DE69837431T2

DE69837431T2 - Verfahren zur verfügungsstellung von zeitsynchronisierung in einem netzwerk

Info

Publication number: DE69837431T2
Application number: DE69837431T
Authority: DE
Inventors: Maurizio Mariani; Harald Vefling; Kimmo HÄMYNEN; Wojciech Kozlowski
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland; ABB Research Ltd Sweden
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland; ABB Research Ltd Sweden
Priority date: 1997-06-03
Filing date: 1998-06-03
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2018-06-04
Also published as: AU7657598A; EP0983658B1; AU7457598A; NO307728B1; WO1998056135A2; WO1998056136A2; NO972519L; NO972519D0; WO1998056136A3; WO1998056135A3; DE69837431D1; EP0983658A2

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung von Zeitsynchronisierung in einem Netz, insbesondere in einem lokalen Netz (Local Area Network (LAN)), wobei in diesem Netz ein (ausgewählter) Knoten einen Hauptzeitverteiler (Master Time Distributor) aufweist, der zum Senden von Taktinformationen auf Anforderung ausgelegt ist.
Hintergrund der Erfindung
Ein Problem, das lokalen Netzen (LANs) gemeinsam ist, ist das Konzept der absoluten Zeit. Selbst wenn einem Knoten die Rolle des Hauptzeitverteilers zugewiesen wird und er zum Senden von Taktinformationen auf Anforderung zuständig ist, führt der Mediumzugriffsmechanismus des LAN eine unvorhersagbare Verzögerung der Übertragung der Zeitsynchronisierungsmeldung ein. Diese Verzögerung kann ohne weiteres die erforderliche Präzision der absoluten Zeit zunichte machen, wodurch das gesamte Konzept hinfällig wird. Außerdem bringen die Dauer der Zeitsynchronisierungsmeldung und die Verzögerungen bei der Verarbeitung der Meldung in den Empfangsknoten weitere Unsicherheiten mit sich.
Stand der Technik
Aus der US 5 408 506 (Mincher et al.) sind ein verteiltes Zeitsychronisierungssystem und -verfahren bekannt, bei denen einige Knoten ihre Frequenz relativ zu einem virtuellen Haupttaktknoten ändern.
Die US 5 440 556 (Edem et al.) betrifft ein Verfahren, bei dem zwei Schaltungen an jeder Seite einer Netzleitung auf denselben Referenztakt synchronisiert sind, indem an jede Schaltung ein 125 μsec-Impuls gesendet wird.
Die US 5 602 922 (Danneels) betrifft ein System zum Synchronisieren von Daten, die von einem Server an einen Client übertragen werden, indem der Takt initialisiert wird, wenn das erste Paket empfangen worden ist, und bei dem ferner die Taktzeiten mit der Paketzeit verglichen werden. Dieses System kann in Verbindung mit Video relevant sein, wo Zeitdistanzen eine Rolle spielen.
Die US 5 544 324 (Edem et al.) betrifft ein Netz zum Übertragen isochroner Daten durch Verwendung einer Rahmenstruktur mit einer variablen Anzahl Zeitschlitzen, um Zeitschwankungen zwischen Referenztakten und der Datenrate auszugleichen. Ein Beispiel für eine isochrone Datensynchronisierung ist ein Videomonitor, der einen kontinuierlichen Strom Videodaten zur Anzeige empfangen kann, und bei diesem Stand der Technik wird angestrebt, solche isochronen Daten auf eine geeignetere Weise zu übertragen.
Die EP 0 697 774 offenbart ein Verfahren zum Schätzen des Taktversatzes zwischen den Takten eines Paares Kommunikationsstationen.
Die WO 87/04306 (Ketzler/ETA-Systems) betrifft ein elektronisches Taktsteuersystem für digitale Datencomputer. Das System weist einen Hauptoszillator auf, der Taktsignale an eine Reihe Schaltungskarten zur Regelung der Zeitverzögerung jeder Schaltungskarte verteilt.
Die WO 93/04544 (Wray/Motorola) betrifft ein Verfahren zum Einregeln eines Synchronisierungssignals mit einem empfangenen Datensignal unter Verwendung eines Fehlersignals, das die Differenz zwischen den beiden Signalen definiert.
Die WO 93/14570 (Bergström/Asea Brown Boveri) betrifft ein Verfahren und ein Gerät zum Abstimmen eines intern erzeugten Taktimpulssignals unter Verwendung von Haupt- und Nebeneinheiten in einer FLL-Schaltung.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Einführung eines Verfahrens der Zeitverteilung, mit dem das Problem unvorhersagbarer Verzögerungen umgangen werden kann, um dadurch eine sehr genaue Zeitsynchronisierung zu ermöglichen.
Diese Aufgabe basiert auf einem definierten Netzereignis, das als 'Tick" bezeichnet wird. Die Anforderungen an einen solchen Tick sind nur, dass er in einem Netz übertragen werden kann, unverwechselbar und gut erkennbar ist. Einige mögliche Tick-Kandidaten sind:

