Skip to main content

Precision Time Protocol (PTP) untuk Jaringan Telekomunikasi

Mengenal Precision Time Protocol (PTP) untuk Jaringan Telekomunikasi

Precision Time Protocol (PTP) untuk Jaringan Telekomunikasi


PTP adalah protokol sinkronisasi waktu berbasis jaringan, tetapi alih-alih sinkronisasi tingkat milidetik, jaringan PTP bertujuan untuk mencapai sinkronisasi tingkat nanodetik atau bahkan tingkat pikodetik. Sinkronisasi sangat penting untuk node jaringan telekomunikasi dan node dapat memiliki status seperti free run, Frequency Locked, Phase Locked, Holdover, dll. Seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.


Karakteristik Protokol PTP

  • Standar PTP awalnya ditetapkan pada tahun 2002.
  • Versi kedua dan saat ini dari standar tersebut diterbitkan pada tahun 2008 dan dikenal sebagai “IEEE 1588-2008” Standar IEEE untuk Protokol Sinkronisasi Jam Presisi untuk Pengukuran Jaringan dan Sistem Kontrol
  • Stempel waktu PTP sangat akurat karena menggunakan stempel waktu perangkat keras alih-alih perangkat lunak, dan peralatan PTP didedikasikan untuk satu tujuan khusus: menjaga perangkat tetap sinkron.
  • Jaringan PTP memiliki resolusi waktu yang lebih tajam, dan tidak seperti NTP
  • Perangkat PTP sebenarnya akan memberi cap waktu jumlah waktu yang dihabiskan pesan sinkronisasi di setiap perangkat, yang memperhitungkan latensi perangkat.
  • Ia bekerja pada konsep Master dan slave, node slave mencoba mengikuti timing dari node Master
  • Ini memiliki dua rasa 1 langkah dan 2 langkah
Precision Time Protocol (PTP) untuk Jaringan Telekomunikasi


Jenis Sinkronisasi PTP

IEEE 1588 PTP dapat digunakan untuk mencapai jenis sinkronisasi berikut di jaringan telekomunikasi:

  • Sinkronisasi Frekuensi: Node dalam jaringan memiliki 48 bit dan khususnya 32 bit waktu berubah pada kecepatan yang sama, tanpa perlu peduli apa nilai 48/32 bit itu. Aplikasi telekomunikasi awalnya menggunakan IEEE 1588 untuk mendistribusikan frekuensi saja.
  • Phase Sync: Node dalam jaringan tidak hanya memiliki 48/32 bit waktu yang berubah pada tingkat yang sama, tetapi memiliki setidaknya waktu batas detik yang terjadi pada waktu yang sama. Artinya, ketika waktu nanodetik bergulir dan menambah waktu detik, semua node melakukan ini pada waktu yang sama. Node ini mungkin tidak perlu mengetahui tahun, bulan, hari dan jamnya.
  • Time of Day Sync: Node dalam jaringan tidak hanya frekuensi dan fase yang disinkronkan, tetapi mereka juga ingin mengetahui tahun, bulan, hari, jam, dan detik, bersama dengan nanodetik.
Precision Time Protocol (PTP) untuk Jaringan Telekomunikasi


Peran IEEE 1588 PTP

IEEE 1588 PTP dirancang terutama untuk mengikuti dua peran utama dalam mendistribusikan waktu:

  • Master - Peran node master mendistribusikan waktu ke Budak. Node Master juga bisa menjadi Grand Master (GM), yang mendapatkan waktunya dari sumber referensi utama, biasanya sinyal satelit GPS.
  • Slave - Perangkat slave jauh dari Master dan sedang menyinkronkannya.


Bagaimana IEEE 1588 PTP Bekerja

  • Node Master IEEE 1588 mengirimkan pesan SYNC secara berkala ke perangkat Slave. Saat pesan SINKRONISASI meninggalkan antarmuka fisik Master, pesan tersebut menangkap stempel waktu yang berjalan di Master, ditampilkan sebagai T1. Dalam mode 1-Langkah yang diilustrasikan di sini, Master menyetel kolom "Origin Time Stamp" di pesan SYNC ke T1 sebelum pesan tersebut benar-benar keluar dari antarmuka.
  • Node Slave menerima pesan SYNC dan jam waktu berjalannya menangkap waktu (T2) saat pesan SYNC mulai tiba di port fisiknya.
    • Meskipun Slave dapat menyetel jam stempel waktunya ke jam Master menggunakan T2, itu akan membuat jam Slave dalam keadaan tidak akurat karena penundaan propagasi jaringan kabel. Selain itu, jam stempel waktu Slave akan berjalan sedikit lebih cepat atau lebih lambat dari Master di tahap awal. Node Slave berikutnya untuk mencoba mengunci frekuensi jamnya dengan Master. Selama fase ini, Slave hanya akan menerima pesan SYNC sampai ia yakin bahwa jam stempel waktunya berubah pada kecepatan yang sama dengan Master.
    • Setelah penguncian frekuensi, Slave selanjutnya akan melanjutkan untuk menentukan apa jeda antara node itu sendiri dan Master.

