ES2236585T3 - Procedimiento para la sincronizacion de nodos de un sistema de comunicacion. - Google Patents
Procedimiento para la sincronizacion de nodos de un sistema de comunicacion.Info
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Abstract
Procedimiento para la sincronización de nodos (1, 2, 3) de un sistema de comunicación con las siguientes etapas: - recepción de un primer telegrama de sincronización (106) a través de un primer nodo (1), conteniendo el primer telegrama de sincronización un primer instante teórico de la recepción (t0, tL) en el primer nodo, - corrección de una base de tiempo (107) del primer nodo sobre la base de una desviación entre un instante real de la recepción, determinado en virtud de la base de tiempo y el primer instante teórico de la recepción, - emisión de un segundo telegrama de sincronización (114) desde el primer nodo hasta un segundo nodo (2) adyacente, conteniendo el segundo telegrama de sincronización un segundo instante teórico de recepción (t0+ tL + tL2) en el segundo nodo, caracterizado porque el segundo instante teórico de recepción se determina en el segundo nodo a través de: - la determinación de un tiempo de residencia a partir del instante de la emisión del segundo telegrama de sincronización y el instante de recepción del primer telegrama de sincronización, - adición del tiempo de residencia y de un tiempo de propagación de la línea (tL2) entre el primer nodo y el segundo nodo en el primer instante teórico de la recepción en el primer nodo, para determinar el segundo instante teórico de la recepción.
Description
Procedimiento para la sincronización de nodos de
un sistema de comunicación.
La invención se refiere a un procedimiento para
la sincronización de nodos de un sistema de comunicación,
especialmente de un sistema de automatización, así como a un maestro
horario y a un nodo del sistema de comunicación.
Se conoce a partir del documento DE 4215 380 A1
un procedimiento para la sincronización de generadores de tiempo
locales de un sistema de automatización. En este procedimiento, se
sincroniza un generador de tiempo local con una información de
tiempo, que está formada a partir de la información de tiempo de un
generador de tiempo central así como a partir de una corrección que
corresponde al tiempo de la transmisión y al tiempo de
procesamiento. La información de tiempo solamente es transmitida
desde una unidad de transmisión, que pertenece al generador de
tiempo central, cuando ésta se desvía del tiempo actual menos que un
valor absoluto predeterminado.
Se conoce a partir del documento DE 199 173 54 A1
un procedimiento de sincronización para una unidad principal y al
menos una unidad secundaria con generadores de tiempo internos, que
deben sincronizarse entre sí. En este procedimiento, se transmiten
desde la unidad principal a la unidad secundaria a través de dos
vías de comunicación señales de tiempo, que necesitan sobre las dos
vías de comunicación tiempos de propagación hacia la unidad
secundaria. Se registra la diferencia de los tiempos de propagación
de las señales de tiempo. La sincronización de los generadores de
tiempo se realiza entonces teniendo en cuenta los tiempos de
propagación.
Se conoce a partir del documento DE 197 03 963 A1
un procedimiento para el intercambio de datos entre módulos
electrónicos que se pueden disponer de forma descentralizada. En
este caso, un módulo es utilizado como generador de pulsos de reloj
y, en concento, sin un mecanismo de redundancia.
El documento EP 0 991 216 publica las
características del preámbulo de las reivindicaciones independientes
1, 3 y 5.
A partir del estado de la técnica se conocen
diferentes sistemas de comunicación normalizados, llamados también
sistemas de bus, para el intercambio de datos entre dos o más
módulos o aparatos electrónicos, especialmente también para el
empleo en sistemas de automatización. Ejemplos de tales sistemas de
comunicación son: bus de campo, Profibus, Ethernet, Ethernet
Industrial, FireWire o también sistemas de bus internos de PC (PCI).
Estos sistemas de bus están concebidos o bien optimizados en cada
caso para diferentes campos de aplicación y permiten el
establecimiento de un sistema de control descentralizado. Para el
control y la supervisión de procesos en la fabricación automática y
especialmente en técnicas digitales de accionamiento son necesarios
sistemas de comunicación muy rápidos y fiables con tiempos de
reacción previsibles.
Con sistemas de bus paralelos, como por ejemplo
SMP, ISA, PCI o VME, se puede establecer una comunicación muy rápida
y sencilla entre diferentes módulos. Estos sistemas de bus conocidos
encuentran su aplicación en este caso especialmente en ordenadores y
PCs.