– Eine oder mehrere gültige Netzadressen im Paket;
– eine oder mehrere gültige Netzgruppenadressen im Paket;
– ein gültiges Paket mit erzwungener Codeverletzung in einem vordefinierten Teil;
– eine vordefinierte Bitfolge, die in einer Codeverletzung endet;
– ein Impuls mit vordefinierter Länge.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren, ein Netz und einen Zeitsynchronisierungs-Nebenknoten gemäß den beigefügten Hauptansprüchen gelöst.
Der Knoten, der den Tick (rund)sendet, kann der Hauptknoten oder einer der Nebenknoten sein. Durch die Verwendung eines Nebenknotens statt des Hauptknotens zum Senden des Tick ergeben sich mehrere Vorteile. Erstens wird die am Hauptknoten erforderliche Verarbeitungslast verringert, da der Hauptknoten mit der höchsten Verarbeitungslast und ohne die Notwendigkeit einer präzisen Zeitsynchronisierung nicht sämtliche Ticks verarbeiten muss und seine Verarbeitungsleistung primären Funktionen zur Verfügung stellen kann. Beim Empfang eines Tick von einem Nebenknoten sendet der Hauptknoten die Zeitmeldung, die die Ankunftszeit des Tick am Hauptknoten enthält und an alle Nebenknoten adressiert ist, an eine Gruppe Nebenknoten oder an einen bestimmten Nebenknoten, die bzw. der eine Synchronisierung anfordert.
Zweitens ist ein Nebenknoten, der seine Synchronisierung verloren hat, in der Lage, die Synchronisierung rascher wiederherzustellen. Es sei angenommen, dass ein Nebenknoten rückgesetzt ist und dann hochgefahren wird. Wenn nur der Hauptknoten den Tick sendet, kann die Verzögerung zwischen dem Hochfahren des Nebenknotens und dem Empfangen des Tick sowie der zugehörigen Zeitmeldung und damit die Synchronisierung des Nebenknotens relativ lang sein. Wenn der Tick nach dem Reset (Rücksetzen) z. B. am Ende der Hochfahrprozedur vom Nebenknoten gesendet wird, erfolgt die Synchronisierung so bald wie möglich, ohne dass der Synchronisierungszyklus des Hauptknotens abgewartet zu werden braucht.
Drittens können die Nebenknoten unterschiedliche Anforderungen an die Zeitgenauigkeit und damit verschiedene Zykluszeiten der Zeitsynchronisierung haben. In dem Fall, in dem der Hauptknoten die Ticks sendet, werden die Ticks an alle Nebenknoten mit der Zykluszeit des (der) Nebenknoten(s) gesendet, der (die) strengsten zeitlichen Anforderungen hat (haben). Dies resultiert in einer unnötigen Belastung insbesondere des Hauptknotens und auch der Nebenknoten mit weniger strengen zeitlichen Anforderungen. Wenn jeder Knoten oder ein Knoten einer Gruppe mit ähnlichen Zeitanforderungen den Tick senden kann, wenn dies erforderlich ist, d. h. in regelmäßigen Intervallen oder auf Anforderung, wird die Belastung optimiert. Durch die Bereitstellung von zwei oder mehr verschiedener Ticks ist es möglich, die Nebenknoten in zwei oder mehr Gruppen mit unterschiedlichen zeitlichen Anforderungen oder Belastungssituationen anzuordnen, so dass ein Nebenknoten in einer Gruppe einen von einem Nebenknoten einer anderen Gruppe gesendeten Tick nicht erkennen kann. Als Folge erkennen stark belastete Nebenknoten mit weniger strengen zeitlichen Anforderungen einen häufig gesendeten Tick einer anderen Gruppe nicht und verschwenden keine Zeit und Verarbeitungskapazität für unnötige Synchronisierungsereignisse.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird einer der Nebenknoten aus einer Gruppe Nebenknoten als Zeit-Unterhauptknoten bestimmt, der sich selbst mit dem Hauptknoten mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zyklisch synchronisiert. Der (die) andere(n) Nebenknoten der Gruppe wird (werden) sehr genau mit dem Unterhauptknoten mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens synchronisiert. Diese Konfiguration bedeutet eine weitere Verringerung der Belastung des Hauptknotens.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lösung erschließen sich aus der nachfolgenden Beschreibung vorgeschlagener Ausführungsformen sowie aus den beigefügten Patentansprüchen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
1 ist ein Diagramm, das die Taktverteilungssequenz unter Anwendung herkömmlicher Verfahren darstellt.
2 ist ein Diagramm, das die Zeitsynchronisierung unter Anwendung der Verfahren gemäß der der vorliegenden Erfindung darstellt.
3 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform, bei der die vorliegende Erfindung angewendet werden kann.
4 ist ein Signalisierungsdiagramm, das die Zeitsynchronisierung darstellt, bei der ein Nebenknoten einen Tick sendet.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Zuerst sei auf 1 verwiesen, bei der es sich um ein Diagramm handelt, das die Taktverteilungssequenz unter Anwendung herkömmlicher Verfahren darstellt.
In 1 bedeuten die hierin verwendeten Bezugszeichen:

