RU2767163C1 - Method for synchronizing clocks in digital networks - Google Patents

Method for synchronizing clocks in digital networks Download PDF

Info

Publication number
RU2767163C1
RU2767163C1 RU2021111509A RU2021111509A RU2767163C1 RU 2767163 C1 RU2767163 C1 RU 2767163C1 RU 2021111509 A RU2021111509 A RU 2021111509A RU 2021111509 A RU2021111509 A RU 2021111509A RU 2767163 C1 RU2767163 C1 RU 2767163C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
packet
time
clock
slave
master
Prior art date
Application number
RU2021111509A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Александрович Бугримов
Иосиф Вульфович Гуревич
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича"
Priority to RU2021111509A priority Critical patent/RU2767163C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2767163C1 publication Critical patent/RU2767163C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C11/00Synchronisation of independently-driven clocks

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

FIELD: digital network synchronization.
SUBSTANCE: the method relates to the field of synchronization in digital networks, in particular to methods implemented in digital networks consisting of master and slave objects equipped with clocks, between which packets of information are transmitted over communication channels, including synchronizing packets. Essence: the slave objects, after receiving the synchronizing packet, form the receipt packets, fixing information about the time of sending the packet by the clock of the slave object, and the master object, after receiving the receipt packet, forms a correction packet containing information about the time of sending by the clock of the master object, and transmits it to the slave object, where the time of receiving this packet is fixed, the difference between the time of transmission of the receipt packet and reception of the correction packet by the clock of the slave object is calculated, which is compared with the threshold, which is the maximum allowable delay time, and, if the calculated difference does not exceed the threshold value, the clock of the slave object is adjusted by the amount of the calculated difference between the time of sending the correction packet by the clock of the master object and the time of receiving the correction packet by the clock of the slave object, minus half the time between the transmission of the receipt packet and the reception of the corrected packet.
EFFECT: increased accuracy of synchronization of the clocks of the slave objects relative to the clock of the master object with a random delay time of package delivery.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области способов синхронизации в цифровых сетях, в частности, в которых контролируются внешние или внутренние параметры с фиксацией времени на некоторых объектах, снабженных часами реального времени, и по каналам связи передается информация об этих параметрах, включая время, на другой объект, также снабженный часами реального времени, указанный объект является ведущим относительно других, ведомых объектов.The invention relates to the field of synchronization methods in digital networks, in particular, in which external or internal parameters are controlled with time fixation at some objects equipped with real-time clocks, and information about these parameters, including time, is transmitted via communication channels to another object, also equipped with a real-time clock, the specified object is the leader relative to other, slave objects.

Примерами систем, в которых реализуются такие способы, являются системы сигнализации, охраны, телеметрии, экологического мониторинга и т.п.Examples of systems in which such methods are implemented are signaling, security, telemetry, environmental monitoring, etc. systems.

Важнейшим параметром таких систем является точность фиксации времени изменения контролируемого параметра, относительно часов ведущего объекта.The most important parameter of such systems is the accuracy of fixing the time of change of the controlled parameter, relative to the clock of the leading object.

Ввиду того, что стабильность любых часов ограничена, всегда имеется расхождение между часами ведомых и ведущего объектов, в общем случае указанное расхождение является функцией времени r{t).Due to the fact that the stability of any clock is limited, there is always a discrepancy between the clocks of the slave and master objects, in the general case, this discrepancy is a function of time r(t).

r(tm)=tm-ts r(t m )=t m -t s

где tm - время ведущего объекта (master),where t m is the time of the leading object (master),

ts - время ведомого объекта (slave).t s - time of the slave object (slave).

Для каждой системы в зависимости от конкретного приложения существует максимально допустимое значение временного расхождения r0. Для нормально функционирующей системы должно выполняться условие:For each system, depending on the specific application, there is a maximum allowable value of the time discrepancy r 0 . For a normally functioning system, the following condition must be met:

r(t) ≤ r0 для всех t.r(t) ≤ r 0 for all t.