Especialmente a partir de la técnica de
automatización se conocen sistemas de comunicación síncronos,
sincronizados, con propiedades de equidistancia. Por ello se
entiende un sistema que está constituido por al menos dos abonados,
que están conectados entre sí a través de una red de datos con la
finalidad del intercambio mutuo de datos o bien con la finalidad de
la transmisión recíproca de datos. En este caso, el intercambio de
datos se realiza de una manera cíclica en ciclos de comunicación
equidistantes, que son predeterminados a través del pulso de reloj
de la comunicación utilizado por el sistema. Los abonados son, por
ejemplo, aparatos centrales de automatización, aparatos de
programación, de proyección o de mando, aparatos periféricos, como
por ejemplo, módulos de entrada/salida, accionamientos, actuadores,
sensores, controles programables con memoria (SPS) u otras unidades
de control, ordenadores, o máquinas que intercambian datos
electrónicos con otras máquinas, especialmente que procesan datos de
otras máquinas. Por unidades de control se entienden a continuación
unidades de regulación o unidades de control de cualquier tipo.
Un intercambio de datos cíclico determinista
equidistante en sistemas de comunicación se basa en una basa de
pulso de reloj o bien base de tiempo común de todos los componentes
que están implicados en la comunicación. La base de pulso de reloj o
bien la base de tiempo es transmitida desde un componente
característico (maestro horario o generador de pulsos de reloj)
hacia los otros componentes. En el caso de Ethernet Isócrona en
Tiempo Real, el pulso de reloj o bien la base de tiempo se
predetermina desde un maestro horario a través de la emisión de
telegramas de sincronización.
La invención tiene el cometido de crear un
procedimiento mejorado para la sincronización de nodos de un sistema
de comunicación así como un maestro horario mejorado y nodos para un
sistema de comunicación de este tipo.
El cometido en el que se basa la invención se
soluciona, respectivamente, con las características de las
reivindicaciones independientes 1, 3 y 5 de la invención. Las formas
de realización preferidas de la invención se indican en las
reivindicaciones dependientes de la patente.
La presente invención posibilita una corrección
de las bases de tiempo en los nodos de un sistema de comunicación
isócrono. En una forma de realización preferida de la invención, se
procede en este caso de tal forma que al menos un maestro horario
genera un telegrama de sincronización, que contiene el instante
teórico de la recepción en un primer nodo que está adyacente al
maestro horario. Este instante teórico de la recepción es
determinado por el maestro horario, sobre la base de su base de
tiempo maestro y sobre la base del tiempo de propagación de la
línea, conocido por el maestro horario, del telegrama de
sincronización desde el maestro horario hasta el primer nodo.
Cuando el telegrama de sincronización del maestro
horario es recibido desde el nodo, entonces se memoriza el instante
real de la recepción desde el nodo. El instante real de la recepción
se calcula sobre la base de tiempo local.
Cuando la base de tiempo local del nodo es
síncrona con la base de tiempo maestra del maestro horario, el
instante real de la recepción y el instante teórico de la recepción
son idénticos. Si se produce una desviación del instante real de la
recepción con respecto al instante teórico de la recepción, entonces
esta desviación es utilizada como base para la corrección de la base
de tiempo local en el nodo, con el fin de sincronizarla con la base
de tiempo maestra en el maestro horario.
Para la sincronización de los otros nodos del
sistema de comunicación se propone lo siguiente, en una forma de
realización preferida de la invención: aquel nodo, que ha recibido
el programa de sincronización desde el maestro horario, determina el
instante teórico de la recepción de otro telegrama de sincronización
en un segundo nodo, que está adyacente al primer nodo. El instante
teórico de la recepción en el segundo nodo es determinado por el
primer nodo sobre la base del instante teórico de la recepción del
telegrama de sincronización del maestro horario, siendo añadido al
instante teórico de la recepción, que está contenido en el telegrama
de sincronización del maestro horario, un tiempo de residencia en el
primer nodo y el tiempo de propagación de la línea desde el primero
hasta el segundo nodo.
El tiempo de residencia se obtiene en este caso a
partir de la diferencia entre el instante de recepción del telegrama
de sincronización desde el maestro horario y el instante de emisión
del otro telegrama de sincronización desde el primer nodo hasta el
segundo nodo.
