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Ethernet Zeit Synchronisation

Zeitsynchronisation über Ethernet wird verwendet um Informationen, Zustände und auftretende Ereignisse innerhalb eines Netzwerkes in eine richtige zeitliche Abfolge zu bringen. Verschiedene Systeme Plug&Play auf eine gleiche Zeitbasis zu bringen und zu halten wird durch den b-plus Cluster Time Synchronization Service auf der Basis von IEEE Std 802.1AS-2011 realisiert. In zeitsynchronen Systemen können Daten mit einer Genauigkeit von +/- 500 ns, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten in unterschiedlichen Systemen entstanden sind, direkt in Bezug zueinander gebracht werden. b-plus bietet eine einfache Lösung.

Aufgrund der Vielzahl der aufzuzeichnenden Daten und der Möglichkeit verschiedene Steuergeräte zu validieren, werden in größeren Messaufbauten mehrere Rechner parallel verwendet. Diese Rechnersysteme müssen in zeitliche Korrelation gesetzt werden. Mit Hilfe des Cluster Time Sync Services (CTSS) von b-plus werden hierbei alle Rechner auf die gleiche Zeitbasis gesetzt. Somit können Daten, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten an unterschiedlichen Systemen entstanden sind, direkt in Bezug zueinander gebracht werden. Dies ist eine essentielle Voraussetzung für eine nachgelagerte Fusion der Daten.

b-plus bietet einen Systemdienst an, der sich über das IEEE 802.1AS Protokoll und zugehöriger Hardware automatisch in das Netzwerk einfügt. Dabei wird in diesem Netzwerk die zentrale Uhr ausgehend von der Grandmaster Clock zyklisch an alle Teilnehmer verteilt. Die Verzögerungen die durch Leitungen und Ethernet Switche hervorgerufen werden, werden automatisch berücksichtigt und kompensiert. Zusätzlich werden aufgrund von ungenauen Uhren auftretende Frequenzfehler in den einzelnen Endknoten korrigiert. Mit dieser Lösung erreicht man eine Genauigkeit von +/- 500 ns.

Ethernet Pakete, die in diesem Netzwerk kommuniziert werden, bekommen einen zeitsynchronisierten Zeitstempel. Dadurch lässt sich die Kommunikation in den synchronen Netzwerken in zeitliche Korrelation bringen. b-plus bietet diese Lösung als Bundle von PCIe-Ethernet Karten samt Windows Dienst an. Des Weiteren sind alle b-plus Systeme mit IEEE 802.1AS (IEEE 1588 Profil) verfügbar, womit sich durch verschiedene Systeme ein zeitsynchronisiertes Netzwerk aufbauen lässt.

Dieses Verfahren eignet sich besonders für die Datenerfassung in verteilten Systemen, bei der es wichtig ist eine nachgelagerte Fusion der Daten für eine Analyse durchzuführen. Mit dieser Datenbasis ist es möglich die Daten zeitlich genauso wieder zu geben, wie sie aufgenommen wurden. Dies ist besonders bei Hardware in the Loop (HIL) Systemen eine Voraussetzung. Schließlich bekommt der Kunde von b-plus eine funktionsfähige Lösung, ohne sich aufwendig Know-How aneignen zu müssen.

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