Ведущий и ведомые объекты могут обмениваться пакетами данных, содержащими информацию о временах tm и ts в момент отправки этих пакетов. Обозначим

Figure 00000001
времена приема по часам принимающей стороны соответствующих пакетов. В реальных системах всегда имеется некоторая задержка в передаче пакетов. dms - величина задержки при передаче по каналу связи пакета от ведущего объекта к ведомому, a dsm - то же, но в противоположном направлении.The master and slaves can exchange data packets containing information about the times t m and t s at the moment these packets were sent. Denote
Figure 00000001
reception times by clock of the receiving side of the corresponding packets. In real systems, there is always some delay in packet transmission. d ms - the amount of delay in the transmission of a packet over the communication channel from the master to the slave, ad sm - the same, but in the opposite direction.

Между указанными величинами имеют место следующие соотношения:The following relations take place between these quantities:

Figure 00000002
Figure 00000002

Таким образом, обмен между объектами принципиально не дает возможности определить величину расхождения, необходимую для коррекции часов с погрешностью менее d. Существуют разные пути уменьшения этой погрешности, связанной с временем передачи информации по каналам связи. Если каналы являются стационарными, т.е. dm и ds - константы, они могут быть вычислены на стадии проектирования системы (см. 1. патент РФ на изобретение №2040035, М. кл. G04C 11/02, опубл. 20.02.1995 г.), в котором рассматривается способ синхронизации часов, основанный на приеме разнесенными наземными пунктами шумовых СВЧ-сигналов с борта искусственного спутника Земли, когерентном их преобразовании к видеочастоте, цифровой регистрации принятых сигналов и определении временной задержки прихода одного и того же сигнала в пункты синхронизации методом корреляционной обработки зарегистрированных сигналов, по величине которой производят сличение шкал времени, отличающийся тем, что перед началом сеанса передачи шкал времени измеряют значения временных задержек в передающей и приемной аппаратуре первого и второго пунктов, определяют разности значений временных задержек в передающей и приемной аппаратуре указанных пунктов, а затем в начальный момент времени t1 по часам первого пункта с помощью кодовой последовательности формируют шумовой СВЧ-сигнал, регистрируют его на этом же пункте, сформированный сигнал задерживают по времени на величину разности значений временных задержек в передающей и приемной аппаратуре первого пункта, задержанный сигнал преобразуют на частоту f1 fпр.2, усиливают преобразованный сигнал по мощности, излучают усиленный сигнал в направлении на искусственный спутник Земли-ретранслятор, принимают бортовой аппаратурой искусственного спутника Земли-ретранслятора сигнал на частоте f1, переизлучают его на второй пункт на частоте f1 с сохранением фазовых соотношений, принимают ретранслированный сигнал на втором пункте, ретранслируют принятый сигнал с задержкой, равной разности значений временных задержек в передающей и приемной аппаратуре второго пункта, принимают бортовой аппаратурой искусственного спутника Земли-ретранслятора сигнал на частоте f1, переизлучают его на первый пункт на частоте f2 с сохранением фазовых соотношений, принимают ретранслированный сигнал на первом пункте, усиливают принятый сигнал по мощности, преобразуют усиленный сигнал на частоту fc fпр.1, ретранслируют его на этом же пункте в момент времени t3, в тот же начальный момент времени t1 по часам второго пункта с помощью такой же кодовой последовательности формируют такой же шумовой СВЧ-сигнал, сформированный сигнал преобразуют на частоту f1, усиливают его по мощности, излучают усиленный сигнал в направлении на искусственный спутник Земли-ретранслятор, принимают бортовой аппаратурой искусственного спутника Земли-ретранслятора сигнал на частоте, переизлучает его на первый пункт на частоте f2 с сохранением фазовых соотношений, принимают ретранслированный сигнал на первом пункте, усиливают принятый сигнал по мощности, преобразуют усиленный сигнал на частоту fc fпр.1 и регистрируют его на этом же пункте в момент времени t2. Однако данный способ не применим для нестационарных систем, где dm и ds не являются константами.Thus, the exchange between objects fundamentally does not make it possible to determine the amount of discrepancy necessary to correct the clock with an error of less than d. There are different ways to reduce this error associated with the time of information transmission over communication channels. If the channels are stationary, i.e. d m and d s are constants, they can be calculated at the design stage of the system (see 1. RF patent for invention No. 2040035, M. class G04C 11/02, publ. clock synchronization, based on the reception by spaced ground points of noise microwave signals from an artificial Earth satellite, their coherent conversion to video frequency, digital registration of the received signals and determination of the time delay of the arrival of the same signal at synchronization points by the method of correlation processing of the registered signals, in magnitude which the time scales are compared, characterized in that before the start of the time scale transmission session, the values of time delays are measured in the transmitting and receiving equipment of the first and second points, the difference in the values of time delays in the transmitting and receiving equipment of the indicated points is determined, and then at the initial time t1 according to the hours of the first point, using the code sequence, form a shu motion microwave signal, it is recorded at the same point, the generated signal is delayed in time by the value of the difference in the values of time delays in the transmitting and receiving equipment of the first point, the delayed signal is converted to a frequency f1 fpr.2, the converted signal is amplified in power, the amplified signal is emitted in the direction of the artificial satellite of the Earth-relay, the onboard equipment of the artificial satellite of the Earth-relay receives a signal at a frequency f1, re-radiates it to the second point at a frequency f1 while maintaining phase relationships, receives the retransmitted signal at the second point, retransmits the received signal with a delay equal to the difference values of time delays in the transmitting and receiving equipment of the second point, receive the signal at frequency f1 by the onboard equipment of the artificial satellite of the Earth-retransmitter, re-emit it to the first point at frequency f2 while maintaining phase relationships, receive the retransmitted signal at the first point, amplify the received th signal in terms of power, convert the amplified signal to the frequency fc fpr.1, rebroadcast it at the same point at time t3, at the same initial time t1 by the clock of the second point using the same code sequence form the same noise microwave signal , the generated signal is converted to the frequency f1, it is amplified in power, the amplified signal is emitted in the direction to the artificial satellite of the Earth-relay, the signal at the frequency is received by the onboard equipment of the artificial satellite of the Earth-relay, it is re-radiated to the first point at the frequency f2 while maintaining the phase relationships, receive the relayed signal at the first point, amplify the received signal in terms of power, convert the amplified signal to the frequency fc fpr.1 and register it at the same point at time t2. However, this method is not applicable for non-stationary systems, where d m and d s are not constants.