En el segundo nodo se procede de una manera
correspondiente, siendo calculado el instante teórico de la
recepción de otro telegrama de sincronización en un tercer nodo. A
tal fin, se añade al instante teórico de recepción en el segundo
nodo de nuevo el tiempo de residencia y el tiempo de propagación de
la línea desde el segundo hasta el tercer nodo.
Esta sincronización de los nodos es especialmente
ventajosa para la finalidad de la diagnosis de la comunicación en el
sistema de comunicación. Especialmente para la certificación de
componentes y sistemas parciales del sistema de comunicación deben
poder preverse informaciones en la aplicación de un nodo de la red
con un sello de tiempo.
Por ejemplo, un evento de error en el
funcionamiento de la instalación puede conducir a una pluralidad de
errores sucesivos, que conducen en cada caso a mensajes de error en
el sistema de mando. Puesto que los mensajes se pueden revisar, se
pueden sacar conclusiones sobre la causa del error solamente en
virtud del sello de tiempo. Simplemente la información de la hora de
los mensajes, es decir, su sello de tiempo, posibilita una
clasificación cronológica de los mensajes y, por lo tanto, un
análisis de las causas. A tal fin, es especialmente ventajosa la
sincronización según la invención de las bases de tiempo, puesto que
condición previa para la clasificación cronológica es necesaria la
sincronicidad de las bases de tiempo locales de los nodos.
En este caso es especialmente ventajoso que para
todos los nodos del sistema o bien de la aplicación se puede ajustar
una hora con exactitud definida, siendo predeterminada esta hora por
un maestro horario. En este caso, se puede conseguir una alta
exactitud, es decir, una diferencia de hora entre las bases de
tiempo locales de los nodos de la red, por ejemplo, menor que 1
\mus.
Otra ventaja es que se puede reconocer desde la
aplicación la selección del maestro horario, para activar, por
ejemplo, un maestro horario redundante. A tal fin, se puede utilizar
un mecanismo de redundancia, como se publica en el documento DE 100
13 397 y en el documento DE 101 45 518.
Se puede ver otra ventaja en que se pueden
incorporar mecanismos horarios normalizados, como por ejemplo
Protocolo de Tiempo de la Red (NTP) o Protocolo de Tiempo de la Red
Simple (SNTP) en el sistema de comunicación.
De acuerdo con una forma de realización preferida
de la invención, se memoriza el instante de la recepción para cada
telegrama de datos, recibido por un nodo, es decir, no sólo para los
telegramas de sincronización. En el instante de recepción puede
acceder entonces una aplicación del nodo respectivo. De una manera
correspondiente, se pueden memorizar también los instantes de
emisión de todos los telegramas emitidos por un nodo.
De acuerdo con otra forma de realización
preferida de la invención, en todos los telegramas de datos emitidos
por un nodo, se registra el instante de emisión respectivo desde el
nodo a la zona de datos del telegrama de datos.
Por lo tanto, la base de datos común preparada
según la invención con alta exactitud para los nodos de la red es
especialmente ventajosa
- -
- tanto para un análisis del tráfico de telegramas en la red,
- -
- como también para acciones sincronizadas en sistemas distribuidos de la técnica de automatización.
De acuerdo con una forma de realización preferida
de la invención, se registra un nodo de la red como maestro horario,
a cuya hora deben sincronizarse todos los nodos de la red. A tal
fin, el maestro horario emite periódicamente telegramas de
sincronización a los otros nodos de la red.
En el campo de datos del telegrama de
sincronización el maestro horario inscribe la suma
- -
- del instante de la emisión del telegrama de sincronización y
- -
- del tiempo de propagación de la línea hacia el nodo adyacente de la red, que recibe el telegrama.
Con cada telegrama recibido y, por lo tanto,
también cuando se recibe un telegrama de sincronización, los nodos
de la red memorizan el instante de recepción local.
La desviación de la hora local con respecto al
tiempo teórico se obtiene a partir de la diferencia de tiempo del
tiempo registrado en el telegrama de sincronización y el tiempo de
recepción local. Esta diferencia de tiempo puede utilizar un
software de regulación como variable de entrada para la corrección
de la hora local.
