Оценка предельного количества потребителей в домене TSN при заданных параметрах качества синхронизации

Abstract

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.