  • Slave menghitung apa penundaannya dengan mengirimkan pesan DELAY REQUEST kepada Master. Saat pesan mulai dikirim keluar antarmuka fisik Slave, jam stempel waktu Slave digunakan untuk merekam waktu (T3) dan Slave menyimpan waktu ini sambil menunggu balasan.
  • Master menerima PERMINTAAN TUNDA dan menggunakan jam stempel waktu yang berjalan dari Master untuk mencatat waktu (T4) saat pesan mulai diterima pada antarmuka fisiknya. Setelah mengambil nilai T4 yang ditangkap, Master akan segera mengirimnya
  • Slave a PENUNDAAN RESPON yang berisi nilai T4 ditangkap.
  • Slave menerima pesan TUNDA RESPON dan mengekstrak nilai T4 di dalamnya.
  • Slave dapat menghitung penundaan mundur sebagai (T4-T3). Kemudian dapat menyesuaikan jam stempel waktunya untuk memperhitungkan penundaan kawat, setidaknya di tahap awal. Setelah beberapa iterasi untuk memastikan pengukuran penundaan terbalik stabil, the
  • Slave sekarang dapat mengukur penundaan maju menggunakan tangkapan dari (T2-T1).
  • Akhirnya, alih-alih hanya menggunakan penundaan mundur, IEEE 1588 menggunakan penundaan jalur maju dan mundur dalam kondisi stabil untuk memperhitungkan penundaan kawat. Penundaan ini disebut penundaan jalur rata-rata, dihitung sebagai {(T4-T3) + (T2-T1)} / 2. Setelah ini dihitung, Slave akan menyesuaikan kembali jamnya agar selaras dengan Master yang sekarang memperhitungkan wire delay


Jenis Perangkat PTP untuk Jaringan Telekomunikasi

Pada sistem IEEE 1588 dapat ditemukan beberapa jenis jam:

  • Master Clock (MC): Jam master memberikan cap waktu yang akurat ke jam budak yang ditempatkan di sisi hilir.
  • Grand Master (GM): Grandmaster adalah jam utama yang terletak di waktu root, oleh karena itu merupakan referensi jam, yang mengirimkan informasi waktu ke jam di segmennya. Tulis stempel waktu dan tanggapi permintaan waktu dari jam lain
  • Transparent Clocks (TC): Jam transparan melewati pesan PTP yang menambahkan di bidang koreksi waktu yang dihabiskan paket saat melintasi perangkat. Tulis koreksi
  • Boundary Clock (BC): Jam batas memiliki beberapa koneksi jaringan, bekerja sebagai budak di hulu dan sebagai master di hilir. Kemudian menjembatani sinkronisasi dari satu segmen ke segmen lainnya. Baca / Tulis stempel waktu
  • Ordinary Clock (OC): Ini adalah perangkat jam dengan koneksi port tunggal yang dapat memainkan peran master atau slave tergantung pada posisinya di jaringan. Baca / Tulis stempel waktu.


Jenis Pesan PTP untuk Jaringan Telekomunikasi

Pesan PTP adalah dua jenis yaitu Pesan peristiwa dan Pesan umum. Pesan acara sangat penting untuk waktu dan pesan umum tidak.

  • Pesan Acara
    • 00xH Sync: Digunakan oleh Master untuk menyampaikan waktu.
    • 01xH Delay Request: - Slave mengirimkan pesan ini ke Master dan digunakan untuk mengukur delay.
    • 02xH Pdelay Request: Digunakan di antara perangkat IEEE 1588 untuk mengukur penundaan dari sebuah link yang masuk. Hanya digunakan jika mekanisme penundaan Peer-to-Peer digunakan.
    • 03xH Pdelay Respon: Ini digunakan antara perangkat IEEE 1588 untuk mengukur penundaan link masuk. Hanya digunakan jika mekanisme penundaan Peer-to-Peer digunakan.