1: Time Sync Master-Software liest den Haupttakt, erstellt Zeitmeldung
2: Time Sync Master-Software legt die Zeitmeldung in den Übertragungs-Warteschlange
3: Maximal zulässige Differenz zwischen lokalen Takten
2–4: Time Sync Master-Software wartet auf die Übertragungsgenehmigung
4: Time Sync Master überträgt die Zeitmeldung und Time Sync Slave empfängt die Zeitmeldung
5: Time Sync Slave-Software beendete die Verarbeitung der empfangenen Zeitmeldung
6: Differenz zwischen Time Sync Master-Slave-Takt und Time Sync Master-Takt.

Das Problem bei dieser Lösung nach dem Stand der Technik liegt im Zeitintervall von 2 bis 4, d. h. in der Periode, in der eine Taktmeldung bereit zur Übertragung ist, aber der Knoten noch keinen Zugriff auf das Netz erlangt hat. Die Länge dieses Zeitintervalls ist sehr schwer vorherzusagen, da sie vom Buszugriffmechanismus und dem aktuellen Zustand des Netzes abhängt.
Als nächstes wird auf 2 verwiesen, bei der es sich um ein Diagramm handelt, das die Zeitsynchronisierung unter Anwendung der Verfahren gemäß der der vorliegenden Erfindung darstellt.
In 2 bedeuten die hierin verwendeten Bezugszeichen:

