Wenn der nächste öffentliche NTP Server nicht ausreicht

Während sich der heimische Rechner über eine per NTP (Network Time Protocol) und öffentlichem NTP-Server automatisch gestellte Uhr im zwei bis dreistelligen Millisekundenbereich freut, reicht diese Genauigkeit in sensiblen Netzwerken bei weitem nicht aus. Wo die Bandbreiten groß sind, der Zeitstempel auf dem Datenpaket entscheidend oder die Sicherheitsansprüche erhöht, muss ein vermehrtes Augenmerk auf die Zeitsynchronisation im Netzwerk gelegt werden.

Helfen kann hier die seit über 40 Jahren mit dem Thema „präzise Zeit“ beschäftigte Firma Lange-Electronic GmbH aus Bayern, die sich die beiden Netzwerk Timing Profis Masterclock (USA) und Elproma (Polen) ins Boot geholt hat, um den deutschsprachigen Raum mit zuverlässiger und hoch-genauer Zeit im Ethernet zu versorgen.

Beim amerikanischen Hersteller Masterclock ist der Name bereits Programm. Spezialisiert auf digitale und analoge Zeitanzeigen, die per NTP auf dem richtigen Stand gehalten werden, bietet Masterclock auch Zeit- und Frequenzgeneratoren an, die als stabile Hauptuhren (Masterclocks) im Netzwerk per NTP zur Verfügung stehen. Optional kann die Zeit über PTP (Precision Time Protocol) oder diverse Zeitcode-Ausgänge direkt verteilt werden.

Einen Schritt weiter geht die ursprünglich 1992 in den Niederlanden gegründete und seit 1998 in Polen ansässige Firma Elproma. Mit internationalen Innovationspreisen ausgezeichnet, hat die ISO 9001 und IQnet zertifizierte Firma schon mehrfach als Spezialist für die Ethernet Zeitsynchronisations-Protokolle NTP und PTP-IEEE1588 an Forschungs- und Entwicklungsprojekten teilgenommen, so zum Beispiel an CERN White Rabbit und DEMETRA Horizon 2020. Im Rahmen des 2017 abgeschlossenen DEMETRA Projektes wurden Zeitsynchronisations-Services untersucht, einige davon auf Basis des europäischen Satellitennavigationssystems GALILEO. Dabei wurden auch einige Schwächen aufgedeckt. Kritische Infrastrukturen wie beispielsweise intelligente Netze von Stromversorgern (Smart Grids) können durch unzureichende Vorsorge bei der Zeit-Synchronisation anfällig für Angriffe und damit teure Ausfälle sein.

Die Forschungsergebnisse finden in den Elproma Zeitservern ihre Anwendung. Bei Bedarf können die Systeme redundant aufgebaut werden, so dass sie die Zeit über zwei Multi GNSS (Global Navigation Satellite System) Empfänger beziehen können, zusätzlich sind sie abgesichert über interne hoch-genaue Oszillatoren. Erreicht wird dadurch eine Genauigkeit von besser als 15 Nanosekunden relativ zu UTC (Universal Time Coordinated). Bei der Verteilung der Zeit im LAN ermöglicht der modulare Aufbau der Geräte Abstufungen. Mit den Modulen für das Network Time Protocol NTP (LAN 1 und LAN2) und Software Time Stamping werden besser als 10 µsec erreicht. Erheblich genauer – besser als 200 Nanosekunden - wird die Synchronisation bei Verwendung von PTP und den optionalen ARM-basierten PTP-Modulen für LAN3 bis LAN10 mit eigenen IP-Stacks und Hardware Time Stamping. Eine Erweiterung für DCF-77 wäre erhältlich, allerdings genügt hier die mögliche Genauigkeit den Ansprüchen der Geräte eigentlich nicht, es würde sich also maximal um eine zusätzliche Ausfallabsicherung handeln.

Diese hohe Genauigkeit wird benötigt um Rechnernetze beispielsweise im Bereich Telekommunikation, Stromversorgung, Wertpapierhandel oder Forschung und Entwicklung zeitlich zu synchronisieren.

Publiziert in Pressemitteilungen
Freitag, 04 Juni 2010 11:15

Tätigkeitsbereiche

Hochgenaue Zeit- und Frequenzsysteme

Hochgenaue Zeit wird benötigt um Datenpakete zu kennzeichen, damit sie richtig zugeordnet werden können. Die Zuordnung und Auswertung von Messwerten bei Tests erfolgt mittels präziser Zeit, auch Sicherheitsaufzeichnungen und die Steuerung komplexer Systeme erfordert ein präzises Zeitsystem im Hintergrund. Deshalb arbeiten unsere Zeitsysteme in Flugzeugen und Schiffen, häufig auch in militärischen Bereichen. Auch Netzwerke, die sicherheits- und/oder zeitrelevante Informationen in großer Zahl transportieren, wie zum Beispiel die in Banken oder Versicherungen, benötigen eine sehr präzise Zeitinformation, vor allem eine hochgenaue Synchronisation aller Clients auf eine gemeinsame Zeit.

 

Zeitanzeigen

Wir stellen eigene Displays für die Anzeige von Zeit her und vertreiben die analogen und digitalen Wanduhren und Außenuhren des amerikanischen Herstellers Masterclock Inc. Ihre Zeit erhalten die Uhren über einen IRIG Zeitcode Eingang, per GPS Zeitsignal oder über NTP (Network Time Protocol).

 

Simulation von Satellitensignalen

Mit Spirent vertreten wir einen der wichtigsten Anbieter bei der Simulation von GPS, Glonass oder jetzt auch Galileo-Signalen in Deutschland, der Schweiz und Österreich. Eingesetzt werden diese Geräte bei Test und Entwicklung von Satellitenempfängern für Forschung, Entwicklung, Militär und Industrie, hauptsächlich im Automobilbereich. Durch die Simulation der Satellitensignale können aufwendige und schlecht reproduzierbare Live-Tests vermieden werden. Die Tests erfolgen zu Laborbedingungen und stellen dennoch ein genaues Abbild realer Verhältnisse zu einem bestimmten Zeitpunkt in einer bestimmten Umgebung dar.

 

3D Simulations Software

Oktal SE stellt eine Softwareumgebung her, die in der Lage ist, sowohl die landschaftlichen Gegebenheiten dreidimensional darzustellen, als auch Signale in diese Umgebung einzubinden, zum Beispiel GNSS Signale aus einem Spirent GNSS Simulator.

 

Publiziert in LE Hintergrundinfo