Clock synchronization, una lotta contro il tempo per non bloccare l’innovazione

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Clock synchronization, una lotta contro il tempo per non bloccare l’innovazione

Sempre più cruciale in ogni settore investito dalla recente e repentina ondata di innovazione tecnologica, la clock synchronization resta però un tema ancora troppo trascurato. A dimostrarlo le scarse performance delle soluzioni adottate dalla maggior parte delle organizzazioni che, a breve, diventeranno un freno alla loro competitività. Lo sono già nel mondo della finanza che stenta a rispondere alle richieste del MIFID II, nel settore energia in cui le smart grid non possono contare su una sincronizzazione realmente efficiente, e in tutti gli ambiti in cui la combinazione 5G-IoT potrebbe rivoluzionare dinamiche, efficienza e business.

13 Gen 2022

di Marta Abba'

Dall’ultima volta che si è parlato di clock synchronization come di una priorità trasversale e urgente è passato qualche decennio, ma in un contesto tecnologico totalmente rivoluzionato è necessario riportare questo tema al centro del dibattito e degli investimenti. Il vantaggio in competitività per chi prima se ne accorge sarà notevole.

I requisiti di sincronizzazione al tempo delle reti SDH, poi spinti dai servizi voice che pretendevano minore latenza, non hanno poi registrato grandi variazioni negli anni a seguire ma oggi da soddisfare ci sono quelli ben più sfidanti necessari per le esigenze real time dell’application modernization e dei sistemi wireless distribuiti.

La necessità di rivedere i metodi, i protocolli e le tecnologie di clock synchronization è urgente e riguarda tutti i settori, non solo il mercato B2B ma anche quello B2C: basta pensare ai recenti problemi di sincronizzazione nella riproduzione dei media in streaming che tanti malcontenti ha creato. Un cambiamento è necessario, lo pretendono sia l’ondata di innovazione che risulterebbe altrimenti gravemente bloccata, sia il cliente finale, abituato a servizi real time efficienti.

Cosa significa clock synchronization

È soprattutto in informatica e in ingegneria che si parla e si è sempre parlato di clock synchronization come del processo finalizzato a coordinare orologi altrimenti indipendenti. Se nella vita quotidiana può sembrare esagerato dare importanza a questo allineamento, non lo è a piccole scale dove si possono verificare difficoltà di gestione e problemi associati alla distorsione dell’orologio, ancora più significativi nel calcolo distribuito in cui diversi computer devono realizzare lo stesso tempo globale.

In una rete di sensori, ad esempio, le informazioni tratte da ciascuno di essi sono valide e utilizzabili solo se accompagnate da un riferimento temporale omogeneo e i metodi tradizionali di clock synchronization si stanno rivelando sempre più inadeguati rendendo evidente la necessità di ricercare nuove soluzioni, spesso specifiche per ogni contesto.

Perché è importante la sincronizzazione

Prima di esplorare come stanno evolvendo le tecnologie e i metodi di clock synchronization, vanno chiariti i motivi per cui questo tema attualmente e, soprattutto, in futuro assumerà un ruolo centrale a livello globale.

Per le wireless network sicuramente l’impatto di un mancato sviluppo di soluzioni adeguate sarebbe significativo e riguarderebbe diversi settori che pagherebbero cara una improvvisa inefficienza di queste reti e delle funzioni che hanno loro affidato. Dall’agroalimentare, che le usa per monitorare terreni, batteri e produzione, alla sanità che vi custodisce parametri vitali in presenza di patologie o sforzo fisico, o all’automotive e, in generale, agli impianti industriali che affidano alle reti wireless regolazione, controllo di processo, database e analisi statistica, senza trascurare gli ambiti militare, ambientale e domestico, con il crescente mercato delle smart home.

La clock synchronization, però, non è una priorità solo per le reti wireless: in tutte le moderne reti di computer è già fondamentale perché ogni aspetto della gestione, della sicurezza, della pianificazione e del debugging comporta la determinazione del momento in cui gli eventi accadono.