1: Time Tick Master-Software legt einen Tick in die Übertragungs-Warteschlange
2–4: Der Tick wartet in der Warteschlange auf die Übertragung
4: Der Tick ist auf dem Netzmedium und alle Time Tick Slaves empfangen den Tick
5: Time Tick Slave-Software registriert die lokale Tick-Ankunftszeit (T_lt), Time Tick Master-Software erstellt eine Zeitmeldung, die die Haupttakt-Tick-Ankunftszeit (T_mt) enthält, und legt sie in die Übertragungs-Wartschlange
5–6: Die die absolute Zeit (Haupttakt-Tick-Ankunftszeit) enthaltende Meldung wird in die Warteschlange im Time Sync-Hauptknoten eingereiht und wartet auf Übertragung
6: Time Sync Master überträgt Haupttakt-Zeitmeldung auf dem Netzmedium
7: Jeder Time Sync Slave empfängt die Zeitmeldung (der Empfangsmoment kann von Knoten zu Knoten verschieden sein) und aktualisiert seine lokale Zeit (T₁) mit der Zeitdifferenz zwischen der aufgezeichneten lokalen Tick-Ankunftszeit und der empfangenen Haupttaktzeitmeldung (T₁ = T₁ + T_mt – T_lt).

Bei Betrachtung der 2 zeigt sich im Vergleich zu 1 eine ganz andere Situation. Der Tick enthält keinerlei Taktinformation. Er ist für alle Knoten vorgesehen, die eine Aktualisierung der absoluten Zeit benötigen. Wichtig für den Tick ist nur, dass er stets an allen diesen Knoten mit der gleichen Verzögerung ankommen sollte. Wenn er ankommt, speichert jeder Knoten den lokalen Zeitwert seiner Ankunft. Der Zeitsynchronisierungs-Hauptknoten erstellt dann eine Haupttakt-Zeitmeldung, die die Ankunftszeit des Ticks enthält, und überträgt sie auf dem Netz. Wenn diese Meldung ankommt, können alle Knoten die Haupttaktzeit mit ihrer eigenen gespeicherten Ankunftszeit vergleichen und ihren lokalen Takt mit der Differenz zwischen der lokalen Ankunftszeit und der Haupttaktzeit aktualisieren.
Grundprinzip
Das Grundprinzip des Systems der Very Accurate Time Synchronization (sehr genaue Zeitsynchronisierung) besteht darin, dass die Zeitverteilungsprozedur von einem Schritt zu zwei Schritten geändert wird.

– Ein Synchronisierungsereignis (Tick) wird auf dem LAN definiert. Die einzige Einschränkung für einen solchen Tick ist nur, dass er unverwechselbar und gut erkennbar ist. Der Tick kann auch als Synchronisierungsmeldung bezeichnet werden. Einige mögliche Tick-Kandidaten sind:
– Eine oder mehrere gültige Netzadressen;
– eine oder mehrere gültige Netzgruppenadressen;
– ein gültiges Paket mit erzwungener Codeverletzung in einem vordefinierten Teil;
– eine vordefinierte Bitfolge, die in einer Codeverletzung endet;
– ein Impuls mit vordefinierter Länge;
– ein Synchronisierungsereignis wird in einer vorgeschriebenen Position im Tick erkannt.

Die Verteilungsprozedur in zwei Schritten ist wie folgt:

1. Ein Knoten des LAN ist für die Erzeugung von Synchronisierungsereignissen) in regelmäßigen Intervallen oder auf Anforderung zuständig. Die Detektion eines Synchronisierungsereignisses durch LAN-Knoten ist ein zeitkritisches Element der Prozedur.
2. Einem Knoten des LAN wird die Rolle des Master Time Distributor (Hauptzeitverteiler) zugewiesen. Immer wenn dieser Knoten ein Synchronisierungsereignis auf dem LAN erkennt, zeichnet er den Zeitpunkt der Erkennung des Ereignisses auf und sendet eine den aufgezeichneten Zeitpunkt enthaltende Meldung an alle Knoten, die eine Zeitsynchronisierung erfordern. Die Übertragung dieser Meldung ist nicht zeitkritisch.