  • Pesan Umum
    • 08xH Follow Up: Digunakan oleh Master untuk menyampaikan cap waktu yang ditangkap dari pesan SYNC yang dikirimkan. Ini digunakan dalam mode 2-Langkah untuk mengirim cap waktu yang diambil sebelumnya dari pesan SYNC.
    • 09xH Delay Response: Ini digunakan antara Master dan Slave saat menggunakan Mekanisme penundaan End-to-End untuk mengukur penundaan. Master menggunakan ini untuk menanggapi Budak.
    • Tindak Lanjut Respons Pdelay 0axH: Ini digunakan antara perangkat IEEE 1588 untuk mengukur penundaan tautan masuk. Hanya digunakan ketika mekanisme penundaan Peer-to-Peer digunakan dengan mode 2-Langkah.
    • 0bxH Announce: Ini dikirim dan diterima oleh port jam lokal dengan berbagai informasi. Ini dapat digunakan untuk menentukan Master mana dari beberapa kemungkinan Master yang akan dipilih sebagai Master Terbaik. Ini juga dapat digunakan antara Master dan Slave untuk menegosiasikan layanan unicast
    • 0cxH Signaling: Digunakan oleh jam untuk menyampaikan hal-hal seperti seberapa sering mengirim pesan, mendukung layanan unicast, bukan multicasting, dll.
    • 0dxH Management: Digunakan antara perangkat manajemen dan jam


Spesifikasi Kelas Jam PTP

Semakin rendah kelasnya berarti Master Clock lebih baik, nilainya bisa dari 0 sampai 255 desimal

  • Jam Kelas 6: Dikunci dengan Jam Referensi Utama
  • Jam Kelas 7: PRC tidak terkunci tetapi masih dalam spesifikasi
  • Jam Kelas 13: Terkunci ke skala waktu tertentu aplikasi
  • Kelas Jam 14: Tidak terkunci dari waktu spesifik aplikasi, tetapi dalam spesifikasi
  • Kelas Jam 52, 187: Jam Referensi Utama, tidak terkunci dan tidak sesuai spesifikasi
  • Jam Kelas 52, 193: Khusus aplikasi tidak terkunci dan tidak sesuai spesifikasi
  • Kelas Jam 248: Default, jika tidak ada yang berlaku
  • Kelas Jam 255: Jam Khusus Budak


Profil PTP

Standar IEEE 1588 menyediakan spesifikasi kustom dari opsi konfigurasi dalam bentuk profil. Hal ini memungkinkan organisasi standar lain untuk menggunakan IEEE 1588 sebagai landasan umum untuk standar sinkronisasi jam yang lebih spesifik. Di setiap bagian profil di bawah ini, beberapa opsi konfigurasi dicantumkan.


Profil default

Standar IEEE 1588 mencakup dua profil default, satu untuk masing-masing mekanisme pengukuran penundaan.

  • Profil Tunda Permintaan-Respons (sesuai dengan pengukuran penundaan ujung ke ujung)
    • domain 0, Umumkan interval 1 (rentang 0–4), Interval sinkronisasi 0 (-1 hingga 1), Interval_Req Tunda 0 (0–5),
    • Umumkan timeout 3 (2–10), Priority1 128, Priority2 128.
    • Mekanisme pengukuran penundaan jalur: Default adalah penundaan permintaan-respons (e2e). Penundaan teman sebaya juga diizinkan. Terbatas pada satu mekanisme per jalur komunikasi.
  • Profil Peer-to-Peer (sesuai dengan pengukuran penundaan peer-to-peer)
    • Sama seperti di atas kecuali bahwa mekanisme pengukuran penundaan jalur default adalah penundaan rekan (dengan penundaan permintaan-tanggapan diperbolehkan). Selain itu, Pdelay_Req interval 0 (0-5).
  • Profil daya (IEEE PC37.238)
    • Untuk digunakan di dalam dan di antara gardu induk yang berpotensi terpisah jauh.
    • transportasi: layer-2, multicast
    • domain 0, Umumkan interval 0, Interval sinkronisasi 0, Interval Pdelay_Req 0, Umumkan batas waktu 3 (2 untuk grandmaster yang disukai), Prioritas1 128, Prioritas2 128 (255 untuk jam khusus budak).
    • mekanisme pengukuran penundaan jalur: hanya penundaan rekan (p2p) satu langkah disarankan
  • Profil telekomunikasi (ITU G.8265.1)
    • transportasi: layer-3, unicast
    • domain: 4, Umumkan batas waktu 2
    • mekanisme pengukuran penundaan jalur: penundaan permintaan-respons (e2e)
  • gPTP default (IEEE 802.1AS)
    • Ini sebenarnya bukan profil 1588, tetapi 802.1AS, yang didasarkan pada IEEE 1588, sebanding dengan profil 1588.
    • transport: layer-2, multicast (unicast di WLAN)
    • Pdelay_Req interval 0
    • mekanisme pengukuran penundaan jalur: hanya penundaan rekan (p2p) dua langkah

Comment Policy: Silahkan tuliskan komentar Anda yang sesuai dengan topik postingan halaman ini. Komentar yang berisi tautan tidak akan ditampilkan sebelum disetujui.
Buka Komentar