Clock Synchronization - Sync Ethernet & PTP (300MHz Clock/20 Meter Kabel)

Nxitimi schrieb:
> haelt fuer moeglich 300 Mhz Clock mit 130
> Ethernet Nodes und 20m entfernung??

Einen 300 MHz-Clock an 130 Stellen und über 20m zu synchronisiseren 
(phasenstarr anzukoppeln) wäre schon mit eigener Leitungsführung eine 
sportliche Aufgabe für erfahrene Spezialisten. Über Ethernet völlig 
unmöglich, ev. könnte man unbenutzte Paare im Kabel benutzen, wenn die 
Schirmung ausreicht. Für synchrone Clockverteilung gibt es spezielle 
ICs.

Aber vielleicht verstehe ich ja "synchronisieren" ganz falsch.

Georg

Hi Rolf,

PTP koennte eine Loesung sein aber laut unsere Rechearche ungenau. Es 
bleibt zu hoffen dass die Voll Hardware Variante(VHDL) eine Loesunng 
anbietet.

Eigentlich hast recht mit dem Titel. Editieren war unmoeglich :-).

Es gibt ein Master Signal der mit 300 MHz laeuft und ziel ist es mehere 
Geraete Phasen Synchron zum Master signal lauffen zu lassen. Es geht um 
DAQ Systeme und Synchronisation von Kanal zu Kanal und Geraet zu Geraet.

Der Wunsch waere natuerlich ohne Zusatzleitung und aus der Rechearche 
kammen wir auf PTP und SyncE Variante. Fehlt aber die Erfahrung dazu :-)

Gruesse

Nxitimi

Nxitimi schrieb:

> PTP koennte eine Loesung sein aber laut unsere Rechearche ungenau. Es
> bleibt zu hoffen dass die Voll Hardware Variante(VHDL) eine Loesunng
> anbietet.

Eine Lösung kann es nur für ein genau definiertes Problem geben. Und mit 
der genauen Definition des Problems haperte es bisher ganz erheblich.

Weder war eindeutig erkennbar, welcher Takt letztlich synchronisiert 
werden soll und vor allem war auch nicht erkennbar, wie genau er 
synchronisiert werden muss, d.h.: welcher maximale Phasenfehler zulässig 
ist.

Rolf M. schrieb:
> hast schon du rein durch die Laufzeit auf der Leitung über 13 Perioden
> (4800°) an Verschiebung. Du musst also die Kabellänge mit
> berücksichtigen, um das zu kompensieren.

Immer diese blöde Lichtgeschwindigkeit. Das hat uns Einstein 
eingebrockt.

Vielleicht könnte der TO sein Problem mit Quantenverschränkung lösen, 
aber nicht über Ethernet, vielleicht Glasfaser.

Georg

Rolf M. schrieb:
> Die Frage ist, wie genau es denn phasensynchron sein muss. Und auch, ob
> die 20m immer gleich bleiben und dem System präzise bekannt sind. Die
> Wellenlänge von 300 MHz liegt in Kupfer bei ca. 1,5m, d.h. auf deine 20m
> hast schon du rein durch die Laufzeit auf der Leitung über 13 Perioden
> (4800°) an Verschiebung. Du musst also die Kabellänge mit
> berücksichtigen, um das zu kompensieren.

300 MHz sind 3.33 ns Periode. Phasen-Jitter < 3.33 ns sein.

Nxitimi schrieb:
> 300 MHz sind 3.33 ns Periode. Phasen-Jitter < 3.33 ns sein.

Nxitimi schrieb:
> die 20m immer gleich bleiben und dem System präzise bekannt sind

Ja. Die 20m sind bleiben gleich und die Idee ist es die Laufzeiten zu 
kompensieren.

Georg schrieb:
> Vielleicht könnte der TO sein Problem mit Quantenverschränkung lösen,
> aber nicht über Ethernet, vielleicht Glasfaser.

Hallo Georg,

was meinst du damit genau??