Если система симметрична, т.е. dms=dsm=d, возможна процедура обмена с обратной передачей, заключающаяся в том, что пакет от одного объекта передается к другому, который немедленно его возвращает (передает в противоположном направлении). В этом случае время от момента передачи пакета до получения его назад составляет 2d, что дает возможность определить d (см. 2. патент РФ на изобретение №2404448, М. кл. G04C 1/02, G06F 13/42, опубл. 20.11.2010 г.). В данном способе вычисляют первое значение временного смещения между часами реального времени подчиненного компьютера и часами реального времени главного компьютера, вычисляют второе значение временного смещения между часами реального времени подчиненного компьютера и часами реального времени главного компьютера, вычисляют среднее значение временного смещения между часами реального времени подчиненного компьютера и часами реального времени главного компьютера, используя первое значение временного смещения и второе значение временного смещения, и корректируют часы реального времени подчиненного компьютера, используя среднее значение временного смещения. Однако данный способ не применим для несимметричных систем, когда средой передачи является сеть с коммутацией пакетов, маршрутизацией и с различной физической природой каналов связи, в которых допущение о симметричности в общем случае не выполняется, и dm и ds являются случайными величинами. Данный способ по патенту №2404448 выбран за прототип. Проблемой, которую необходимо решить, является низкая точность синхронизации часов ведомых объектов относительно часов ведущего объекта в несимметричных сетях, таких, как сети с коммутацией пакетов, маршрутизацией и различной природой каналов связи, в которых время доставки пакетов является случайными величинами. Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение точности синхронизации часов ведомых объектов относительно часов ведущего объекта при случайном времени задержки доставки пакетов.If the system is symmetrical, i.e. d ms =d sm =d, a backhaul exchange procedure is possible, which consists in the fact that a packet from one object is transmitted to another, which immediately returns it (transmits it in the opposite direction). In this case, the time from the moment the packet was transmitted to receiving it back is 2d, which makes it possible to determine d (see 2. RF patent for invention No. 2404448, M. class G04C 1/02, G06F 13/42, publ. 20.11. 2010). In this method, the first value of the time offset between the real time clock of the slave computer and the real time clock of the host computer is calculated, the second value of the time offset between the real time clock of the slave computer and the real time clock of the host computer is calculated, the average value of the time offset between the real time clock of the slave computer is calculated and the host computer's real time clock using the first time offset value and the second time offset value, and adjusting the slave computer's real time clock using the average time offset value. However, this method is not applicable for asymmetric systems, when the transmission medium is a network with packet switching, routing and with different physical nature of communication channels, in which the symmetry assumption is generally not satisfied, and d m and d s are random variables. This method according to patent No. 2404448 is selected as a prototype. The problem that needs to be solved is the low accuracy of clock synchronization of slave objects relative to the clock of the master object in asymmetric networks, such as networks with packet switching, routing and different nature of communication channels, in which the packet delivery time is random. The technical result of the proposed technical solution is to increase the accuracy of clock synchronization of the slave objects relative to the clock of the master object with a random packet delivery delay time.