Dieser Ansatz beseitigt zwar den Einfluss der LAN-Mediumzugriffsverzögerung, aber das Problem der Verzögerung bei der Verarbeitung der Synchronisierungsereignisse besteht nach wie vor. Dies kann gelöst werden, wenn jeder Knoten, der eine Zeitsynchronisierung erfordert, einige grundlegende Anforderungen erfüllt.
Anforderungen an die LAN-Knoten
3 zeigt ein Blockdiagramm eines Knotens eines lokalen Netzes. Ein derartiger Knoten muss vier Anforderungen erfüllen:

1. Ein Rohdatenstrom von der LAN-Schnittstelle 2 muss verfügbar sein.
2. Ein Detektor 3 für ein Zeitsynchronisierungsereignis, der ein vorgeschriebenes Synchronisierungsereignis im Rohdatenstrom erkennen kann, muss hinzugefügt werden.
3. Der Knoten 1 muss in der Lage sein, die lokale Zeit zwischen Zeitsynchronisierungsmeldungen beibehalten zu können.
4. Die Knoten-CPU oder die Handhabungs-Hardware des lokalen Takts müssen auf das Signal vom Synchronisierungs-Ereignisdetektor 3 reagieren können.

Prozedur der sehr genauen Zeitsynchronisierung
Wenn alle eine Zeitsynchronisierung benötigenden Knoten die im vorigen Absatz angegebenen Anforderungen erfüllen, ergibt sich die Prozedur der sehr genauen Zeitsynchronisierung wie folgt:

1. Wenn ein Synchronisierungsereignis erkannt wird, informiert der Synchronisierungs-Ereignisdetektor 3 die CPU oder die Handhabungs-Hardware des lokalen Takts.
2. Die lokale Zeit für dieses Ereignis wird aufgezeichnet.
3. Wenn der Knoten der Zeitsynchronisierungs-Hauptknoten ist, wird die aufgezeichnete Zeit in einer Meldung an andere Knoten übertragen, die eine Zeitsynchronisierung erfordern.
4. Alle anderen Knoten warten auf die Zeitmeldung vom Hauptknoten. Wenn diese Meldung ankommt, wird der lokale Takt um die Differenz zwischen der Empfangszeit und der aufgezeichneten Zeit des Auftretens des Synchronisierungsereignisses eingeregelt.

Durch die Anwendung dieser Prozedur wird die Unsicherheit der Zeitsynchronisierung auf vier sehr kleine Komponenten reduziert:

– Übertragungsverzögerung auf dem Netzmedium. Bei nahezu sämtlichen lokalen Netzen beträgt diese Verzögerung weniger als 10 μsec.
– Auflösung der Hardware des lokalen Takts. Diese beträgt normalerweise deutlich unter 1 μsec.
– Differenz der Detektion des Synchronisierungsereignisses. Diese kann gleich der oder besser als die Auflösung des lokalen Takts sein.
– Differenz der Reaktionszeit bei Detektion des Synchronisierungsereignisses. Selbst wenn die Reaktionszeit eine Dauer von 40 μsec oder mehr haben kann, beträgt die Differenz der Reaktionszeit normalerweise weniger als 1 μsec. Auf diese Weise nähert sich die Prozedur der sehr genauen Zeitsynchronisierung der theoretischen Grenze (Lichtgeschwindigkeit) der Zeitverteilung über das LAN-Medium.

