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SETTEMBRE 2012
FIELDBUS & NETWORKS
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Fieldbus & Networks
L
o standard Ieee 1588 defi nisce una procedura per la sincroniz-
zazione dei clock di dispositivi connessi in reti distribuite. La
versione attuale si basa sulla specifi ca Ieee 1588-2008, chia-
mata anche Ieee 1588 V2. A seconda dell’hardware e della
topologia utilizzati mediante Ieee 1588 PTP (Precision Time
Protocol) è possibile ottenere una sincronizzazione fi n nell’ordine dei
nanosecondi a due cifre. Con l’aumentare dell’offerta di dispositivi con
supporto hardware Ieee 1588 integrato, cresce sempre di più anche il
numero di applicazioni in cui viene utilizzato Ieee 1588.
La sincronizzazione dei clock dei dispositivi connessi in reti distribuite
è stata fi nora ottenuta in due modi. Il primo e più semplice consiste nel
mettere a disposizione un segnale di trigger comune, che viene inviato
da un master clock ai client attraverso una linea separata. In questo
caso, però, la precisione è limitata dal ritardo del segnale e dalla lun-
ghezza della linea, nonché dalla qualità del master clock. Per molte ap-
plicazioni, inoltre, l’impiego di un’ulteriore linea trigger non è praticabile
per motivi tecnici e/o per l’elevato costo.
La seconda soluzione consiste nel dotare i singoli client di temporizza-
tori ad alta precisione, come dei ricevitori GPS. A seconda delle condi-
zioni ambientali, però, la ricezione di segnali GPS o altri segnali radio
non è sempre possibile. È il caso, per esempio, di client utilizzati in
locali chiusi, sottoterra o in aree schermate. Inoltre, l’impiego di rice-
vitori GPS in dispositivi semplici ed economici, come piccoli sensori,
risulterebbe troppo costoso. Fra i grandi vantaggi offerti dall’utilizzo del
protocollo Ieee 1588 PTP spicca il fatto che non sono richieste linee
trigger supplementari, né temporizzatori esterni ed è possibile ottenere
una precisione di gran lunga superiore rispetto ai metodi utilizzati fi nora.
Ieee 1588 viene solitamente utilizzato in reti basate su Ethernet, ma
non si limita a questo livello fi sico o al protocollo di trasporto, dal mo-
mento che nel determinare la compensazione del ritardo occorre tenere
in considerazione le caratteristiche tipiche della rete e del protocollo
utilizzato.
Dove utilizzare Ieee 1588?
Le soluzioni Ieee 1588 proposte da Ixxat sono utilizzate nei settori di
applicazione più diversi, per esempio nell’ambito delle misurazioni geo-
logiche, dove vengono sincronizzati i dati di diverse centinaia di sensori
distribuiti su vaste aree di territorio per consentire, in questo modo,
una registrazione dei dati estremamente precisa. Oltre alla precisione
temporale questo settore di applicazione richiede un’affi dabilità, una ro-
bustezza e una fault tolerance molto elevate, dato che la sostituzione di
singoli sensori è, a seconda della loro collocazione, molto dispendiosa
in termini di tempo e di costi. Uno dei mercati principali per Ieee 1588 è
poi quello delle transazioni fi nanziarie. Con il numero di transazioni elet-
troniche sul mercato fi nanziario globale in continuo aumento assume
sempre maggiore importanza l’esatta determinazione temporale di ese-
cuzione di ogni singola transazione. Guardando alle febbrili variazioni
dei prezzi sul mercato azionario diventa subito chiaro che, in questo
settore, frazioni di secondo possono infl uire notevolmente sull’ammon-
tare delle perdite o dei guadagni ottenuti. È per questo motivo che qui si
utilizzano le soluzioni 1588 di Ixxat per la sincronizzazione continua dei
clock di server e client impiegati nelle transazioni fi nanziarie.
L’azienda tedesca fornisce inoltre da anni soluzioni Ieee 1588 nel campo
delle telecomunicazioni, per esempio per trasferire, quasi ‘al volo’, i
telefoni cellulari da un nodo base al successivo. Nel settore della tele-
fonia mobile tutti i componenti dell’infrastruttura devono essere sincro-
nizzati dal punto di vista temporale in modo esatto. Fra gli altri settori
SINCRONIZZAZIONE DI ALTA PRECISIONE
DEI DIVERSI CLOCK IN SISTEMI DISTRIBUITI CON
L’IMPIEGO DI IEEE 1588 PTP (PRECISION TIME
PROTOCOL)
QUANDO LA
TEMPISTICA CONTA
di Norbert Binder
Esempi di implementazione