Указанный технический результат достигается в способе синхронизации часов в цифровых сетях, состоящих из ведущего и ведомого объектов, снабженных часами, между которыми осуществляют передачу пакетов информации по каналам связи, при этом ведущий объект систематически передает на ведомые объекты синхронизирующие пакеты, согласно изобретению ведомые объекты после приема синхронизирующего пакета формируют квитирующие пакеты, фиксируя информацию о времени отправки пакета по часам ведомого объекта, а ведущий объект после приема квитирующего пакета, формирует корректирующий пакет, содержащий информацию о времени отправки по часам ведущего объекта и передает его на ведомый объект, где фиксируют время приема этого пакета, вычисляют разность между временем передачи квитирующего пакета и приема корректирующего пакета по часам ведомого объекта, которую сравнивают с порогом, являющимся максимально допустимым временем задержки, и, если вычисленная разность не превышает значения порога, производят корректировку часов ведомого объекта на величину вычисляемой разности между временем отправки корректирующего пакета по часам ведущего объекта и временем приема корректирующего пакета по часам ведомого объекта, за вычетом половины времени между передачей квитируемого пакета и приема корректируемого пакета.The specified technical result is achieved in a method for synchronizing clocks in digital networks, consisting of a master and slave objects equipped with clocks, between which information packets are transmitted over communication channels, while the master object systematically transmits synchronization packets to the slave objects, according to the invention, the slave objects after receiving of the synchronizing packet, acknowledging packets are formed, fixing information about the time of sending the packet according to the clock of the slave object, and the master object, after receiving the acknowledgment packet, forms a corrective packet containing information about the sending time according to the clock of the master object and transmits it to the slave object, where the time of receiving this packet, calculate the difference between the time of transmission of the acknowledgment packet and the receipt of the correction packet according to the clock of the slave object, which is compared with the threshold, which is the maximum allowable delay time, and, if the calculated difference does not exceed the threshold value, adjusting the clock of the slave object by the amount of the calculated difference between the time of sending the correction packet according to the clock of the master object and the time of receiving the correction packet according to the clock of the slave object, minus half the time between the transmission of the acknowledged packet and the receipt of the corrected packet.

Преимущество заявляемого способа заключается в том, что он позволяет исключить из процесса корректировки часов акты с большим временем задержки, т.е. избежать больших погрешностей синхронизации, которые связаны со случайностью времени задержки в канале связи.The advantage of the proposed method is that it allows you to exclude acts with a large delay time from the clock adjustment process, i.e. to avoid large synchronization errors that are associated with the randomness of the delay time in the communication channel.

Предлагаемый способ поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена временная диаграмма, поясняющая процесс синхронизации.The proposed method is illustrated by drawings, where in Fig. 1 is a timing diagram illustrating the synchronization process.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения:In FIG. 1 adopted the following designations:

tТ 1 - момент отправки синхронизирующего пакета, инициализированный синхронизирующей последовательностью с периодом Т;t T 1 - the moment of sending the synchronization packet, initialized by the synchronization sequence with a period T;

tТ 2 - момент приема синхронизирующего пакета, совпадающий с моментом отправки квитирующего пакета;t T 2 - the moment of receiving the synchronization packet, coinciding with the moment of sending the acknowledgment packet;

ΐТ 3 - момент приема квитирующего пакета, совпадающий с моментом передачи корректирующего пакета, содержащего информацию о tТ 3;ΐ T 3 - the moment of receipt of the acknowledgment packet, coinciding with the moment of transmission of the corrective packet containing information about t T 3;

tТ 4 - момент приема синхронизирующего пакета;t T 4 - the moment of receiving the synchronization packet;

r - расхождение часов:r - clock divergence:

Figure 00000003
Figure 00000003

L - временной порог;L - time threshold;

dsm - задержка при передаче от ведомого объекта к ведущему;d sm - delay in transmission from slave to master;

dms - задержка при передаче от ведущего объекта к ведомому;d ms - delay in the transfer from the master to the slave;

d - суммарная задержка:d - total delay:

Figure 00000004
Figure 00000004

На фиг. 2 поясняется процесс синхронизации с периодом Т. На этой фигуре основания треугольников определяют величину:In FIG. 2 explains the synchronization process with period T. In this figure, the bases of the triangles determine the value:

d=tT4 - tT2.d=t T 4 - t T 2.

