglich, eine hohe Auflösung, aber eine geringe Präzision zu haben – und umgekehrt. So könnte ein Protokoll beispielsweise Zeitstempel senden, die in ganzen Sekunden ausgedrückt sind, aber eine Genauigkeit im Bereich von Nanosekunden haben; oder aber Zeitstempel senden, die Mikrosekunden enthalten, aber eine Präzision im Bereich von Sekunden haben. Im Idealfall möchte man natürlich beide Parameter gleichzeitig optimieren, um die bestmögliche Zeitsynchronisation zu erhalten.
Für das jeweilige Netzwerk hängen diese beiden Faktoren nicht nur vom gewählten Protokoll ab, sondern auch von der verwendeten Hardware und deren Konfiguration. Die Optimierung dieser Parameter kann sowohl durch eine bessere Protokolleinstellung als auch durch eine Anpassung oder Verbesserung der Hardwarekonfiguration erreicht werden.
Die Auflösung der IRIG-Standards
Da es sich bei IRIG um eine Sammlung von Standards handelt, gibt es keine spezifische IRIG-Auflösung. Jeder Standard wird durch einen Buchstaben oder ein Format (A, B, D, E, G oder H), gefolgt von drei Ziffern, definiert. Die Auflösung des Standards wird durch die zweite Ziffer bestimmt. Diese Auflösung kann zwischen 1 Mikrosekunde und 1 Minute variieren.
| Der Wert der zweiten Ziffer | Auflösung |
|---|---|
| 0 | Variabel (siehe weiter unten) |
| 1 | 10 ms |
| 2 | 1 ms |
| 3 | 0,1 ms |
| 4 | 10 s |
| 5 | 1s |
Ist die zweite Zahl gleich 0, dann ist die Auflösung gleich dem Intervall zwischen zwei Indexzählungen. Dieses Intervall reicht von 0,1 Millisekunden beim IRIG-Standard A bis zu 1 Minute beim IRIG-Standard D.
Neben den Spezifikationen des Protokolls ist die Referenzuhr für die Definition der Auflösung entscheidend. Wenn die Auflösung der Referenzuhr schlechter als die des IRIG-Standards ist, wird die letztendliche Auflösung der Uhr entsprechen.
Die Präzision der IRIG-Standards
Es gibt viele Faktoren, von denen die Präzision in den IRIG-Standards abhängt. Tatsächlich ist die Qualität der Referenzuhr am Anfang der Kette für diesen Parameter von entscheidender Bedeutung. Erfolgt die Synchronisation auf Grundlage einer ungenauen Zeit, so ist es unmöglich, diese Genauigkeit später zu verbessern.
Um die höchstmögliche Präzision zu gewährleisten, muss alles vermieden werden, was die Latenz in der Kommunikation erhöht. Deshalb sollte das Netzwerk so wenig wie möglich elektromagnetischen Störungen ausgesetzt sein. Zudem müssen die Hardware und die Verkabelung regelmäßig auf Beschädigungen überprüft werden.
Zur Messung der Genauigkeit vergleicht man die Zeit der Referenzuhr mit der Zeit der Rechner im IRIG-Netzwerk. Auf diese Weise kann man feststellen, ob die Rechner gut synchronisiert sind. Bei den IRIG-Standards werden die Zeitstempel ständig über das Netzwerk übertragen, aber nicht unbedingt mit hoher Geschwindigkeit. Dies kann einer Uhr Zeit zum Abdriften lassen.
Daher ist es sehr wichtig, die Präzision des Netzwerks regelmäßig zu messen, um sicherzustellen, dass die erwartete Präzision erreicht wird.
Schlussfolgerung
Um die höchste Präzision und Auflösung in einem Netzwerk zu erreichen, ist es entscheidend, den richtigen IRIG-Standard zu wählen und ihn richtig zu implementieren. Zu diesem Zweck müssen die Netzwerkgeräte richtig konfiguriert werden, um die geringstmögliche Verzögerung zu gewährleisten. Außerdem sollte das Netzwerk regelmäßig überwacht werden, um sicherzustellen, dass keine unvorhergesehenen Verzögerungen auftreten.
Mit mehr als 150 Jahren Erfahrung in der Zeiterfassung und einer Präsenz in mehr als 140 Ländern ist Bodet Time ein führender französischer Akteur auf dem Gebiet der Zeitsynchronisation und Zeitfrequenz. Die Zeitserver von Netsilon bieten Generatoren und Empfänger für die Zeitcodierung nach IRIG.