Der Knoten, der den Tick (rund)sendet, kann der Hauptknoten oder einer der Nebenknoten sein. 4 zeigt ein Signalisierungsdiagramm, wonach ein Nebenknoten 44 einen Tick auf dem Netz (nicht dargestellt), d. h. zu einem Hauptknoten 40 und anderen Nebenknoten 45 und 46 sendet. Alle Nebenknoten 44 bis 46 empfangen den Tick und registrieren die lokale Ankunftszeit des Tick. Beim Empfang eines Tick vom Nebenknoten 44 sendet der Hauptknoten 40 die die Ankunftszeit des Tick am Hauptknoten 40 enthaltende Zeitmeldung an die Nebenknoten 44 bis 46. Die Nebenknoten 44 bis 46 vergleichen die Tick-Ankunftszeit in der Meldung mit der eigenen gespeicherten Tick-Ankunftszeit und aktualisieren den lokalen Takt des Knotens mit der Differenz zwischen der lokalen Ankunftszeit und der Ankunftszeit am Hauptknoten 40. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird einer der Nebenknoten aus einer Gruppe Nebenknoten als Zeit-Unterhauptknoten 41 bestimmt, der sich selbst mit dem Hauptknoten 40 mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens von 4 zyklisch synchronisiert. Mit anderen Worten, der Unterhauptknoten 41 sendet einen Tick auf dem Netz. Sowohl der Hauptknoten 40 als auch der Unterhauptknoten 41 empfangen den Tick und registrieren die lokale Ankunftszeit des Tick. Beim Empfang eines Tick vom Unterhauptknoten 41 sendet der Hauptknoten 40 die die Ankunftszeit des Tick am Hauptknoten 40 enthaltende Zeitmeldung an den Unterhauptknoten 41. Der Unterhauptknoten 41 vergleicht die Ankunftszeit des Tick in der Meldung mit der eigenen gespeicherten Tick-Ankunftszeit und aktualisiert den lokalen Takt des Knotens mit der Differenz zwischen der lokalen Ankunftszeit und der Ankunftszeit am Hauptknoten 40. Die anderen Nebenknoten 42 und 43 der Gruppe werden mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens sehr genau mit dem Unterhauptknoten 41 synchronisiert. Im Einzelnen sendet der Nebenknoten 43 beim dargestellten Beispiel einen Tick auf einem Netz zum Unterhauptknoten 41 und zum anderen Nebenknoten 42. Beide Nebenknoten 42 und 43 empfangen den Tick und registrieren die lokale Ankunftszeit des Tick. Beim Empfang eines Tick vom Nebenknoten 43 sendet der Unterhauptknoten 41 die die Ankunftszeit des Tick am Unterhauptknoten 41 enthaltende Zeitmeldung an die Nebenknoten 42 bis 43. Die Nebenknoten 42 bis 43 vergleichen die Ankunftszeit des Tick in der Meldung mit den eigenen gespeicherten Tick-Ankunftszeiten und aktualisieren den lokalen Takt des Knotens mit der Differenz zwischen der lokalen Ankunftszeit und der Ankunftszeit am Unterhauptknoten 41. Diese Konfiguration senkt die Belastung des Hauptknotens aufgrund der geringeren Anzahl zu verarbeitender Ticks weiter.
Wenn die vom Nebenknoten initiierte Synchronisierung gemäß der Erfindung angewendet wird, kann ein Nebenknoten, der die Synchronisierung verloren hat, die Synchronisierung rascher wieder herstellen. Es sei angenommen, dass der Nebenknoten 44 in 4 rückgesetzt und dann hochgefahren wird. Wenn der Tick nur vom Hauptknoten 40 gesendet wird, kann die Verzögerung zwischen dem Hochfahren des Nebenknotens 44 und dem Empfang des Ticks sowie der zugehörigen Zeitmeldung vom Hauptknoten 40 am Nebenknoten 44 und damit die Synchronisierung des Nebenknotens 44 relativ lang sein. Wenn der Tick unmittelbar nach dem Reset vom Nebenknoten 44 gesendet wird, z. B. am Ende der Hochfahrprozedur, wird die Synchronisierung so bald wie möglich erreicht, ohne dass der zyklische Synchronisierungszyklus des Hauptknotens abgewartet werden muss.
Die Zeichnungen und ihre Beschreibung sollen nur zur Veranschaulichung der Idee der Erfindung dienen. Die Erfindung kann in Details innerhalb des Gültigkeitsbereichs der angefügten Ansprüche variieren.