На фиг. 3 приведена блок-схема алгоритма процесса синхронизации.In FIG. 3 is a block diagram of the synchronization process.

Процесс синхронизации в соответствии с фиг. 1, 2, 3 происходит следующим образом:The synchronization process according to FIG. 1, 2, 3 goes like this:

1. В момент времени tT 1 от ведущего объекта передается синхронизирующий пакет к ведомому.1. At time t T 1, a synchronization packet is transmitted from the master to the slave.

2. Ведомый объект, приняв синхронизирующий пакет в момент времени tT 2, передает квитирующий объект к ведущему.2. The slave object, having received the synchronizing packet at time t T 2, transmits the acknowledgment object to the master.

3. Ведущий объект, приняв квитирующий пакет в момент времени tT 3, передает корректирующий пакет, содержащий информацию о tT 3, к ведомому.3. The master object, having received the acknowledgment packet at time t T 3, transmits a corrective packet containing information about t T 3 to the slave.

4. Ведомый объект, приняв корректирующие пакет в момент времени tT 4 проверяет соотношение:4. The slave object, having received the corrective package at time t T 4, checks the ratio:

Figure 00000005
Figure 00000005

5. Если соотношение выполняется (фиг. 1,б), производится корректировка часов ведомого объекта на величину:5. If the ratio is satisfied (Fig. 1b), the clock of the slave object is adjusted by the value:

Figure 00000006
Figure 00000006

6. Если соотношение не выполняется (фиг. 1,а), корректировка не производится.6. If the ratio is not met (Fig. 1a), no adjustment is made.

Описанная процедура производится с периодом Τ (фиг. 2).The described procedure is carried out with a period Τ (Fig. 2).

На этой фигуре основания треугольников определяют величину:On this figure, the bases of the triangles determine the value:

Figure 00000007
Figure 00000007

Абсолютная погрешность синхронизации μ удовлетворяет соотношению:The absolute synchronization error μ satisfies the relation:

Figure 00000008
Figure 00000008

т.е. чем меньше d, тем выше точность синхронизации, d является случайной величиной, распределенной по определенному закону.those. the smaller d, the higher the synchronization accuracy, d is a random variable distributed according to a certain law.

Ввиду того, что время доставки принципиально не может равняться нулю, существует некоторое не случайное минимальное время доставки - d0, т.е.Due to the fact that the delivery time in principle cannot be equal to zero, there is some non-random minimum delivery time - d 0 , i.e.

Figure 00000009
Figure 00000009

где ~d - случайная составляющая задержки.where ~d is the random component of the delay.

Временной порог L следует выбирать исходя из соотношения:The time threshold L should be chosen based on the ratio:

Figure 00000010
Figure 00000010

где α<<1where α<<1

Вероятность выполнения соотношения (3) p=F(L), где F (~d) - закон распределения случайной составляющей задержки.The probability of fulfillment of the relation (3) p=F(L), where F (~d) is the law of distribution of the random component of the delay.

В теории массового обслуживания, как правило, используется показательный закон:In queuing theory, as a rule, the exponential law is used:

Figure 00000011
Figure 00000011

Математическое ожидание при этомThe mathematical expectation in this case

Figure 00000012
Figure 00000012

Как правило, разработчики системы нормируют среднее значение задержки, что дает возможность определить параметр β. Вероятность того, что при N попыток синхронизации соотношение (3) выполняется хотя бы один раз:As a rule, system designers normalize the average delay value, which makes it possible to determine the parameter β. The probability that for N synchronization attempts relation (3) is satisfied at least once:

Figure 00000013
Figure 00000013

Если необходимо выполнить число попыток Ν, при которых событие наступит с вероятностью q хотя бы один раз (при вероятности события p), то:If it is necessary to perform the number of attempts Ν, in which the event will occur with probability q at least once (with the probability of the event p), then:

Figure 00000014
Figure 00000014

Из (8) и (9) следует, чтоFrom (8) and (9) it follows that

Р=1 - e-βαd0.P \u003d 1 - e -βαd 0.