Il tempo fornisce l’unico quadro di riferimento, essenziale anche per:

  • Tracciare le violazioni della sicurezza: il semplice uso della rete o il monitoraggio dei suoi componenti possono diventare impossibili se i timestamp nei log non sono accurati. È il tempo il fattore critico che permette ad un evento su un nodo di rete di essere associato ad un evento corrispondente su un altro.
  • Ridurre la confusione nei filesystem condivisi: indipendentemente dalla macchina su cui si trovano, è importante che i tempi di modifica siano coerenti
  • Rilasciare servizi finanziari, dalla fatturazione al trading avanzato che richiede un timekeeping molto accurato per legge
  • Efficientare l’utilizzo dello spettro 5G: gli operatori possono massimizzare l’investimento fatto potendo utilizzare frazioni di spettro in più e servendo più clienti

Quali tipi di clock synchronization esistono

Quando si entra nel merito delle soluzioni di clock synchronization, non si può dare per scontato il significato del termine tempo, da definire con due caratteristiche: la frequenza, in quanto ripetersi di eventi come i battuti di un pendolo, e le fasi, perché tali battiti, pur con ugual frequenza, potrebbero alternarsi.

In alcuni contesti la sincronizzazione può riguardare solo la frequenza, in altri anche la fase, e fino a questo punto basterebbe un orologio atomico. Nella maggior parte delle attuali applicazioni, però, come vedremo, va considerata la clock synchronization nella sua concezione più completa che include anche la corrispondenza dell’ora del giorno, cosa che richiede l’uso di GPS o GNSS.

Come scegliere l’algoritmo di clock synchronization

Per molte applicazioni riguardanti il calcolo distribuito la sincronizzazione di fase, frequenza e orario è un servizio chiave. Sono molti i protocolli e algoritmi proposti per rendere una rete di dispositivi sincronizzata tra cui il Network Time Protocol (NTP) ideato nei primi anni Ottanta per sincronizzare un rete di computer, e il Precision Time Protocol (PTP) introdotto con il protocollo IEEE 1588 nel 2002 per sistemi locali che richiedono un’accuratezza superiore a quella ottenibile con NTP. Per valutare i diversi algoritmi di sincronizzazione esistono alcune metriche standard da utilizzare tenendo in mente che le prestazioni valutate dipendono anche dalla piattaforma e dall’implementazione

  • Precisione: è legata all’errore di sincronizzazione di ciascun nodo ma rappresenta un parametro globale, il valore massimo oppure valore medio della precisione istantanea iGuidan un intervallo di tempo.
  • Complessità: livello di lavoro compiuto dalla rete per mantenere il servizio di sincronizzazione, direttamente proporzionale al numero di messaggi trasmessi e ai messaggi elaborati dai singoli nodi
  • Occupazione del canale: stima della congestione del mezzo di comunicazione, quindi il grado di utilizzo del canale di trasmissione per mantenere la sincronizzazione
  • Memoria occupata: porzione utilizzata dall’algoritmo implementato, dovrà essere limitata in modo da permettere al nodo di eseguire operazioni per il quale è stato impiegato
  • Scalabilità: capacità dell’algoritmo di sopportare le variazioni del numero di nodi che richiedono sincronizzazione.
  • Dipendenza dalla topologia di rete e robustezza ai guasti: livello di indipendenza rispetto alla disposizione dei nodi nello spazio e da eventuali guasti subiti dai nodi

Quali sono le soluzioni di clock synchronization più note

È importante avere delle metriche di riferimento che permettano di valutare un algoritmo di clock synchronization indipendentemente dalla sua implementazione e dalle caratteristiche del dispositivo in cui viene installato, ma ci sono altri fattori di cui tenere conto per comprendere se una soluzione è adatta. La portata, ad esempio, intesa come zona geografica a cui si riferisce la sincronizzazione, l’efficienza, misurata in tempo ed energia necessaria, e il costo che, quando la sincronizzazione riguarda migliaia di nodi wireless, ha un peso notevole.

