Proceedings of Petersburg Transport University Proceedings of Petersburg Transport University Известия Петербургского университета путей сообщения 1815-588X 2658-6851 70241 10.20295/1815-588X-2023-3-768-784 Современные технологии - транспорту HIGH TECHNOLOGIES FOR TRANSPORT Современные технологии - транспорту The Methodology for the Formation of a Comprehensive System of Synchronization and Delivery of the Time Scale for a Large-Scale Distributed Technological Purpose System Методика формирования комплексной системы синхронизации и доставки шкалы времени для крупной распределенной системы технологического назначения https://orcid.org/0000-0003-4622-9161 Опарин Евгений Валерьевич Oparin Evgeniy Valer'evich OnapuH@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Saint Petersburg Russian Federation ЗАО "Институт телекоммуникаций" Россия ЗАО "Институт телекоммуникаций" Russian Federation 21 09 2023 21 09 2023 20 3 768 784 20 09 2023 https://atjournal.ru/en/nauka/article/70241/view

Цель: Выработать научно-технические решения построения комплексной системы синхронизации и доставки шкалы времени, включающей подсистемы тактовой сетевой синхронизации (ТСС) и единого времени (СЕВ) как единой системы хронирования, решающей задачи синхронизации по частоте, времени и фазе в крупных распределенных системах технологического назначения. Методы: Методы исследования основаны на фундаментальных положениях теории систем и теории принятия решений. Результаты: Предложена методика формирования комплексной системы синхронизации и доставки шкалы времени, отличающаяся комплексным подходом к построению систем единого времени и частоты в сетях связи технологического сегмента, независимостью от типов применяемого генераторного оборудования и средств доставки сигналов ТСС и СЕВ, а также требований потенциальных потребителей услуг частотно-временного обеспечения. Предложенная методика формирования комплексной системы синхронизации и доставки шкалы времени позволит обоснованно подходить к построению систем доставки сигналов единого времени и частоты в сложных гетерогенных сетях связи. Практическая значимость: Решения на основе представленной методики позволят обеспечить независимую от сторонних операторов связи инфраструктуру для обеспечения единства тактовой сетевой синхронизации и единого времени, необходимых для корректной работы телекоммуникационного оборудования технологической сети связи; удовлетворить потребности по предоставлению полного спектра услуг в сигналах синхронизации и единого времени для действующих и перспективных потребителей; предоставить возможность поэтапного перехода организации сетей связи от технологий коммутации каналов к пакетно-ориентированным технологиям за счет гибкого подхода к используемым маршрутам и системам передач для распространения сигналов синхронизации и единого времени.

Purpose: To develop scientific and technical solutions for constructing a comprehensive synchronization system and delivery of the time scale, which includes subsystems of network clock synchronization (NCS) and unified time (UT), as a unified timekeeping system addressing the challenges of frequency, time, and phase synchronization in large-scale distributed technological purpose systems. Methods: Research methods are based on the fundamental provisions of the theory of systems and the theory of decision-making. Results: A methodology for the formation of a comprehensive synchronization system and the delivery of a time scale is proposed, which is characterized by an integrated approach to building unified time and frequency systems in the communication networks of the technological segment, the independence of the types of generator equipment used and the means of delivery of NCS and UT signals, as well as meeting the requirements of potential consumers of frequency and time services. The proposed methodology for the formation of a comprehensive synchronization system and delivery of a time scale will allow to reasonably approach building systems for delivering unified time and frequency signals in complex heterogeneous communication networks. Practical significance: Solutions based on the presented methodology will allow the provision of an infrastructure independent of external communication operators to ensure the unity of network clock synchronization and unified time. This is necessary for the correct operation of telecommunication equipment of the technological communication network. The methodology will also meet the needs for providing a full range of synchronization and unified time signal services to existing and prospective consumers. Additionally, it will enable a gradual transition of the organization of communication networks from channel-swithching to packet-oriented technologies due to a flexible approach to the routes and transmission systems used for the distribution of synchronization signals and unified time.

 Телекоммуникационная система тактовая сетевая синхронизация система единого времени частотно-временное обеспечение шкала времени комплексная система синхронизации Telecommunication system network clock synchronization a unified time system frequency and time provision time scale complex synchronization system