Cada nodo de la red, que transmite un telegrama
de sincronización, añade al tiempo registrado en el telegrama de
sincronización, la suma
- -
- del tiempo de residencia local: = (instante de la transmisión - instante de la recepción) en este nodo y
- -
- el tiempo de propagación de la línea hacia el nodo adyacente de la red, que recibe el telegrama.
Una condición previa para la exactitud de la
sincronización de la hora es la determinación de los tiempos de
propagación de la línea entre dos nodos adyacentes de la red,
respectivamente. La medición del tiempo de propagación de la línea
se realiza de una manera preferida con la siguiente secuencia de
telegramas:
- -
- El iniciador de la medición del tiempo de propagación inscribe el instante de la emisión t_{Send-Req} en el campo de datos del telegrama de llamada de la medición del tiempo de propagación.
- -
- El receptor de este telegrama de llamada de la medición del tiempo de propagación memoriza el instante de la recepción t_{Rec-Req} y envía de retorno un telegrama de respuesta de la medición del tiempo de propagación en el instante t_{Send-Req}.
En el campo de datos de este telegrama de
respuesta están registrados los tiempos siguientes:
- -
- el instante de la emisión t_{Send-Req} del telegrama de llamada desde el iniciador de la medición del tiempo de propagación,
- -
- el tiempo de retraso (t_{Send-Req} - t_{Rec-Req}) entre el telegrama de llamada y el telegrama de respuesta.
- -
- El iniciador de la medición del tiempo de propagación memoriza el instante de llegada del telegrama de respuesta de la medición del tiempo de propagación t_{Rec-Req} y determina el tiempo de propagación de la línea con la ayuda de la fórmula:
\text{Tiempo
de propagación de la línea}: = [(t_{Rec-Req} -
t_{Send-Req}) - (t_{Send-Req} -
t_{Rec-Req})] /
2
En un sistema no redundante, un maestro horario
emite de forma periódica solamente un telegrama de sincronización.
En los sistemas redundantes, se pueden distinguir dos casos:
- -
- Un maestro horario emite de forma periódica al menos dos telegramas de sincronización por vías diferentes hacia los nodos de la red. El software de regularización de los nodos de la red debe tener en cuenta en cada caso todos los telegramas de sincronización recibidos durante la sincronización de la hora.
- -
- El maestro horario activo y un maestro horario redundante emiten al mismo tiempo de forma periódica telegramas de sincronización. No obstante, solamente se evalúan y se utilizan para la regularización de la hora los telegramas de sincronización del maestro horario activo. Solamente cuando el maestro horario redundante marca como activos sus telegramas de sincronización en virtud de la ausencia de telegramas de sincronización desde el maestro horario activo hasta ahora, éstos son utilizados por el software de regulación para la sincronización de la hora.
Ambas constelaciones también se pueden
combinar.
De acuerdo con otra forma de realización
preferida de la invención, se pueden incorporar también mecanismos
horarios normalizados, como por ejemplo NTP, SNTP. Los telegramas
horarios normalizados, que entran en una red, cuya hora ha sido
sincronizada de acuerdo con el procedimiento descrito anteriormente,
son "empaquetados" en la zona de datos de un telegrama
especial. Dentro de la red, solamente se envían estos telegramas
horarios normalizados "empaquetados". Cada nodo de la red, que
introduce un telegrama horario normalizado "empaquetado" en la
red introduce en el campo de datos de este telegrama la suma
- -
- del instante de la emisión y
- -
- del tiempo de propagación de la línea hacia el nodo adyacente de la red, que recibe el telegrama.
Cada nodo de la red, que transmite un telegrama
horario normalizado "empaquetado", añade al tiempo de
residencia inscrito en el telegrama en la red, la suma
- -
- del tiempo de residencia en el nodo de la red = (instante de la transmisión - instante de la recepción) y
- -
- el tiempo de propagación de la línea hacia el nodo adyacente de la red, que recibe el telegrama.
Antes de abandonar la red
- -
- se "desempaqueta" de nuevo el telegrama horario normalizado y
- -
- se corrige el instante normalizado inscrito en la medida del tiempo de propagación del telegrama en la red.
Una característica de este procedimiento es la
posibilidad de determinar el instante de la recepción y de la
emisión con una exactitud de un pulso de reloj binario y de poder
utilizarlo para la sincronización horaria en una red. Para la
elevación de la seguridad funcional se apoya la redundancia durante
la sincronización de la hora. Además, es posible la incorporación de
mecanismos horarios normalizados.