La maggior parte dei classici metodi di sincronizzazione non rispondono a tutti questi requisiti in modo soddisfacente ma prima di archiviarli del tutto va tenuto conto del contesto in cui sono nati e in cui possono forse continuare ad essere usati. Se si sta operando infatti in un sistema con un server centrale, basta che un server detti il tempo del sistema e che si adottino algoritmi come quelli di Cristian o di Berkeley. Il primo si basa sull’esistenza di un time server a cui tutti gli altri computer rimangono sincronizzati facendo una chiamata di procedura, il secondo è per sistemi in cui non è presente un orologio radio e un time server recupera periodicamente il tempo da tutti i client di tempo, facendo la media dei risultati e considerandola come tempo di riferimento

Passando ad un sistema di calcolo distribuito, il tempo globale non risulta più facilmente noto ed entrano in campo soluzioni come il Global Positioning System (GPS) che garantisce una precisione dei segnali temporali di ±10 nanosecondi anche se non può essere utilizzato in alcune particolari condizioni ambientali e presenta elevati costi e alti consumi energetici.

La soluzione di clock synchronization più diffusa su Internet è il Network Time Protocol (NTP), un’architettura client-server a strati in cui il primo si riferisce ad una fonte esterna (GPS o GNSS), basata sul rilevamento dei tempi di latenza nel transito dei pacchetti sulla rete e in grado di ridurre gli scarti di sincronizzazione a tempi dell’ordine di pochi millisecondi su Internet pubblica, e a livelli inferiori al millisecondo su reti locali. Anche questa soluzione “pecca” in efficienza energetica e la stessa criticità emerge quando si adotta il Precision Time Protocol (PTP). Nonostante sia più avanzato anche la sua più moderna architettura master/slave fallisce di fronte alla maggiore complessità delle reti wireless legata alla possibilità di collisione dei pacchetti di sincronizzazione sul mezzo wireless e al più alto tasso di deriva degli orologi sui dispositivi a basso costo.

È però solo entrando nel merito delle soluzioni che stanno diventando oggi inadeguate che è possibile pensare a quelle del futuro in modo concreto e efficace, eccole quindi presentate nella loro attuale evoluzione.

Il ruolo di GPS e GNSS nella clock synchronization

Il GPS come soluzione di clock synchronization è parte di un GPSDO in cui si combina con un oscillatore stabile di alta qualità al quarzo o al rubidio la cui uscita è controllata per concordare con i segnali trasmessi. In un moderno GPSDO si ha un microprocessore che permette un confronto diretto tra il segnale di riferimento GPS e l’uscita dell’oscillatore e lo rende una fonte di temporizzazione di riferimento con eccellenti caratteristiche generali di stabilità perché in grado di combinare il meglio dei due suoi componenti.

Da un lato c’è infatti il ricevitore GPS con una stabilità ottima a lungo termine ma degradata a breve termine a causa delle limitazioni della risoluzione interna dei circuiti di temporizzazione di riferimento, dagli effetti di propagazione del segnale, dalle condizioni atmosferiche e da altri disturbi. Dall’altro lato c’è l’oscillatore controllato dal tracking loop con una stabilità buona a breve termine ma che a lungo termine risente degli effetti termici e dell’invecchiamento

Le soluzioni GPSDO più avanzate sono in grado di generare precisioni di frequenza e stabilità dell’ordine di parti per trilione entro pochi minuti dall’accensione e possono essere una base per Coordinated Universal Time (UTC) in tutto il mondo come per fornire la sincronizzazione di più ricevitori RF e per applicazioni, come il radar passivo e ionosonde.

Quando il segnale GPS non è disponibile, il GPSDO entra in stato di holdhover, cercando di mantenere una tempistica accurata basandosi sui dati memorizzati, acquisiti durante il funzionamento bloccato, per controllare le variazioni di fase e di frequenza. L’holdhover rappresenta una misura dell’errore acquisito da un clock quando non c’è un riferimento esterno di controllo per correggere eventuali errori ma è fondamentale per garantire il funzionamento continuo anche a segnale GPS assente, riducendo i costi associati alle riparazioni di emergenza e permettendo così di eseguire la manutenzione in un momento conveniente.

