Hassas Zaman Protokolü

Hassas Zaman Protokolü (PTP), bilgisayar ağı içerisinde bulunan saatleri eş zamanlama için kullanılan bir protokoldür. Yerel alan ağlarında mikro saniyenin altındaki bir doğrulukla saatlerin eş zamanlanmasını mümkündür, bu durum protokolü ölçüm ve kontrol sistemleri için son derece uygun hale getirir.^[1] PTP sıklıkla finansal işlemlerin, mobil haberleşme baz istasyonlarının, deniz altı akustik anten dizilerinin ve hassas zamanlama gerektiren ancak uydu navigasyon sinyallerine erişimi olmayan ağların eş zamanlanması için kullanılmaktadır.

PTP'nin ilk versiyonu olan IEEE 1588-2002, 2002'de yayınlanmıştır. PTP Sürüm 2 olarak da bilinen IEEE 1588-2008, orijinal 2002 sürümüyle geriye dönük uyumlu değildir. Kasım 2019'da yayımlanan IEEE 1588-2019, 2008 yayınına geriye dönük uyumlu iyileştirmeler içermektedir. IEEE 1588-2008, PTP işletim parametrelerini ve seçeneklerini tanımlayan bir dizi profil içermektedir. Telekomünikasyon, elektrik enerjisi dağıtımı ve görsel-işitsel uygulamalar da dahil çeşitli profiller tanımlanmıştır. IEEE 802.1AS, Ses Video Köprüleri ve Zaman Hassas Ağ ile kullanım için adapte edilmiş bir PTP uyarlamasıdır.

Tarihçe

IEEE 1588-2002 standart hale getirilmesi için öncü çaba gösteren John Eidson'a göre, "IEEE 1588, NTP ve GPS gibi iki yaygın protokolün yetersiz kaldığı alanlarda hizmet vermek üzere tasarlanmıştır. IEEE 1588, yüksek doğruluk gerektiren ancak bu doğruluğun NTP ile sağlanamadığı sistemler ile her düğümü için bir GPS alıcısı gerekliliği nedeni ile yüksek maliyet oluşan veya GPS sinyallerine erişmenin mümkün olmadığı uygulamalar için tasarlanmıştır."^[2]

PTP, ilk defa resmi olarak IEEE 1588-2002 standardında "Ağa Bağlı Ölçüm ve Kontrol Sistemleri için Hassas Saat Eş Zamanlaması Protokol Standardı" olarak adlandırılarak tanımlanmış ve 2002'de yayınlanmıştır. Protokol, 2008'de IEEE 1588-2008 PTP sürüm 2 (PTPv2) adı ile revize edilerek tekrar yayınlanmıştır. Yeni protokol ile doğruluk, hassasiyet ve sağlamlık artırılmıştır olmasına rağmen orijinal 2002 sürümü ile geriye dönük olarak uyumlu değildir.^[3] Gayri resmi olarak PTPv2.1 olarak bilinen IEEE 1588-2019, Kasım 2019'da yayınlamıştır,^[4] ve 2008 versiyonuna geriye dönük uyumluk ile ilgili iyileştirmeler içermektedir.^[5]

Mimari

IEEE 1588 standartları, saat dağıtımı için hiyerarşik bir sunucu - istemci mimarisi tanımlamaktadır. Bu mimariye göre zaman dağıtım sistemi, bir veya daha fazla iletişim ortamından (ağ segmentleri) ve bir veya daha fazla saatten oluşur. Sıradan (ordinary) saat, tek bir ağ bağlantısına sahip, senkronizasyon referansının kaynağı (sunucu) veya hedefti (istemci) olabilen bir cihazdır. Sınır (boundary) saati ise birden fazla ağ bağlantısı vardır ve bir ağ kesimini diğerine doğru bir şekilde eş zamanlı hale getirebilir. Sistemdeki ağ bölümlerinin her biri için bir eş zamanlama sunucusu seçilir. Kök zamanlama referansına ana kaynak (grandmaster) denir.^[6] Ana kaynak, senkronizasyon bilgilerini ağ segmentinde bulunan saatlere iletir. Eğer bu segmentte bir sınır saati mevcut ise bu saatler ana kaynaktan aldıkları saat bilgisini bağlı oldukları diğer segmentlere iletir.

Basitleştirilmiş bir PTP sistemi genellikle tek bir ağa bağlı sıradan saatlerden oluşur ve sınır saatleri kullanılmaz. Bir ana kaynak tayin edilir ardından diğer tüm saatler doğrudan ona eş zamanlı hale getirilir.

IEEE 1588-2008, PTP mesajlarını iletmek için kullanılan ağ ekipmanıyla ilişkili bir saat sunar. Şeffaf saat, cihazdan geçerken PTP mesajlarını değiştirir.^[7] Mesajlardaki zaman damgaları, ağ ekipmanını geçerken harcanan süreye göre düzeltilir. Bu şema, ağdaki dağıtım değişkenliğini telafi ederek dağıtım doğruluğunu artırır.

Kaynakça

^ "IEEE-1588 Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems, a Tutorial" (PDF). National Institute of Standards and Technology (NIST). 10 Ekim 2005. 11 Şubat 2017 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi.
^ Measurement, Control and Communication Using IEEE 1588. Springer. Nisan 2006. ISBN 978-1-84628-250-8.
^ "IEEE 1588 Standard Version 2 - A Tutorial" (PDF). 2 Ekim 2006. 31 Mart 2010 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 12 Haziran 2008.
^ "1588-2019 - IEEE Approved Draft Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems". IEEE. 15 Şubat 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Şubat 2020.
^ "What's coming In the Next Edition of IEEE 1588?". 24 Eylül 2017. 15 Şubat 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Şubat 2020.
^ "Meanings of common terms used in IEEE 1588". National Institute of Standards and Technology. 27 Mayıs 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 19 Mayıs 2006.
^ "AN-1838 IEEE 1588 Boundary Clock and Transparent Clock Implementation Using the DP83640" (PDF). ti.com. Texas Instruments. 12 Eylül 2014 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Temmuz 2019.

Dış bağlantılar

NIST IEEE 1588 30 Eylül 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

[1] "IEEE-1588 Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems, a Tutorial" (PDF). National Institute of Standards and Technology (NIST). 10 Ekim 2005. 11 Şubat 2017 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi.

[Eidson-2] Measurement, Control and Communication Using IEEE 1588. Springer. Nisan 2006. ISBN 978-1-84628-250-8.

[Eidson2-3] "IEEE 1588 Standard Version 2 - A Tutorial" (PDF). 2 Ekim 2006. 31 Mart 2010 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 12 Haziran 2008.

[4] "1588-2019 - IEEE Approved Draft Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems". IEEE. 15 Şubat 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Şubat 2020.

[5] "What's coming In the Next Edition of IEEE 1588?". 24 Eylül 2017. 15 Şubat 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Şubat 2020.

[6] "Meanings of common terms used in IEEE 1588". National Institute of Standards and Technology. 27 Mayıs 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 19 Mayıs 2006.

[TI2013-7] "AN-1838 IEEE 1588 Boundary Clock and Transparent Clock Implementation Using the DP83640" (PDF). ti.com. Texas Instruments. 12 Eylül 2014 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Temmuz 2019.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]