El empleo de los mecanismos horarios descritos es
posible especialmente en la comunicación de Ethernet en tiempo real
en la zona del bus de campo.
Además, es especialmente ventajoso que los
procedimientos publicados se pueden aplicar o bien emplear en
sistemas de automatización, especialmente en máquinas de embalaje,
máquinas de inyección de plástico, máquinas textiles, máquinas de
impresión, máquinas herramientas, robots, sistemas de manipulación,
máquinas de procesamiento de maderas, máquinas de procesamiento de
cristal, máquinas de procesamiento de cerámica así como en productos
semiacabados.
Por otra parte, a continuación se explican en
detalle formas de realización preferidas de la invención con
referencia a los dibujos. En este caso:
La figura 1 muestra una representación de
principio para la sincronización de los nodos de un sistema de
comunicación sobre la base de un maestro horario.
La figura 2 muestra un diagrama de bloques de un
maestro horario y de un nodo.
La figura 3 muestra un diagrama de flujo para la
sincronización de las bases de tiempo locales.
La figura 4 muestra una representación de
principio para la determinación del tiempo de propagación de la
línea entre nodos adyacentes de la red.
El sistema de comunicación de la figura 1
contiene un maestro horario 100, que sirve para la sincronización de
las bases de tiempo locales en los nodos 1, 2, 3, ... del sistema de
comunicación. En el caso de un sistema de automatización, en los
nodos 1, 2, 3, ... se puede tratar de sensores, actuadores,
accionamientos u otros componentes o sistemas parciales.
Para la sincronización, el maestro horario 100
envía en el instante de la emisión t_{0} un telegrama de
sincronización al nodo 1. El telegrama de sincronización contiene
como datos útiles el instante teórico de la recepción en el nodo 1,
que se obtiene a partir de la adición del instante de la emisión
t_{0} y del tiempo de propagación de la línea \Deltat_{L}
entre el maestro horario 100 y el nodo 1 a través de la línea 101.
Una desviación entre el instante teórico de la recepción y el
instante real de la recepción, determinado en virtud de la base de
tiempo local del nodo 1, es utilizada para la corrección de la base
de tiempo local del nodo 1.
Después de la recepción del telegrama de
sincronización desde el maestro horario 100, el nodo 1 genera otro
telegrama de sincronización para el nodo 2. Este es enviado a través
de la línea 102 desde el nodo 1 hasta el nodo 2. Como datos útiles,
el telegrama de sincronización, emitido desde el nodo 1 hacia el
nodo 2, envía el instante teórico de la recepción t_{0} +
\Deltat_{L}, que ha recibido el nodo 1 desde el maestro horario
100, más un periodo de tiempo \Deltat_{L\rightarrow 2}, donde el
tiempo \Deltat_{L\rightarrow 2} es el tiempo de residencia en el
nodo de la red 1 más el tiempo de propagación de la línea a través
de la línea 102.
El tiempo de residencia es el periodo de tiempo
entre la recepción del telegrama de sincronización desde el maestro
horario 10 hacia el nodo 1 y la transmisión siguiente del telegrama
de sincronización desde el nodo 1 hacia el nodo 2. Este tiempo de
residencia se puede determinar de una manera muy exacta en virtud de
la base de tiempo local del nodo 1, aunque ésta no esté sincronizada
todavía con exactitud, puesto que aquí no importa el tiempo
absoluto, sino solamente el periodo de tiempo, es decir, el tiempo
de residencia relativo en el nodo, especialmente en el nodo 1.
La corrección de la base de tiempo en el nodo 2
en virtud del telegrama de sincronización recibido por el nodo 1 se
realiza, en principio, de la misma manera que la corrección previa
de la base de tiempo en el nodo 1. Como base para la corrección en
el nodo 1 se utiliza una desviación eventual entre el instante real
de la recepción, determinado en virtud de la base de tiempo local
del nodo 2, y el instante teórico de la recepción, estando contenido
el instante teórico de la recepción en los datos útiles del
telegrama de sincronización recibido desde el nodo 1.
El nodo 2 añade a este instante teórico de la
recepción, es decir, al instante t_{0} + \Deltat_{L} +
\Deltat_{L\rightarrow 2}, el tiempo \Deltat_{L\rightarrow
3}, para generar otro telegrama de sincronización para el nodo 3
siguiente, etc.