Необходимо, чтобы за N попыток расхождение часов не превышало предельно допустимого, т.е.It is necessary that for N attempts the clock discrepancy does not exceed the maximum allowable, i.e.

Figure 00000015
Figure 00000015

где k - коэффициент, характеризующий скорость ухода часов. В реальных системах k колеблется в широких пределах от 10-3 до 10-6.where k is a coefficient characterizing the rate of clock drift. In real systems, k varies widely from 10 -3 to 10 -6 .

Соотношения (8), (12), (13) и (14) дают возможность выбрать необходимые параметры для реализации заявляемого способа синхронизации.Relations (8), (12), (13) and (14) make it possible to select the necessary parameters for the implementation of the proposed method of synchronization.

В предлагаемом способе с вероятностью q ошибка синхронизации не превышает L, т.е. близка к минимальной задержке d0. Если заявляемую процедуру не использовать, вероятность того, что ошибка синхронизации будет больше μ определяется соотношением:In the proposed method, with a probability q, the synchronization error does not exceed L, i.e. close to the minimum delay d 0 . If the claimed procedure is not used, the probability that the synchronization error will be greater than μ is determined by the relationship:

Figure 00000016
Figure 00000016

Для r0=1 сек, β=10, d0=0,05 сек, α=0,1, q=0,99 и k=10-4 в соответствии с приведенными формулами:For r 0 =1 sec, β=10, d 0 =0.05 sec, α=0.1, q=0.99 and k=10 -4 in accordance with the above formulas:

P=0,05; N=90 и T=111 сек.P=0.05; N=90 and T=111 sec.

Это означает, что при заданных и рассчитанных параметрах с вероятностью 0,99 ошибка синхронизации не будет больше 0,1 сек. Если не использовать предлагаемое решение, то при тех же параметрах вероятность того, что ошибка синхронизации будет больше 0,2 сек равна в соответствии с (15) - 0.14.This means that with the given and calculated parameters, with a probability of 0.99, the synchronization error will not exceed 0.1 sec. If you do not use the proposed solution, then with the same parameters, the probability that the synchronization error will be more than 0.2 sec is, in accordance with (15), - 0.14.

Блок-схема алгоритма реализации способа, представленная на фиг. 3, показывает возможность осуществления предлагаемого способа.The block diagram of the algorithm for implementing the method, shown in Fig. 3 shows the possibility of implementing the proposed method.

Claims (1)

Способ синхронизации часов в цифровых сетях, состоящих из ведущего и ведомого объектов, снабженных часами, между которыми осуществляют передачу пакетов информации по каналам связи, при этом ведущий объект систематически передает на ведомые объекты синхронизирующие пакеты, отличающийся тем, что ведомые объекты после приема синхронизирующего пакета формируют квитирующие пакеты, фиксируя информацию о времени отправки пакета по часам ведомого объекта, а ведущий объект после приема квитирующего пакета формирует корректирующий пакет, содержащий информацию о времени отправки по часам ведущего объекта, и передает его на ведомый объект, где фиксируют время приема этого пакета, вычисляют разность между временем передачи квитирующего пакета и приема корректирующего пакета по часам ведомого объекта, которую сравнивают с порогом, являющимся максимально допустимым временем задержки, и, если вычисленная разность не превышает значения порога, производят корректировку часов ведомого объекта на величину вычисляемой разности между временем отправки корректирующего пакета по часам ведущего объекта и временем приема корректирующего пакета по часам ведомого объекта, за вычетом половины времени между передачей квитируемого пакета и приемом корректируемого пакета.A method for synchronizing clocks in digital networks consisting of a master and slave objects equipped with clocks, between which information packets are transmitted over communication channels, while the master object systematically transmits synchronization packets to slave objects, characterized in that the slave objects, after receiving the synchronization packet, form acknowledging packets, fixing information about the time of sending the packet according to the clock of the slave object, and the master object, after receiving the acknowledging packet, forms a corrective packet containing information about the time of sending according to the clock of the master object, and transmits it to the slave object, where the time of receiving this packet is fixed, calculate the difference between the time of transmission of the acknowledgment packet and the receipt of the correction packet according to the clock of the slave object, which is compared with the threshold, which is the maximum allowable delay time, and, if the calculated difference does not exceed the threshold value, the clock of the slave object is adjusted by the value the calculated difference between the time of sending the correction packet according to the clock of the master and the time of receiving the correction packet according to the clock of the slave, minus half the time between the transmission of the acknowledged packet and the receipt of the corrected packet.
RU2021111509A 2021-04-21 2021-04-21 Method for synchronizing clocks in digital networks RU2767163C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021111509A RU2767163C1 (en) 2021-04-21 2021-04-21 Method for synchronizing clocks in digital networks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021111509A RU2767163C1 (en) 2021-04-21 2021-04-21 Method for synchronizing clocks in digital networks

