кандидат технических наук, доцент кафедры защищенных систем связи Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Актуальность. Для функционирования активно развивающегося в последние годы промышленного интернета вещей необходимо обеспечение обмена данными в режиме реального времени. Решить эту задачу оптимальным образом позволяет применение технологии построения сетей, чувствительных ко времени, которая является расширением классического Ethernet и призвана обеспечить более высокое качество передачи трафика, для которого задержки в сети недопустимы. Качественные параметры передачи определяются точностью временно́й синхронизации сетевых устройств, которая, в свою очередь, зависит и от их числа в домене, увеличение числа сетевых устройств в синхронизационном домене обычно ее снижает, поэтому исследование влияния количества потребителей на точность синхронизации является актуальной научно-практической задачей.
Цель: исследовать влияния количества потребителей на точность временно́й синхронизации в сетевых доменах и рассмотреть зависимость параметров качества синхронизации от количества ее потребителей в домене.
Методы: зависимость качества синхронизации шкалы времени от количества ее потребителей в домене оценивается по результатам имитационного моделирования процессов временно́й синхронизации в среде AnyLogic.
Результат. В работе показано, что точность синхронизации напрямую влияет на качественные параметры передачи данных, а увеличение нагрузки в виде количества запросов изначально ведет к заметному росту длительности цикла синхронизации. При этом дальнейшее увеличение нагрузки ведет к изменению характера функции распределения времени обработки, вплоть до проявления характера равномерного распределения на всем диапазоне значений.
Новизна: разработанные имитационные модели процессов сведения шкал времени позволяют оптимизировать соотношение количества потребителей синхронизации в домене с ее качественными параметрами.
Практическая значимость: описанные модели позволяют оценивать предельное количество потребителей в домене, при котором сохраняется заданное качество синхронизации, а также позволяют оценить время, которое необходимо на корректировку локальных часов рассматриваемого устройства, а изучение влияния количества потребителей на точность синхронизации позволяет разрабатывать более надежные и эффективные сетевые решения, адаптированные к современным требованиям к производительности и надежности.
Relevance. The Industrial Internet of Things, which has been rapidly developing in recent years, is one of the technologies whose operation requires real-time data exchange. This challenge can be optimally addressed by using time-sensitive networking technology, which is an extension of classic Ethernet designed to ensure higher-quality traffic transmission where network delays are unacceptable. Transmission quality is determined by the accuracy of network devices time synchronization, which in turn depends on their number in domain. Therefore, studying the impact of the number of consumers on synchronization accuracy is a pressing scientific and practical challenge.
Objective. To examine the dependence of synchronization quality parameters on the number of its consumers in a domain.
Methods. The dependence of time scale synchronization quality on the number of its consumers in a domain is assessed using the results of time synchronization processes simulation modeling within AnyLogic environment.
Result. The study demonstrates that an increase in the number of requests initially increases the synchronization cycle duration significantly. And its further increase in the load leads to the processing time distribution function nature change, till the entire range of values become distributed uniformly.
Novelty. The simulation models of timescale convergence processes developed makes able to optimize the ratio between the numbers of synchronization consumers in a domain to its quality parameters.
Practical Relevance. The models described make able to estimate the maximum number of consumers in a domain that maintains a given synchronization quality, as well as the time required to adjust the local device clock.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.