Claims

Verfahren zur Bereitstellung von Zeitsynchronisierung in einem Netz, das Netzknoten (40, 41, 44, 45, 46) enthält, wobei das Verfahren aufweist: – Definieren eines der Knoten als Zeitsynchronisierungs-Hauptknoten (40); – Definieren anderer der Knoten als Zeitsynchronisierungs-Nebenknoten (41, 44, 45, 46), gekennzeichnet durch – Senden eines Synchronisierungs-Tick (Uhrsignal) im Netz von mindestens einem der Zeitsynchronisierungs-Nebenknoten (41, 44, 45, 46) in regelmäßigen Intervallen oder auf Anforderung; – Empfangen des Tick an allen Knoten (40, 41, 44, 45, 46); – Aufzeichnen der lokalen Tick-Ankunftszeit an mindestens jedem der eine Zeitsynchronisierung erfordernden Zeitsynchronisierungs-Nebenknoten (41, 44, 45, 46); – bei der Detektion eines solchen Tick Senden einer Meldung vom Zeitsynchronisierungs-Hauptknoten (40), die die Tick-Ankunftszeit am Zeitsynchronisierungs-Hauptknoten enthält, an jeden der eine Zeitsynchronisierung erfordernden Zeitsynchronisierungs-Nebenknoten (41, 44, 45, 46); – an mindesten jedem der eine Zeitsynchronisierung erfordernden Zeitsynchronisierungs-Nebenknoten (41, 44, 45, 46) Empfangen der Meldung, die die Tick-Ankunftszeit am Zeitsynchronisierungs-Hauptknoten (40) enthält; – an mindesten jedem der eine Zeitsynchronisierung erfordernden Zeitsynchronisierungs-Nebenknoten (41, 44, 45, 46) Vergleichen der in der Meldung enthaltenen Tick-Ankunftszeit mit der aufgezeichneten lokalen Tick-Ankunftszeit am entsprechenden Nebenknoten und Aktualisieren einer lokalen Uhr mit der Differenz zwischen der lokalen Tick-Ankunftszeit und der Tick-Ankunftszeit am Hauptknoten (40).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tick in dem Moment definiert wird, wenn das letzte Bit einer bestimmten Menge Netzwerkadressen detektiert wird, oder wenn eine vorgeschriebene Bitfolge in einem Paket detektiert wird, oder wenn ein vorgeschriebenes Signal auf dem lokalen Netzmedium (Local Area Network; LAN) detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein lokaler Knoten (41, 44, 45, 46) so eingerichtet ist, dass er einen Rohdatenstrom vom lokalen Netz LAN über eine geeignete Schnittstelle empfängt.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der lokale Knoten (41, 44, 45, 46) so eingerichtet ist, dass er mit einem Synchronisierungs-Zeitdetektor zum Detektieren eines Tick im Rohdatenstrom, der von der Netzwerkschnittstelle empfangen wird, kommuniziert.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der lokale Knoten so eingerichtet ist, dass er die Zeit zwischen Synchronisierungsmeldungen erfasst.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder LAN-Knoten so eingerichtet ist, dass er eine Zeitverteilungsmeldung plus die Zeitspanne, die seit Ankunft des Tick vergangen ist, empfängt.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Nebenknoten (41, 44, 45, 46) so eingerichtet ist, dass er den Tick nach einem Rücksetzen des entsprechenden Nebenknotens sendet.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenknoten (41, 44, 45, 46) unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der zeitlichen Genauigkeit haben, wobei jeder Nebenknoten oder einer aus ei ner Gruppe Nebenknoten einen Tick an den Zeitsynchronisierungs-Hauptknoten (40) sendet, wenn erforderlich.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nebenknoten (41) ein Zeit-Unterhauptknoten ist, der sich selbst mit dem Hauptknoten synchronisiert, und dass mindestens ein weiterer Nebenknoten (42, 43) mit dem Zeit-Unterhauptknoten (41) synchronisiert ist.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronisierungs-Tick ein vorgegebenes Netzwerkereignis ist.