Dal GPS al GNSS

Il termine GNSS (Global Navigation Satellite System) prende il posto del GPS quando si considerano tutti i sistemi di posizionamento satellitare globale, non solo quelli sviluppati e controllati dagli USA (24 satelliti) ma anche Russia (GLONASS), Cina (Beidou) ed Europa (Galileo). Tutti i ricevitori GNSS sono compatibili con il GPS, quindi, ma non viceversa. Al di là delle differenze in numero di satelliti, modo in cui essi orbitano e frequenze, ciascuno di questi sistemi, grazie ad orologi atomici a bordo di ogni satellite, invia informazioni di temporizzazione che arrivano al GNSS con dei ritardi causati dalla distanza dal satellite, dall’atmosfera e dagli effetti della gravità e della relatività, da compensare considerando la posizione del ricevitore.

Questi sistemi sono stati sviluppati nel XX secolo per aiutare il personale militare a trovare la propria strada ma sono subito risultati un riferimento temporale preciso per sensori di sismologia o di monitoraggio o per reti di comunicazione ad accesso multiplo a divisione di tempo (TDMA).

NTP, Network Time Protocol: funzionamento e limiti

GPS o GNSS costituiscono la sorgente di tempo esterna di riferimento anche per il Network Time Protocol (NTP), soluzione che per anni ha dominato nel campo della clock synchronization in internet. Iniettata attraverso un sottogruppo di nodi master ad essa sincronizzati, questa fonte esterna detta il tempo ai vari nodi che scambiano frequentemente messaggi di sincronizzazione con i loro padri per aggiornare regolarmente il proprio clock.

Uno dei motivi del tramonto del NTP è la mancanza di efficienza dal punto di vista energetico: ideato per normali reti computer che non presentano problemi di disponibilità energetica, non era stato ottimizzato in tal senso e oggi paga questo limite con reti di sensori che, per nodi di piccole dimensioni, devono minimizzare il consumo di energie. Per lo stesso motivo anche l’uso di GPS come riferimento esterno di tempo diventa un problema, senza contare che il dotare tanti nodi di una rete di un rilevatore GPS avrebbe un costo proibitivo e un impatto fortemente negativo dal punto di vista ambientale.

PTP, Precision Time Protocol: architettura e algoritmi

Con una precisione di clock synchronization superiore al microsecondo, il Precision Time Protocol (PTP) ha superato il NTP nel 2002 con la pubblicazione dello standard IEEE 1588. Basata sul lavoro di John Eidson presso l’Agilent Labs, questa soluzione permette a dispositivi connessi in rete (clients) di sincronizzare i loro orologi ad un clock di rete detto master. Si distingue così dal NTP che agisce solo a livello software, ma i due hanno anche diverse procedure di sicurezza: il PTP sfrutta la crittografia, l’altro i codici Hash.

La reale novità del PTP sta nell’introduzione però di una marca temporale, a livello fisico, su tutti i pacchetti che consente una distribuzione molto precisa dell’informazione relativa a data e ora, poi ulteriormente corretta in caso di ritardi introdotti legati all’elaborazione o al transito attraverso nodi di rete intermedi.

Architettura

Essendo un protocollo Master/Slaves, il PTP prevede lo scambio di una serie di pacchetti tra un master clock e diversi slave clocks e presenta quindi un’architettura gerarchica studiata per migliorare l’accuratezza della distribuzione compensando la variabilità di consegna attraverso la rete. Essa va associata ad un sistema di distribuzione del tempo composto da uno o più mezzi di comunicazione (segmenti di rete), e uno o più orologi di diverse tipologie.

  • Orologio grandmaster: riceve le informazioni sul tempo attraverso il GPS e trasmette le informazioni di clock synchronization agli orologi del suo segmento di rete.
  • Orologio trasparente: tra grandmaster e slave, calcolano il ritardo variabile mentre i pacchetti PTP passano attraverso lo switch o il router sulla loro strada verso gli orologi slave.
  • Boundary clock: sempre tra grandmaster e slave, ma trasmettono il tempo agli altri segmenti a cui sono collegati, assumendo il ruolo di slave e master quando necessario per ridurre lo sforzo sul clock grandmaster.
  • Orologio slave: l’ultimo collegamento nella rete dell’orologio, riceve solo informazioni dai dispositivi master, ma non agisce come fonte di informazioni di sincronizzazione.