La figura 2 muestra un diagrama de bloques que
corresponde a la figura 1.
El maestro horario 100 dispone de una base de
tiempo maestra 103 y de una memoria 104 para la memorización del
tiempo de propagación de la línea \Deltat_{L} a través de la
línea 101. Además, el maestro horario 100 tiene un programa, que
sirve para la generación cíclica y la emisión de telegramas de
sincronización 106. Estos telegramas de sincronización contienen en
este caso, respectivamente, como datos útiles, el instante de la
emisión t_{0} respectivo más el tiempo de propagación de la línea
\Deltat_{L}.
El nodo 1 tiene una base de tiempo local 107 con
una regulación 108. Además, el nodo 1 tiene una memoria 109 para la
memorización de los instantes de recepción de telegramas de
sincronización 106. De una manera preferida, la memoria 109 sirve
también para la memorización de los instantes de recepción de otros
telegramas de datos recibidos desde el nodo 1.
El nodo 1 tiene, además, una memoria 110 para la
memorización del instante teórico de la recepción, que ha sido
recibido por medio de un telegrama de sincronización 106.
El nodo 1 tiene, además, una memoria 111, que
sirve para la fijación de instantes de emisión de telegramas de
datos y especialmente también de telegramas de sincronización 114 en
el nodo adyacente 2. El tiempo de propagación de la línea desde el
nodo 1 hacia el nodo 2 a través de la línea 102 está depositado en
la memoria 112.
Además, el nodo 1 tiene un programa 113, que
sirve para la generación y emisión de telegramas de sincronización
114 al nodo 2. Como datos útiles, los telegramas de sincronización
114 contienen en cada caso el instante teórico de la recepción desde
la memoria 110 más el instante de la residencia más el tiempo de
propagación de la línea desde la memoria 112. El tiempo de
residencia resulta en este caso a partir de la diferencia del
instante de la emisión del telegrama de sincronización respectivo
114 y del instante de la recepción del telegrama de sincronización
106 precedente.
El nodo 2 y otros nodos no mostrados en la figura
2 del sistema de comunicación están constituidos, en principio, de
la misma manera que el nodo 1.
Durante el funcionamiento del sistema de
comunicación, el maestro horario genera un telegrama de
sincronización 106, que es recibido desde el nodo 1. El instante
real de la recepción es depositado en la memoria 109; el instante
teórico de la recepción es leído desde el telegrama de
sincronización 106 y es depositado en la memoria 110.
Sobre la base de una desviación entre el instante
real de la recepción y el instante teórico de la recepción se
corrige la base de tiempo 107 a través de la regulación 108. A
través de esta corrección se garantiza una coincidencia de la base
de tiempo 107 con la base de tiempo maestra 103 en un margen de
tolerancia estrecho.
El programa 113 genera entonces el telegrama de
sincronización 114, que contiene, como datos útiles, el instante
teórico de la recepción del telegrama de sincronización 114 en el
nodo 2. En virtud de ello, se corrige también la base de tiempo del
nodo 2.
La figura 3 muestra un diagrama de flujo
correspondiente. En la etapa 300, el maestro horario envía un
telegrama de sincronización con el instante teórico de la recepción
del telegrama de sincronización en un nodo 1 adyacente como datos
útiles.
En la etapa 301, el nodo 1 recibe este telegrama
de sincronización y calcula para este telegrama de sincronización el
instante de la recepción sobre la base del tiempo local. Este
instante de la recepción es designado como instante real de la
recepción. El instante real de la recepción así como el instante
teórico de la recepción son memorizados por el nodo 1. Una
desviación entre el instante real y el instante teórico de la
recepción es utilizada como principio para la determinación de una
variable de ajuste para la corrección de la base de tiempo local en
el nodo 1, para sincronizarla con la base de tiempo maestra del
maestro horario.
Además, se genera desde el nodo 1 un telegrama de
sincronización para el nodo 2 y se emite. Este telegrama contiene
como datos útiles el instante teórico de la recepción de este
telegrama de sincronización en el nodo 2.
En el nodo 2, en virtud de la recepción de este
telegrama de sincronización desde el nodo 1, se procede de una
manera correspondiente al nodo 1 para la corrección de la base de
tiempo local del nodo 2 y se genera y emite otro telegrama de
sincronización para un nodo siguiente 2. Este proceso se repite en
forma de cascada, hasta que han sido recorridos todos los nodos
conectados unos detrás de otros. Por ejemplo, dentro de intervalos
de tiempo predeterminados, se lleva a cabo de nuevo la etapa 300,
para realizar de nuevo esta transmisión en forma de cascada y la
corrección de las bases de tiempo locales.
