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NORMATIVE
approfondimenti
Settembre 2015
n
Automazione e Strumentazione
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Di fatto lo standard IEEE 1588 stesso definisce
originariamente un unico profilo, colloquia-
lmente conosciuto come
“Default Profile”
.
Questo profilo si indirizza verso applicazioni
spesso legate al mondo dell’automazione indu-
striale e generalmente contraddistinte da un
carattere localizzato, ma offre anche un metodo
standard di verifica
delle funzionalità di
sistemi
PTP-ready
di diversa origine,
durante le fasi di
integrazione di un’ar-
chitettura complessa.
Allo stesso modo
alcune organizzazioni
di standardizzazione
in vari settori, hanno
raccolto gli elementi e
le linee guida comuni
proprie delle rispet-
tive applicazioni, per-
fezionando nuovi pro-
fili e contribuendo ad
arricchire lo scenario.
L’industria
dell’e-
nergia ha finalizzato il profilo
C37.238-2011
o
più comunemente
“Power System Profile”
, che
provvede un set di parametri ottimizzati ed il
numero minimo di opzioni atte a garantire un’ac-
curatezza di sincronizzazione migliore di 1
m
s
nelle topologie di rete tipicamente adottate nei
sistemi di automazione in sottostazione di energia.
Il profilo definisce anche la base delle infor-
mazioni di monitoraggio e il controllo dello
stato operativo generale del sistema (MIB)
attraverso strumenti standard per management
di reti industriali, come il protocollo SNMP
(Simple Network Management Protocol).
Qualunque anomalia relativa alla qualità dei ser-
vizi di sincronizzazione viene gestita in tempo
reale con l’attivazione di allarmi, raccolti e
amministrati dal sistema di supervisione centrale.
Nei sistemi SCADA di ultima generazione,
le interazioni in rete e la cooperazione tra
i diversi dispositivi intelligenti intercon-
nessi vengono facilitate dai criteri formaliz-
zati nello standard internazionale
IEC 61850
.
Vengono inoltre incorporati dei precisi criteri
relativamente alle prestazioni fornite dai “tran-
sparent clocks”, che impongono un limite sul
ritardo introdotto da ciascun esemplare di 50 ns.
Allo scopo di garantire che il target di accura-
tezza di 1
m
s venga conseguito, viene fissato il
limite dei 16 Switch Ethernet presenti in una
classica topologia di rete ad anello, mentre al
sistema di generazione del clock (Grandmaster),
viene concesso un errore massimo di 200 ns.
Similmente nel mondo delle telecomunicazioni il
denominatore comune è rappresentato dallo stan-
dard
ITU-T G.8265.1
, o
“Telecom Profile”
che
raccoglie e definisce le raccomandazioni per una
distribuzione accurata della Frequenza in rete.
L’utilizzo primario di questa pratica di sincro-
nizzazione è inteso principalmente per le sta-
zioni base della telefonia cellulare, dove tra
i requisiti operativi primari, vi è quello di far
operare l’interfaccia radio con un’accuratezza
in frequenza di 0,05 ppm (parti per milione).
Gli scopi che il profilo si propone di normaliz-
zare sono volti soprattutto ad assicurare che
l’utilizzo del protocollo sia compatibile con le
pratiche di sincronizzazione meno recenti (come
ad esempio SyncE o SONET/SDH), e con il
minimo impatto sull’interoperabilità su reti dati
estese su base geografica (WAN) già in uso.
Questi importanti elementi hanno portato a
scelte precise sulle modalità operative del pro-
filo e sulle “best practices” da met-
tere in atto e che sarebbe troppo
lungo elencare qui per intero.
Tra le più significative vi è la deci-
sione di non utilizzare hardware
specifici (come Boundary Clocks
e Transparent Clocks), semplice-
mente perché non presenti nor-
malmente in reti già esistenti.
Viene adottato come layer di tra-
sporto il protocollo IPv4, per la sua onnipre-
senza, piuttosto che operare direttamente su
Ethernet o su altri protocolli di basso livello.
Sono privilegiate le trasmissioni Unicast, per
via delle migliori garanzie di funzionamento
in ambiente WAN e l’algoritmo BMCA (Best
Master Clock Algorithm) descritto nello stan-
dard IEEE1588-2008 viene rimpiazzato con un
indirizzamento statico dei clock da utilizzare
come Grandmaster.
Infine vengono mantenuti gli indicatori
di Quality Level descritti nella specifica
ITU-T G.781
, per garantire la continu-
ità con la messaggistica di stato utilizzata in
tecnologie di sincronizzazione “legacy”.
n
Figura 4 - Schema di calcolo
del tempo di transito dei
pacchetti (Time Stamping) per
la correzione dei ritardi generati
da percorsi di rete asimmetrici
(modalità One-Step)
Figura 5 - Grandmaster IEEE1588 (PTP)