Bei PTP sind die Laufzeiten einfach gesagt erstmal egal weil es die 
Delays auf der Leitung weitestgehend kompensieren kann.

Trotzdem - Es gibt im Netzwerk immer einen Grandmaster Knoten und der 
muss 130 clock-slaves protokolltechnisch bedienen. Das ist denke ich 
nicht so ohne.

Realistisch kann man bei PTP bei einer idealen 1:1 Ethernetverbindung 
ohne Switch und guter Implementierung mit HW-Timestamping eine 
Synchronisation im mittleren zweistelligen Nanosekundenbereich 
hinbekommen.

Um das Signal präzise nach außen zu geben, haben viele Ethernet-MACs 
irgendwelche PPS Ausgänge die entweder irgendwelche Frequenzen auf Basis 
der PTP Clock ausgeben oder sie können Pulse ausgeben wenn bestimmte 
Zeiten erreicht werden (quasi eine Art Time-Alarm).

No Y. schrieb:
> Ich glaube nicht das er wirklich eine 300MHz Clk ausgeben will oder?
>
> Er redet doch bestimmt eher über SynchronousEthernet "ITU-T G.8262" als
> QoS Teil oder?
> Also mit in den Paketen drin, so Richtung TSN usw. oder?
>
> PTP hats ja gerade oben genauer beschrieben..

Das was wir brauchen sind es im Ernst: 300 MHz. Und der Wunsch waere 
ueber
1 Gbit Ethernet zu realisieren. Deswegen das Thema PTP und SyncE.

Die Kollegen hier:
https://www.nettimelogic.com/ptp-ordinary-clock.php

haben komplett in Hardware implementiert aber die Versprechen nicht 
viel: +-25 Nanosekunden.

Es gibt aber eine Firma die uns verspricht, dass die < 3.33 Nanosekunden 
sicher erreichen wuerden. Aber laut dem was ich im Internet sehe scheint 
mir eher unmoeglich zu sein!!..

Robert M. schrieb im Beitrag #6740754 (CERN):
> Commercially available.

Bisher der einzig erfolgversprechende Vorschlag. Hört sich aber nicht 
besonders preiswert an.

Georg

No Y. schrieb:
> Was soll es den später ca. werden?
>
> Irgend eine Highspeed / Synchronisierte Fertigungsstraße oder was wird
> es?

Am Ende wird ein Pruefgeraet mit 16 Kanaelle werden ~ 50k wird es 
verkauft.

Es geht um Materialpruefung/Zerstoerungsfreie Pruefung.

Robert M. schrieb:
> Mal im CERN im Open Hardware Repository vorbeischaun:
>
> https://ohwr.org/project/white-rabbit
>
> White Rabbit is a fully deterministic Ethernet-based network for general
> purpose data transfer and synchronization. It can synchronize over 1000
> nodes with sub-ns accuracy over fiber lengths of up to 10 km.
> Commercially available.
>
> More info at the Wiki Page
> https://ohwr.org/project/white-rabbit/wikis/home

Die Frage die ich mir stelle ist es: Die Nutzen auch SyncE und PTP und 
wie erreichen die so eine hohe Prezission??

Reinhard S. schrieb:
> Wobei du sowohl über Glasfaser als auch über Kupfer nur rund 2/3 der
> Lichtgeschwindigkeit als Signalausbreitung hast.

Eben nicht bei verschränkten Quantenzuständen, die reagieren ohne 
Verzögerung. Eines der grossen Rätsel der Quantenmechanik, aber 
experimentell bestätigt.

Zitat:
"Während kleinere Netzwerke zum Quantenschlüsselaustauch über 
Glasfaserkabel in einigen Ländern schon im Betrieb sind, ist ein echtes 
sog. Quantennetzwerk, das insbesondere Quantencomputer an verschiedenen 
Orten miteinander verschränken und somit verbinden kann, noch 
Zukunftsmusik"

Aus:
https://www.int.fraunhofer.de/de/geschaeftsfelder/corporate-technology-foresight/Quantenverschraenkung-in-der-Technik.html

Georg