Para la determinación del tiempo de propagación
de la línea entre dos nodos se puede proceder, por ejemplo, como se
representa en la figura 4. La figura 4 muestra la determinación del
tiempo de propagación de la línea \Deltat_{L} a través de la
línea 102 entre los nodos 1 y 2. Para la realización de la medición
del tiempo de propagación, el nodo 1 envía al nodo 2 un telegrama de
llamada de medición del tiempo de propagación. En el campo de datos
del telegrama de llamada de la medición del tiempo de propagación se
encuentra el instante de la emisión t_{Send-Req},
el receptor, es decir, el nodo 2 memoriza el instante de la
recepción t_{Rec-Req} del telegrama de llamada de
la medición del tiempo de propagación en el nodo 2 y emite un
telegrama de respuesta de la medición del tiempo de propagación en
el instante t_{Send-Req} de retorno al nodo 1.
En el campo de datos de este telegrama de
respuesta están registrados los tiempos siguientes:
- -
- el instante de la emisión t_{Send-Req} del telegrama de llamada desde el iniciador de la medición del tiempo de propagación,
- -
- el tiempo de retraso (t_{Send-Req} - t_{Rec-Req}) entre el telegrama de llamada y el telegrama de respuesta.
- -
- El nodo 1 de la medición del tiempo de propagación memoriza el instante de la llegada del telegrama de respuesta de la medición del tiempo de propagación t_{Rec-Req} y determina el tiempo de propagación de la línea con la ayuda de la fórmula:
\text{Tiempo
de propagación de la línea}: = [(t_{Rec-Req} -
t_{Send-Req}) - (t_{Send-Req} -
t_{Rec-Req})] /
2
Con otras palabras, el tiempo de propagación de
la línea \Deltat_{L} se determina sobre la base del tiempo
necesario, en general, para la realización de la medición del tiempo
de propagación menos el tiempo de residencia en el nodo 2. El tiempo
de propagación para el viaje de ida y de vuelta se supone el mismo
en el cálculo, es decir, que la línea de ida y la línea de vuelta
deben tener la misma longitud.
Este proceso puede ser iniciado, por ejemplo, en
virtud del programa 113 en el nodo 1 (ver la figura 2). El tiempo de
propagación de la línea \Deltat_{L} calculado de esta manera es
registrado entonces desde el programa 113 en la memoria 112.
- 1
- Nodo
- 2
- Nodo
- 3
- Nodo
- 100
- Maestro horario
- 101
- Línea
- 102
- Línea
- 103
- Base de tiempo maestra
- 104
- Memoria
- 105
- Programa
- 106
- Telegrama de sincronización
- 107
- Base de tiempo local
- 108
- Regulación
- 109
- Memoria
- 110
- Memoria
- 111
- Memoria
- 112
- Memoria
- 113
- Programa
- 114
- Telegrama de sincronización.
Claims (7)
1. Procedimiento para la sincronización de nodos
(1, 2, 3) de un sistema de comunicación con las siguientes
etapas:
- -
- recepción de un primer telegrama de sincronización (106) a través de un primer nodo (1), conteniendo el primer telegrama de sincronización un primer instante teórico de la recepción (t_{0}, \Deltat_{L}) en el primer nodo,
- -
- corrección de una base de tiempo (107) del primer nodo sobre la base de una desviación entre un instante real de la recepción, determinado en virtud de la base de tiempo y el primer instante teórico de la recepción,
- -
- emisión de un segundo telegrama de sincronización (114) desde el primer nodo hasta un segundo nodo (2) adyacente, conteniendo el segundo telegrama de sincronización un segundo instante teórico de recepción (t_{0} + \Deltat_{L} + \Deltat_{L\rightarrow 2}) en el segundo nodo,
caracterizado porque el segundo instante
teórico de recepción se determina en el segundo nodo a través
de:
- -
- la determinación de un tiempo de residencia a partir del instante de la emisión del segundo telegrama de sincronización y el instante de recepción del primer telegrama de sincronización,
- -
- adición del tiempo de residencia y de un tiempo de propagación de la línea (\Deltat_{L\rightarrow 2}) entre el primer nodo y el segundo nodo en el primer instante teórico de la recepción en el primer nodo, para determinar el segundo instante teórico de la recepción.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que el primer telegrama de sincronización es generado a través de un
maestro horario (100) con una base de tiempo maestra (103), siendo
determinado el instante teórico de la recepción en el primer nodo a
partir del tiempo de emisión calculado en virtud de la base de
tiempo maestra y del tiempo de propagación de la línea (104) desde
el maestro horario hasta el primer nodo.