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2767163C1 true RU2767163C1 (en) 2022-03-16

Family

ID=80736819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021111509A RU2767163C1 (en) 2021-04-21 2021-04-21 Method for synchronizing clocks in digital networks

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2767163C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7327699B1 (en) * 1999-03-30 2008-02-05 Schaefer Wolfgang Method and device for synchronisation of distant clocks to a central clock via satellite
RU2404448C2 (en) * 2004-10-07 2010-11-20 Вестернджеко Сайзмик Холдингз Лтд. Hardware-generated time marks for network packets: improved synchronisation of network clocks
RU2414735C1 (en) * 2009-11-20 2011-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "Техинвест" (ООО "Техинвест") Method and system for synchronising clocks
RU2613865C2 (en) * 2015-08-25 2017-03-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук Clock synchronisation method and device therefor
RU2619094C1 (en) * 2015-12-23 2017-05-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук Method of clock synchronization and device for its implementation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7327699B1 (en) * 1999-03-30 2008-02-05 Schaefer Wolfgang Method and device for synchronisation of distant clocks to a central clock via satellite
RU2404448C2 (en) * 2004-10-07 2010-11-20 Вестернджеко Сайзмик Холдингз Лтд. Hardware-generated time marks for network packets: improved synchronisation of network clocks
RU2414735C1 (en) * 2009-11-20 2011-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "Техинвест" (ООО "Техинвест") Method and system for synchronising clocks
RU2613865C2 (en) * 2015-08-25 2017-03-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук Clock synchronisation method and device therefor
RU2619094C1 (en) * 2015-12-23 2017-05-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук Method of clock synchronization and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10833840B2 (en) Methods for nanosecond-scale time synchronization over a network
Maróti et al. The flooding time synchronization protocol
US10979164B2 (en) Peer-to-peer transparent clocks and methods of estimating skew in peer-to-peer transparent clocks
US4882739A (en) Method for adjusting clocks of multiple data processors to a common time base
US6658025B2 (en) Synchronization in packet-switched telecommunications system
US7865331B2 (en) Estimating a time offset between stationary clocks
US9282471B2 (en) Positioning systems for wireless networks
US20050058081A1 (en) Systems and methods for measuring the distance between devices
US20210212008A1 (en) Method and device for synchronizing data packets from embedded data sensors monitoring body motion of a patient
US6807398B1 (en) Time synchronization system, satellite system applied to the time synchronization system, ground system applied in the time synchronization system, time synchronization method and a computer-readable recording medium with a program
Guinaldo et al. Distributed event-triggered control for non-reliable networks
JP2019507554A (en) Method for frequency correction of oscillator of sensor node of wireless sensor network
RU2767163C1 (en) Method for synchronizing clocks in digital networks
US10931510B2 (en) System for synchronizing a set of interconnected avionics devices with communication network of a vehicle
US6175604B1 (en) Clock synchronization over data transmission networks
WO2015002246A1 (en) Distance estimation system
EP3010168B1 (en) Frequency calibration method
AU620754B2 (en) Improved synchronization technique
US5206909A (en) Method for secure PPM-based laser communications
KR102038104B1 (en) System and method for controlling receiving timing of LoRa terminal accoring to backhaul latency in LoRa Network
Woo Analysis of proximity-1 space link interleaved time synchronization (PITS) protocol
US9009282B2 (en) Method for synchronizing a client clock frequency with a server clock frequency
US11196497B2 (en) System and method for mitigating platform motion in a communications system
Soleymani et al. Value of information in minimum-rate lqg control
SU1707772A1 (en) A repeater