Netzwerk mit einer Zeitsynchronisierungsanordnung, bei der ein Knoten des Netzwerks ein Zeitsynchronisierungs-Hauptknoten (40) ist, während die übrigen Knoten (41, 44, 45, 46) Zeitsynchronisierungs-Nebenknoten sind, die mit dem Hauptknoten (40) synchronisiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Nebenknoten (41, 44, 45, 46) im Netz so eingerichtet ist, dass einer einen Synchronisierungs-Tick im Netz in regelmäßigen Intervallen oder auf Anforderung sendet; der Zeitsynchronisierungs-Hauptknoten (40) so eingerichtet ist, dass er bei der Detektion eines solchen Tick von dem mindestens einen Nebenknoten (41, 44, 45, 46) eine Meldung an jeden der eine Zeitsynchronisierung erfordernden Zeitsynchronisierungs-Nebenknoten (41, 44, 45, 46) sendet, die die Tick-Ankunftszeit am Zeitsynchronisierungs-Hauptknoten (40) enthält; jeder der eine Zeitsynchronisierung erfordernden Nebenknoten (41, 44, 45, 46) so eingerichtet ist, dass er den Tick und die Meldung empfängt und die Tick-Ankunftszeit in der Meldung mit der eigenen gespeicherten Tick-Ankunftszeit der Meldung des Nebenknotens (41, 44, 45, 46) vergleicht und die lokale Uhr des Nebenknotens (41, 44, 45, 46) mit der Differenz zwischen der lokalen Ankunftszeit und der Ankunftszeit am Hauptknoten (40) aktualisiert.
Netzwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Nebenknoten (41, 44, 45, 46) so eingerichtet ist, dass er den Tick nach einem Rücksetzen des entsprechenden Nebenknotens sendet.
Netzwerk nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenknoten (41, 44, 45, 46) unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der zeitlichen Genauigkeit haben, und dass jeder Nebenknoten oder einer aus einer Gruppe Nebenknoten einen Tick an den Zeitsynchronisierungs-Hauptknoten (40) sendet, wenn erforderlich.
Netzwerk nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nebenknoten (41) ein Zeit-Unterhauptknoten ist, der sich selbst mit dem Hauptknoten synchronisiert, und dass mindestens ein weiterer Nebenknoten (42, 43) mit dem Zeit-Unterhauptknoten (41) synchronisiert ist.
Zeitsynchronisierungs-Nebenknoten für ein Netz mit einer Zeitsynchronisierungsanordnung, bei der ein Knoten im Netz ein Zeitsynchronisierungs-Hauptknoten (40) ist und die übrigen Knoten Zeitsynchronisierungs-Nebenknoten (41, 44, 45, 46) sind, die mit dem Hauptknoten (40) synchronisiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenknoten (41, 44, 45, 46) so eingerichtet ist, dass er einen Synchronisierungs-Tick vom Netz empfängt; der Nebenknoten (41, 44, 45, 46) so eingerichtet ist, dass er die lokale Tick-Ankunftszeit aufzeichnet; der Nebenknoten (41, 44, 45, 46) so eingerichtet ist, dass er vom Synchronisierungs-Hauptknoten (40) eine Meldung empfängt, die die Tick-Ankunftszeit des Tick am Synchronisierungs-Hauptknoten (40) enthält; und der Nebenknoten (41, 44, 45, 46) so eingerichtet ist, dass er die in der Meldung enthaltene Tick-Ankunftszeit mit der aufgezeichneten lokalen Tick-Ankunftszeit vergleicht und eine lokale Uhr mit der Differenz zwischen der lo kalen Tick-Ankunftszeit und der Tick-Ankunftszeit am Hauptknoten (40) aktualisiert.
Synchronisierungs-Nebenknoten nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenknoten (41, 44, 45, 46) so eingerichtet ist, dass er einen Synchronisierungs-Tick im Netz in regelmäßigen Intervallen oder auf Anforderung sendet.
Synchronisierungs-Nebenknoten nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenknoten (41) ein Zeit-Unterhauptknoten ist, der sich selbst mit dem Synchronisierungs-Hauptknoten (40) synchronisiert, und dass mindestens ein weiterer Nebenknoten (42, 43) mit dem Zeit-Unterhauptknoten (41) synchronisiert ist.