3. Medio de memoria digital, especialmente
disquete, CD-ROM o memoria de semiconductores, con
medios de programación para la corrección de la base de tiempo (107)
de un primer nodo (1) de un sistema de comunicación en virtud de la
recepción de un primer telegrama de sincronización (106) a través
del primer nodo (1), conteniendo el telegrama de sincronización un
primer instante teórico de recepción (t_{0} + \Deltat_{L}) en
el primer nodo, siendo realizada la corrección de la base de tiempo
del primer nodo sobre la base de una desviación entre el instante
real de la recepción, calculado en virtud de la base de tiempo, del
primer telegrama de sincronización y el instante teórico de la
recepción en el primer nodo, y estando configurados los medios de
programación para la generación de un segundo telegrama de
sincronización (114) para un segundo nodo, y conteniendo el segundo
telegrama de sincronización un segundo instante teórico de la
recepción (t_{0} + \Deltat_{L} + \Deltat_{L\rightarrow 2})
en el segundo nodo, caracterizado porque el segundo instante
teórico de la recepción en el segundo nodo se calcula de la
siguiente manera:
- -
- determinación de un tiempo de residencia en el primer nodo a partir del instante de la emisión del segundo telegrama de sincronización y el instante de la recepción del primer telegrama de sincronización,
- -
- adición de un tiempo de propagación de la línea (\Deltat_{L\rightarrow 2}) entre el primero y el segundo nodo al primer instante teórico de recepción en el primer nodo, para determinar el segundo instante teórico de la recepción.
4. Medio de memoria digital según la
reivindicación 3, en el que los medios de programación están
configurados para la determinación del tiempo de propagación de la
línea entre el primero y el segundo nodo.
5. Nodo (1) para un sistema de comunicación
isócrono, con una base de tiempo (107) y con medios de regulación
(108) para la regulación de la base de tiempo (107), en el que los
medios de regulación están configurados de tal forma que la
regulación de la base de tiempo se realiza sobre la base de una
desviación entre el instante real de la recepción, calculado en
virtud de la base de tiempo, de un primer telegrama de
sincronización (106) y el primer instante teórico de la recepción
(t_{0} + \Deltat_{L}), contenido en el telegrama de
sincronización, en el nodo, con medios para la generación de un
segundo telegrama de sincronización (114) para un segundo nodo (2),
en el que el segundo telegrama de sincronización contiene un segundo
instante teórico de la recepción (t_{0} + \Deltat_{L} +
\Deltat_{L\rightarrow 2}) en el otro nodo, caracterizado
porque el segundo instante teórico de la recepción en el otro nodo
se calcula de la siguiente
manera:
manera:
- -
- determinación de un tiempo de residencia a partir de la diferencia del tiempo de emisión del segundo telegrama de sincronización y el instante de la recepción del primer telegrama de sincronización,
- -
- adición de un tiempo de propagación de la línea (\Deltat_{L\rightarrow 2}) entre el nodo y el otro nodo al primer instante teórico de recepción en el primer nodo, para determinar el segundo instante teórico de la recepción.
6. Nodo según la reivindicación 5 con medios para
la determinación del tiempo de propagación de la línea entre el nodo
y el otro nodo adyacente.
7. Sistema de comunicación con al menos un
maestro horario con una base de tiempo maestra (103) y con medios
para la emisión de un primer telegrama de sincronización (106) a un
primer nodo (1) adyacente del sistema de comunicación, en el que el
primer telegrama de sincronización contiene un instante teórico de
recepción en el primer nodo, que se determina a partir del instante
de la emisión del primer telegrama de sincronización desde el
maestro horario y el tiempo de propagación de la línea (104) entre
el maestro horario y el primer nodo, y con varios nodos (2, 3) de
acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 5 ó 6.
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