Best Master Clock Algorithm

Quando all’interno del PTP viene eletto un grandmaster, tutti gli altri orologi si sincronizzano direttamente ad esso ma per determinare automaticamente quale clock nella rete è il più preciso serve l’algoritmo denominato “Best Master Clock Algorithm” (BMC) basato su alcune specifiche proprietà dell’orologio:

  • Qualità quantificata in base alla deviazione temporale prevista e definita utilizzando i campi dati clockAccuracy (precisione tra l’orologio e UTC) e clockClass (classe di appartenenza di ogni orologio, legata ad un preciso grado di priorità).
  • Priorità, dettata da un suggerimento di precedenza assegnato amministrativamente dal BMC
  • Varianza, come stima della stabilità di un orologio basata sull’osservazione della sua performance

Mentre il master clock “facente funzione” trasmette informazioni di sincronizzazione a intervalli regolari, se un altro orologio che si considera migliore può invocare un cambio di master clock subentrando al precedente

Come funziona il PTP

Al di là dei “giochi di potere” all’interno del PTP, il meccanismo di clock synchronization che esso va ad implementare è piuttosto lineare. Il granmaster clock invia un“Sync message” registrando a parte l’esatto istante di tempo dell’invio, questo valore viene trasmesso in un secondo messaggio chiamato “Follow-Up message”. Gli orologi che ricevono i segnali utilizzano il proprio clock locale per registrare l’istante di arrivo di “Sync message” e lo confrontano con l’effettivo istante di trasmissione contenuto nel “Follow-Up message”. La differenza tra i due valori rappresenta l’offset dello slave clock più il ritardo di propagazione del messaggio ed essa viene calcolata dal nodo ricevitore inviando al master clock un messaggio chiamato “Delay-Request message” registrando l’istante di invio di tale messaggio. Quando il master clock riceve un “Delay-Request message”, ne registra l’istante di arrivo e lo salva su un messaggio chiamato “Delay-Response message” che viene inoltrato allo slave clock.

A questo punto l’orologio slave ha tutte le informazioni per modificare il proprio clock in accordo con il master: l’offset, il ritardo di propagazione, il ritardo tra master e slave e il ritardo tra slave e master. Questo non esclude che ogni tanto possa essere utile ripetere la correzione dell’offset e del ritardo di propagazione per mantenere i clock sincronizzati.

Come sincronizzare un orologio

In una vasta gamma di settori, dalla finanza, ai servizi energetici, dalla difesa ai media, passando per il manufacturing, la clock synchronization rappresenta e rappresenterà sempre di più uno dei servizi IT più critici. È richiesto infatti un altissimo livello di accuratezza, sia per motivi di business che normativi e di sicurezza. Nell’evoluzione di questo processo, passando dai semplici segnali di sincronizzazione a protocolli IP più complessi, come il PTP, si è arrivati una precisione inferiore al microsecondo. Le informazioni temporali fonte GPS con questa soluzione vengono distribuite sotto forma di pacchetti IP complessi tramite un link condiviso con tutto il traffico di rete, è quindi essenziale poter contare su un’infrastruttura di rete ben progettata per ridurre sia le congestioni di traffico che il jitter dei pacchetti IP.

Per migliorare ulteriormente le performance di sincronizzazione potrebbe essere utile una piattaforma di gestione orologi e segnali, ma è poi necessario monitorare la clock synchronization in modo che continui ad assicurare accuratezza. Ci sono in questo caso alcuni accorgimenti che possono tornare utili

  • Monitorare la qualità della fonte, che sia GPS o GNSS
  • Tracciare le metriche dell’orologio e del tempo
  • Misurare le prestazioni dell’orologio in base a parametri come jitter, ritardo del percorso e offset
  • Identificare i cambiamenti e deviazioni per individuare tempestivamente e risolvere potenziali problemi
  • Monitorare l’infrastruttura sottostante come gli switch, gli SFP, la corrente di bias del laser…
  • Creare e arricchire la whitelist di sistemi che possono diventare grandmaster clock
  • Impostare il ruolo PTP sulle porte dello switch per scartare i messaggi di annuncio PTP provenienti da dispositivi slave mal configurati.
  • Configurare “solo slave” per evitare che diventi un master.

