酷鲨科技动态

热搜关键词: ntp服务器 北斗卫星导航系统 时钟同步系统厂家 自动驾驶时间同步

什么是白兔,为什么它对高精度时间服务很重要?

来源: | 发布日期:2022-02-24
白兔初由CERN(欧洲核子研究组织,世界上大型的粒子物理学实验室)开发,白兔(White Rabbit)是CERN推出一项根据以太网的技术的代号,这项技术满足高速准确计时的需要,处于高精度时间系统的前沿。今天进一步了解白兔的工作原理以及为什么如此高的准确性很重要。

什么是白兔,为什么它对高精度时间服务很重要?

1.什么是白兔?

虽然当今许多时间服务依赖于全球导航卫星系统 (GNSS),例如 GPS、北斗,Glonass和Galileo ,但GNSS可能存在严重问题。其中包括信号干扰、不可预测的延迟以及使用信号干扰和欺骗进行攻击的脆弱性。连接到原子钟的准确时间协议 (PTP) 服务旨在提供另一种形式的高精度同步。但是PTP在长距离上存在精度问题,这意味着网络节点离主时钟越远,您就越不确定能否保持时间高精度。
白兔的开发是为了解决这个问题,并使以太网网络能够在大范围内实现亚纳秒精度。 完全开发后,白兔实现使网络能够运行数以万计的节点,所有节点都基于相同的主时钟。通过使任何以太网网络达到亚纳秒精度,白兔对包括电信、金融服务、智能电网、物联网、智慧交通和空中交通管理在内的一系列商业领域具有重要价值。 White Rabbit 足够灵活,几乎可以用于需要在一定距离内工作的任何时间传输应用程序。除了用于大型物理实验室外,它还越来越多地用于时间实验室和商业领域,以确保亚纳秒级精度。 
初在CERN开发,用于同步粒子加速器和探测器的测量和控制设备,White Rabbit 建立在PTP/IEEE 1588和SyncE(同步以太网)标准之上,这些标准是目前高精度 时间同步标准。

2. 为什么这种亚纳秒级精度很重要?

因为,随着科技产品的不断进步,他们在运行时候,能够高精度的确定系统不同部分之间的时间是至关重要的。
今天,使用这种精度水平的常见应用与粒子加速器、射电望远镜等有关。我们很可能会看到更多高精度时间的应用。例如,目前正在讨论蜂窝网络,以及如何以比现在更高的时间精度来完成。这包括开发高精度定位服务(自动驾驶、智慧交通)、更的无线电协议(5G)、更的无线电波瓣控制,以及提供新服务或改进服务以及优化无线电带宽使用的其他方法。

3. 白兔与其他技术有何不同?

 GPS、北斗,Glonass和Galileo等基于GNSS的服务都以非常低的成本提供了良好的时间。但它们也非常脆弱。例如,它们很容易被卡住并且可以被欺骗。他们也不在室内工作,并且依赖第三方进行转移。 
虽然普通的PTP服务提供了足以满足大多数当前用例的时间精度,但White Rabbit可以补偿光纤的色散。对于主原子钟和网络的不同节点之间的长距离光纤连接,这可能是一个问题。
White Rabbit旨在使PTP时间服务即使在长距离上也能保持亚纳秒级精度。它是一个开放标准,具有开源软件和硬件设计,并在多个供应商提供的硬件上运行。White Rabbit现在也是新PTP标准IEEE 1588-2019 的一部分,作为HA(高精度)配置文件。这很可能意味着更多的供应商将制造White Rabbit设备,为我们和我们的客户提供更多选择,并可能导致更低的价格。
还有其他高精度替代方案,但它们是专有的并且非常昂贵。对于比单个链接更大规模地分配高精度时间的应用程序,今天似乎每个人都在关注 White Rabbit / PTP-HA。特别适用于需要高精度同步的大型网络。但是,在White Rabbit服务投入生产之前,需要解决一系列部署问题。

4. 白兔接下来会发生什么?

White Rabbit现在作为高精度 (HA) 配置文件成为PTP标准的一部分这一事实可能会产生重要影响。
今天,白兔交换机和网络接口 (NIC) 是在FPGA(现场可编程门阵列)中实现的,这是一种特殊类型的芯片,其逻辑可以随时重新编程。然而,FPGA芯片比专用集成电路 (ASIC) 芯片更昂贵且速度更慢,而专用集成电路 (ASIC) 芯片具有单一和集合功能,目前常用于普通交换机、CPU、网络接口、内存和其他东西。这意味着目前要获得白兔所需的时间精度,必须使用特殊的交换机和网络接口。
这应该会改变,因为我们很可能很快就会看到标准以太网交换机和网络接口中对PTP HA的支持,就像当今许多网络设备默认支持没有HA的普通PTP一样。
对于长距离光纤上的双向传输,还需要在光学方面进行更多标准化。随着对高精度时间需求的增加,我们可能还会看到更多这种情况。

【本文标签】 白兔 高精度时间服务

【责任编辑】酷鲨