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OpenTSN网络时间 同步与交流延时的来源 实验 效果
宣布时间 :2019-08-01
     基于OpenTSN情形 和TSN-Insight机制,五月天app官网无限观看对环形网络中4个TSN交流机的同步精度和基于CQF整形的TSN流转发延时举行 了实验 。来源 验证了如今 完成 方案的有用 性,也发现了一些潜在的bug。
一、同步精度实验
     OpenTSN情形 的同步精度基于TSN-Insight的Beacon机制实验 ,即每个交流机在牢靠 时间 (每1ms最先 时)向Insight装备 发送beacon分组(基于PTP协议扩大 ),因为 Beacon分组基于PTP协议名堂 ,是以 沿途交流机遇 纪录该分组的透明 时钟值。Insight装备 收到beacon分组时,经过 透明 时钟的修正(相似 AS6802尺度中的固化职掌 )即可推断这些beacon源自TSN交流机之间的时间 误差 。
     与通例的秒脉冲机制相比,基于Beacon机制的精度丈量具有完成 简朴 ,无需专业的实验 装备 的低贱 (TSN-Insight的PTP协议扩展和Beacon机制详见参考文献[1][2],五月天app官网无限观看也将在后续文章中先容 )。
     无配景流时,四个交流机时钟(从)与主时钟的误差 绝大少数 时间 可以控制在100ns以内,交流机1和交流机2在集体 时间 (周期性泛起)的误差 会打破 100ns,如图1所示。

图1 无配景流时的同步精度
     运用 TSN-Insight软件,同时剖析 上报携带同步精度的Beacon分组的透明 时钟时发现,源自交流机1和交流机2的Beacon分组的透明 时钟值也会周期性的跳高,是以 嫌疑 在Insight剖析 处置赏罚 流程中或许 在TSN交流机中Beacon发作 逻辑中能够 还存在bug待处置 。

图2 源自分别 TSN交流机Beacon分组的透明 时钟值
     经过 实验 仪可以向TSN网络中注入配景流。在10M和100M配景流下,TSN交流机之间的同步如图3和图4所示。

图3 10M配景流滋扰下的同步精度

图4 100M配景流滋扰下的同步精度
     由图4可以看出,在某些条件下,交流机2的同步误差凌驾300ns,而且在第200个采样点之后,同步精度突然 变得更高,优于50ns,详细 的缘故原由 待查。
二、TSN流的转发确定性实验
     五月天app官网无限观看基于802.1Qch尺度中提出的CQF整形模子 以及典型的时间 槽设置 对10M TSN流的交流功用 举行 了实验 。
     FAST-ANT实验 仪经过 令牌桶机制控制10Mbps带宽数据流的发送,因为 令牌是周期性增添 的,是以 发送的数据流具有周期性的特点,切合TSN流的界说。实验 中每个分组的巨细为牢靠 的256字节。
     凭证 CQF模子 ,分组在经由 n个交流机时,延时可确定性保险 在(n-1)*D和(n+1)*D之间。在实验 中时间 槽D设置 为250us。是以 分组在经由 1、2、3、4跳交流机后,延时应当 划分在[0,500us],[250us,750us],[500us,1000us]以及[750us,1250us]之间。实测效果 如图5所示,切合预期。TSN分组的主要 延时位于CQF行列中的延时,因为 行列切换时间 为250us,是以 分组的延时主要 由其进入行列时间 到行列切换时间 之间的差值决议 ,是以 随着时间 的转变 ,分组延时成锯齿形转变 也是切合预期的。

图5 基于CQF整形的转发延时确定性实验
三、来源 实验 结论
     (1)TSN-Insight的Beacon机制可有用 监测TSN网络外部 的同步形状 ,发现同步异常,是OpenTSN验证对TSN关键 手艺 验证必不成 少的组成局限 ;
     (2)基于OpenTSN中的同步机制,在规模有限的网络中,可以取得 优于200ns的同步延时,但同步系统 或Insigt系统 的Beacon机制在完成 中能够 存在bug需求 处置 ;
     (3)TSN中基于802.1Qbv/802.1Qch的整形机制可以保险 转发延时简直 定性。
参考论文:
[1] 杨毅等,ePTP:一种天基超算平台交流网络形状 监测机制,2019年软件界说卫星高峰 论坛,优秀 论文;
[2] Tianyu Bu, Yi Yang, Xiangrui Yang etc. TSN-Insight: An EfficientNetwork Monitor for TSN Networks,APNET’2019 poster