Nonostante tutti questi sforzi, va ammesso che in alcuni ambiti, in primis nelle reti di sensori wireless, né il NTP né il PTP risultano a prova di futuro. Anche quest’ultimo, al crescere del numero di nodi della rete, incontra infatti problemi di scalabilità e non solo: ciò risulta evidente esplorando alcuni casi d’uso particolarmente attuali e decisivi per l’economia di molti Paesi, Italia compresa.

La clock synchronization nell’era 5G-IoT

Finora la precisione di temporizzazione di 1μs garantita da reti mobili con grandmaster sincronizzati GNSS altamente stabili e supportati da orologi atomici associati ad una rete a pacchetti con almeno un parziale supporto PTP on-path è stata sufficiente ma lo sarà ancora per poco.

I servizi di localizzazione per identificare un dispositivo utente con livelli sufficienti di precisione richiedono oggi una differenza di tempo tra le stazioni base nell’ordine dei 100ns. Le reti di accesso radio mobile implementate in modo distribuito necessitano un timing preciso in tutti i siti come anche le applicazioni degli utenti finali per garantire alti livelli di efficienza on edge e in cloud. Anche in ambito industriale, dove IoT e 5G nei prossimi mesi potranno dare risultati più che mai concreti, lo potranno fare solo con applicazioni di controllo accuratamente sincronizzate.

La clock synchronization deve fare un balzo in avanti significativo ma fortunatamente scomponibile in più step

  • migliorare le performance dei boundary clock e degli orologi trasparenti in modo che compensino meglio il ritardo transitorio
  • elevare le capacità di holdover degli orologi atomici passando dal cesio magnetico al cesio ottico
  • passare a ricevitori GNSS multibanda per minimizzare i problemi di precisione compensando le variazioni di ritardo atmosferico.
  • combinare la sincronizzazione basata sulla rete con il backup basato sul satellite
  • utilizzare sonde di sincronizzazione sofisticate per garantire una maggiore qualità di sincronizzazione
  • creare una rete parallela utilizzando canali ottici dedicati per limitare problemi di sincronizzazione sulle reti a pacchetti legati al jitter e al ritardo asimmetrico

Il MIFID II detta il tempo della finanza del futuro

Nel campo della finanza la clock synchronization assume in modo più che mai evidente una straordinaria importanza non solo per la competitività dei player che vi operano ma anche per la sicurezza e l’equità, soprattutto se si parla del trading finanziario dove, per questioni di trasparenza, è necessario sapere quando esattamente è stata eseguita ogni transazione. Le autorità devono infatti poter sempre correlare le informazioni su ogni singolo evento segnalabile sia per rintracciare eventuali guasti sia per prevenire irregolarità o abusi.

I quadri giuridici attuali tengono fortemente conto di questo delicato aspetto e alzano l’asticella della clock synchronization. Nell’UE, in particolare, la European Security Market Authority (ESMA) con il Markets in Financial Instrument Directive (MIFID II) ha definito i requisiti di trasparenza che includono la precisione temporale, alzandola ad un livello di 100μs sincronizzata con UTC per il trading algoritmico e ad alta frequenza, similmente ha deciso anche la US Security and Exchange Commission (SEC).

Il NTP, non assicurando registrazioni di transazioni verificabili e con tempi precisi, non è in grado di fornire un tempo sufficientemente accurato e affidabile nei mercati finanziari e rende necessario il passaggio al più potente e preciso PTP. Questa soluzione ha più possibilità di soddisfare la richiesta delll’ESMA di un’accuratezza del time-stamp di 100μs per il trading ad alta frequenza e algoritmico ma deve gestire diversi disturbi attraverso non banali strumenti di monitoraggio per evitare problemi di congestione e di fallimenti della rete.

Una soluzione potrebbero essere le sonde di sincronizzazione che non si esclude diventeranno obbligatorie nel breve futuro. L’utilizzo del PTP sarà vincolato anche dal monitoraggio del ritardo dei pacchetti e delle variazioni di tale ritardo come anche delle prestazioni di tutti gli orologi slave. Per mitigare inoltre il rischio di guasti e interruzioni e ottenere una temporizzazione precisa con altissima disponibilità è necessario aumentare la capacità di resilienza ad esempio realizzando una rete di sincronizzazione che combina orologi locali con una buona capacità di holdover.

