MT1000Aが提供する時刻同期測定ソリューション

背景

“時刻同期”が私たちの社会インフラを支えています。ネットワーク化されたデバイス・機器は、正確に同じ時刻を共有することで初めて高信頼なサービスを実現することができます。5Gによる高速かつ高信頼な通信、ローカル5GやIP 映像伝送、MECによる低遅延アプリなど、高精度な時刻同期が必要とされるシステムが社会に浸透し始めています。

Ethernetによる時刻同期は、過去Network Time Protocol（NTP）が主流でしたが、NTPはms単位の時刻同期には十分な精度であるものの、さらに高精度な時刻同期が必要となるアプリケーションには対応できませんでした。IEEEは2002年にIEEE1588-2002（IEEE1588_version1）、2008年にIEEE1588-2008（IEEE1588_version2）を策定し、PTP（Precision Time Protocol）によりナノ秒単位の時刻精度を実現しています。IEEE1588-2008では障害復帰や伝送品質も考慮され、用途が広がり、以下のような広域ネットワークサービスにおける時刻同期手段として利用されています。

5G移動通信ネットワークの基地局間における同期
放送局内の多数の機器間における映像配信タイミングの同期
金融ネットワークの高速トレーディングシステム上の同期

高精度時刻同期ネットワークの拡大

5Gでは上り下りの通信方向を時分割で切り替えるTDD方式を使います。全ての基地局の時計をPTPで同期させることで、逆方向の信号の衝突、つまり干渉を防ぎます。

エッジコンピューティングによる低遅延通信を活用したミッションクリティカルな用途では、機械同士をリアルタイムに連携させる必要があります。そのためにはエッジに置かれたサーバーや、そこに接続されたデバイスを時刻同期させることが必要です。

4K/8K大容量映像データを扱うため、従来のSDIによる通信がIPに置き換わっています。SDIがカバーしていた時刻同期はPTPによって実現されます。IP化により、リモートプロダクションによる番組制作コストの効率化ができます。

ローカル5Gの非同期運用では、携帯電話の通信と干渉してしまう恐れがあります。免許申請時に事前の干渉調整を省略できる同期運用または準同期運用では、GPSが配信する基準時刻に基地局を時刻同期させることが必要です。

アンリツの高精度時刻同期ネットワーク測定ソリューション

IEEE1588を用いた高精度な時刻同期システムでは、時刻同期誤差（Time Error）が許容範囲内に収まっているか否かを、システム全体として評価することが重要です。また、時刻同期は、GMC（Grand Master Clock）とBC（Boundary Clock）など、IEEE1588プロトコルを終端する機器間メッセージのやり取りで実現されますが、何らかの原因でメッセージのやり取りがうまくいかなかった場合、Time Errorが許容範囲を超えてしまうことがあります。この原因を探るため、IEEE1588プロトコル解析が必要となります。
ネットワークマスタプロ MT1000Aは、Time Errorの測定からプロトコルメッセージのやりとりの分析までを１台で評価・解析できます。

MT1000Aは以下をサポートします。

IEEE1588プロトコル検証
MT1000Aは、1GbEおよび10GEの測定インタフェースを2ポート、25GEを１ポート実装しています。ポートごとにマスタ、スレーブを独立して動作させることができるため、接続したGMC、BCの機器とプロトコル検証ができます。
IEEE1588v2時刻同期精度評価（Time Errorの測定）
高精度ルビジウム基準クロックを内蔵したGNSSレシーバ MU100090Bを装着することで、Time Errorの測定をできます。
MT1000Aがスレーブクロックを模擬し、PTPネットワークから分配されるタイミング情報を、GNSSと同期した基準タイミングに対して時刻同期誤差を測定します。測定対象信号は1pps信号および、PTPパケットです。加えて、ITU-Tが規定するSyncE、PDV(Packet Delay Variation)やワンダ測定にも対応しています。