Рыжков А. В. Частотно-временное обеспечение в сетях электросвязи: учебное пособие для вузов / А. В. Рыжков - М.: Горячая линия - Телеком, 2021. - 270 с. Ryzhkov A. V. Chastotno-vremennoe obespechenie v setyah elektrosvyazi: uchebnoe posobie dlya vuzov / A. V. Ryzhkov - M.: Goryachaya liniya - Telekom, 2021. - 270 s. Бирюков Н. Л. Обзор направлений исследований МСЭ в области частотно-временного обеспечения современных сетей связи / Н. Л. Бирюков, Н. Р. Триска, Н. Н. Худынцев // T-Comm - Телекоммуникации и Транспорт. - 2014. - Т. 8. - № 2. - С. 12-17. Biryukov N. L. Obzor napravleniy issledovaniy MSE v oblasti chastotno-vremennogo obespecheniya sovremennyh setey svyazi / N. L. Biryukov, N. R. Triska, N. N. Hudyncev // T-Comm - Telekommunikacii i Transport. - 2014. - T. 8. - № 2. - S. 12-17. Давыдкин П. Н. Тактовая сетевая синхронизация / П. Н. Давыдкин, М. Н. Колтунов, А. В. Рыжков. - М.: Эко-Трендз, 2004. - 205 с. Davydkin P. N. Taktovaya setevaya sinhronizaciya / P. N. Davydkin, M. N. Koltunov, A. V. Ryzhkov. - M.: Eko-Trendz, 2004. - 205 s. Рекомендация МСЭ-Т G.823. Контроль дрожания и блуждания в цифровых сетях, основанных на иерархии 2048 Кбит/с (10.03.2000). Rekomendaciya MSE-T G.823. Kontrol' drozhaniya i bluzhdaniya v cifrovyh setyah, osnovannyh na ierarhii 2048 Kbit/s (10.03.2000). Рекомендация МСЭ-Т G.803. Архитектура транспортных сетей, основанная на синхронной цифровой иерархии (СЦИ) (10.03.2000). Rekomendaciya MSE-T G.803. Arhitektura transportnyh setey, osnovannaya na sinhronnoy cifrovoy ierarhii (SCI) (10.03.2000). ETSI EN 300 462-2-1 V1.2.1 (2002-01). Общие требования для сетей синхронизации; Часть 2-1: Архитектура сети синхронизации, основанная на сетях СЦИ. ETSI EN 300 462-2-1 V1.2.1 (2002-01). Obschie trebovaniya dlya setey sinhronizacii; Chast' 2-1: Arhitektura seti sinhronizacii, osnovannaya na setyah SCI. Рекомендация МСЭ-Т G.811. Временные характеристики на выходах первичных эталонных задающих генераторов (19.09.1997). Rekomendaciya MSE-T G.811. Vremennye harakteristiki na vyhodah pervichnyh etalonnyh zadayuschih generatorov (19.09.1997). Рекомендация МСЭ-Т G.812. Временные характеристики на выходах задающих генераторов, пригодных для использования в качестве узловых генераторов сетей синхронизации (13.06.2004). Rekomendaciya MSE-T G.812. Vremennye harakteristiki na vyhodah zadayuschih generatorov, prigodnyh dlya ispol'zovaniya v kachestve uzlovyh generatorov setey sinhronizacii (13.06.2004). Рекомендация МСЭ-Т G.813. Характеристики хронирования ведомых тактовых генераторов аппаратуры СЦИ (SEC) (16.03.2003). Rekomendaciya MSE-T G.813. Harakteristiki hronirovaniya vedomyh taktovyh generatorov apparatury SCI (SEC) (16.03.2003). Рекомендация МСЭ-Т G.8261/Y.1361. Синхронизация и аспекты синхронизации в пакетных сетях (29.08.2019). Rekomendaciya MSE-T G.8261/Y.1361. Sinhronizaciya i aspekty sinhronizacii v paketnyh setyah (29.08.2019). Рекомендация МСЭ-Т G.8251. Управление фазовым дрожанием и дрейфом фазы в оптической транспортной сети (ОТС) (29.11.2018). Rekomendaciya MSE-T G.8251. Upravlenie fazovym drozhaniem i dreyfom fazy v opticheskoy transportnoy seti (OTS) (29.11.2018). Рекомендация МСЭ-Т G.8265/Y.1365. Архитектура и требования для доставки значений частот в пакетном режиме (07.10.2010). Rekomendaciya MSE-T G.8265/Y.1365. Arhitektura i trebovaniya dlya dostavki znacheniy chastot v paketnom rezhime (07.10.2010). Мазуренко Д. К. Аспекты построения системы частотно-временной сетевой синхронизации сигналов / Д. К. Мазуренко // T-Comm - Телекоммуникации и Транспорт. - 2017. - Т. 11. - № 8. - С. 4-8. Mazurenko D. K. Aspekty postroeniya sistemy chastotno-vremennoy setevoy sinhronizacii signalov / D. K. Mazurenko // T-Comm - Telekommunikacii i Transport. - 2017. - T. 11. - № 8. - S. 4-8. IETF RFC 1305 Network Time Protocol (Version 3) Specification, Implementation and Analysis. IETF RFC 1305 Network Time Protocol (Version 3) Specification, Implementation and Analysis. IETF RFC 5905 Network Time Protocol Version 4: Protocol and Algorithms Specification. IETF RFC 5905 Network Time Protocol Version 4: Protocol and Algorithms Specification. IEEE 1588-2019 (07.11.2019). Standard for A Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems. IEEE 1588-2019 (07.11.2019). Standard for A Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems. Телегин C. Протокол PTP для синхронизации сетей NGN. Вопросы применения / C. Телегин // Первая миля. - 2009. - № 5-6. - С. 21-23. Telegin C. Protokol PTP dlya sinhronizacii setey NGN. Voprosy primeneniya / C. Telegin // Pervaya milya. - 2009. - № 5-6. - S. 21-23. Рекомендация МСЭ-Т G.8271/Y.1366. Аспекты временной и фазовой синхронизации в сетях с коммутацией пакетов (15.03.2020). Rekomendaciya MSE-T G.8271/Y.1366. Aspekty vremennoy i fazovoy sinhronizacii v setyah s kommutaciey paketov (15.03.2020). Рекомендация МСЭ-Т G.8273.2/Y.1368.2. Параметры сигналов синхронизации для граничных часов и ведомых часов, предназначенных для использования в сети связи с полной поддержкой синхронизации по времени (29.10.2020). Rekomendaciya MSE-T G.8273.2/Y.1368.2. Parametry signalov sinhronizacii dlya granichnyh chasov i vedomyh chasov, prednaznachennyh dlya ispol'zovaniya v seti svyazi s polnoy podderzhkoy sinhronizacii po vremeni (29.10.2020).