Per rispondere alle nuove esigenze in termini di clock synchronization i mercati finanziari e le loro istituzioni hanno diverse opzioni tra cui quella di trasformare il cronometraggio in un servizio fornito da un CSP (Communication Services Provider), una formula definibile come Time as a service a cui affiancare una sincronizzazione satellitare in loco.

Per le smart grid serve un cambio di passo e di clock synchronization

Un altro contesto in cui le veloci innovazioni messe in campo e previste stanno trasformando l’aggiornamento della clock synchronization in una vera e propria urgenza è quello dell’energia.

In un regime di generazione di energia distribuita, le reti attive che hanno preso il posto di quelle unidirezionali necessitano di tecnologie di monitoraggio, controllo e protezione più sofisticate e di tecnologie di temporizzazione più accurate e basate su pacchetti.

In questo caso il cambiamento è più che mai davanti ai nostri occhi: affianco alle grandi centrali elettriche ci sono oggi molteplici fonti di energia -dai parchi eolici ai pannelli solari privati su piccola scala – di cui tenere conto nel complessivo sistema di sincronizzazione. Con questo forte aumento di complessità non è più banale assicurare un funzionamento sicuro e affidabile della rete, serve “un tempo migliore” per consentire un’analisi accurata dello stato della rete e una rapida localizzazione di qualsiasi potenziale guasto.

Perché tutti i processi siano strettamente sincronizzati e i dati critici in tempo reale abbiano una marcatura temporale precisa, è necessario:

  • Combinare o sostituire tecnologie di sincronizzazione legacy con una tecnologia di cronometraggio che fornisca una migliore precisione e una maggiore disponibilità.
  • Introdurre dispositivi di sincronizzazione multitecnologia per il bordo della rete elettrica rendendola sempre più moderna e automatizzata.
  • rendere più accurata e robusta la temporizzazione PTP introducendo una clock synchronization basata sulla rete che diventerà il meccanismo principale di consegna, mentre i GNSS, affetti da vulnerabilità e carenze operative, si limiteranno a supportare il monitoraggio in tempo reale della qualità della sincronizzazione
  • mantenere il controllo con un sistema di gestione grafica integrato per assicurare il trasporto dei dati e la consegna dei tempi

Comprendendo che la clock synchronization sarebbe diventata di vitale importanza nell’abilitare innovazione, ADVA già nel 2014 aveva acquisito Oscilloquartz. Grazie alle sue numerose soluzioni di sincronizzazione, l’azienda oggi è in grado di accogliere le richieste delle realtà che cominciano ad avvertire il bisogno di una sincronizzazione più performante per non bloccare la propria evoluzione sia tecnologica sia di business.

Tale passaggio, pur essendo urgente, non può nella maggior parte dei casi essere svolto in modo radicale e con troppa rapidità.

L’approccio suggerito da ADVA è quello di partire dalle soluzioni legacy per evolverle verso soluzioni di sincronizzazione ad alte prestazioni e future proof, customizzate, a seconda del vertical di riferimento, nell’ottica di soddisfarne più efficacemente i requisiti specifici di disponibilità e sicurezza . Ciò vale per l’energy, con le sue operazioni mission-critical, per il Finance, regolato dal MIFID II, per le nuove frontiere aperte dalla combinazione 5G – IoT, neanche per molti altri casi in cui la velocità dell’innovazione ha trasformato il tempo in un fattore critico.

Marta Abba'

Giornalista

Laureata in Fisica e giornalista, per scrivere di tecnologia, ambiente e innovazione, applica il metodo scientifico. Dopo una gavetta realizzata spaziando tra cronaca politica e nera, si è appassionata alle startup realizzando uno speciale mensile per una agenzia di stampa. Da questa esperienza è passata a occuparsi di tematiche legate a innovazione, sostenibilità, nuove tecnologie e fintech con la stessa appassionata e genuina curiosità con cui, nei laboratori universitari, ha affrontato gli esperimenti scientifici.

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