産業

1588 PTPネットワーク：チュートリアル

プロセス・コントロール、配電、モーション・コントロール、マシーン・ガイダンスなどのアプリケーションには、分散型リアルタイム制御が必要です。産業用モノのインターネット(IIoT)が開発された結果、ユースケースが急激に増加し、レガシーで独自なネットワークからユニファイド・コミュニケーション・メディアとしてイーサネットの移行が進んでいます。その結果、イーサネットにおいて、タイム・センシティブなアプリケーションに対し、高いレベルでパフォーマンスを実現する方法を提供することが必要不可欠となります。

IEEE 802.1ワーキンググループは、Time-Sensitive Networking（TSN）の3つの側面（正確な同期、決定論的な遅延、制御された帯域幅）を実現する標準化の開発と改善を続けています。正確な同期は、ネットワーク導入における重要な要素の1つになります。リアルタイムデータの記録、イベントの正確なシーケンス、またTime-aware traffic scheduling（802.1Qbv）のような他のTSN規格実現に向け、正確な同期を切り離すことは出来ません。PTPから開発されたgPTPは産業市場での高精度時刻同期を実現するためのソリューションです。

PTPと同様、GPS据付の必要ありません。GPS据付は、設置環境に依存しコストもかかります。さらにgPTPは、「既製品」のコンポーネントで高速かつ正確な周波数ロックを実現できるロジカル・シントナイゼーション・テクニックを使用してます。大規模なIoTシステムの開発と導入には必要な要素です。

ではタイミングと同期パフォーマンスが標準化規格に準拠していることをどのように証明すれば良いのでしょうか？　理想的には導入前に堅牢なテスト構成によって「システム」を検証することです。導入後に発見される可能性のある問題やそれに費やすコストを回避することが出来ます。例えば、ネットワーク内の全デバイスは互換性あるPTPプロファイルに対応している必要があり、相互運用性はgPTPネットワークの導入において大きな課題の1つです。テストを実施することでデバイスとネットワークの設定ミスやプロトコル関連の問題を確認することができ、適用したい標準化規格の準拠を検証することにより、相互運用性のリスクを軽減できます。

プロトコルエラーやタイミング・オフセットなどのネガティブ・ネットワーク・コンディションをシミュレートすることにより、設計者はネガティブ・コンディション下でネットワーク内の各デバイスを評価出来ます。これはタイムセンシティブなトラフィックフローの最適化だけでなく、ネットワークパフォーマンスの検証にも役立ちます。

測定器の測定精度は指定要件よりも1桁大きくなければなりません。測定器は、評価対象機器の遅延の計算、パス遅延の計算、ネイバーレート比の計算を、ストレステストと共に、同時に解析するリアルタイム・テスト環境を提供し、時刻同期パフォーマンスが本当に標準化規格に準拠しているという信頼性を与えます。

Calnex社はどのように役立ちますか？

PTPフィールドの相互運用性を検証したり、ネットワーク設計を最適化したり、デバイスをネガティブコンディションでテストしたり、ラボで実際の条件を再現したりする場合でも、Calnex社ParagonファミリとSentinelが役立ちます。Calnex社の機器は、課題に対処し、テストの複雑さを軽減し、有効性を高め、デバイスとネットワークの標準化規格の準拠を最高レベルの精度で検証するように設計されています。