Kompakter Zeitkonverter

Ticro 100 wandelt PTP in Zeitreferenzsignale um

Omicron Lab hat einen kompakten Zeitkonverter entwickelt, der PTP in Zeitcodes wie IRIG-B und DCF77 sowie verschiedene Pulssignale (PPX) umsetzt. Dank eines internen Oszillators kann bei einem Ausfall des Signals für 24 h lokal eine genaue Zeit generiert werden. Darüber hinaus erzeugt der TICRO 100 auch eine 10 MHz-Referenzfrequenz, die sich beispielsweise zur Synchronisation von Messgeräten einsetzen lässt.

Für den portablen Einsatz kann die von Omicron Lab entwickelte antennenintegrierte PTP Grandmaster Clock OTMC 100 direkt an den TICRO 100 angeschlossen und auch von diesem versorgt werden. Dadurch kann der Zeitkonverter auch ohne PTP-fähige Ethernet-Infrastruktur an beliebigen Standorten eingesetzt werden. Quelle: OMICRON Lab

„Der TICRO 100 kommuniziert mit der PTP Grandmaster Clock, der zentralen IEEE 1588-Zeitreferenz, wahlweise über ein konventionelles oder ein optisches Ethernet Interface. Durch die Anbindung eines hochstabilen internen Oszillators liefert er eine präzise Zeitbasis für die lokale Generierung von unterschiedlichen Zeitcodes und Zeitreferenzsignalen in einem FPGA“, erläutert Markus Pfitscher, verantwortlicher Sales und Business Development Manager bei Omicron Lab. Der Zeitkonverter besitzt frei konfigurierbare koaxiale, optogekoppelte und optische Ausgänge, an denen durch den Benutzer selbst konfigurierte Zeitreferenzsignale und Triggerimpulse ausgegeben werden können. Die Konfiguration, Bedienung und Überwachung des TICRO 100 ist sowohl über Webinterface als auch über Remoteschnittstellen wie SSH und SOAP möglich.

Weiterverwendung von bisherigem Equipment

Der TICRO 100 besitzt frei konfigurierbare koaxiale, optogekoppelte und optische Ausgänge, an denen auch durch den Benutzer selbst konfigurierte Zeitreferenzsignale und Triggerimpulse ausgegeben werden können.

Neben dem IEEE 1588-2008 Default Profile mit End-to-End (E2E)- und Peer-to-Peer (P2P)-Mechanismus unterstützt der TICRO 100 auch das Power Profile gemäß IEEE C37.238-2011 für Anwendungen in der Energietechnik. Sind beispielsweise in einem Umspannwerk viele IEDs mit IRIG-B-Eingang vorhanden, so ist eine wirtschaftlich vertretbare Umstellung auf PTP nur möglich, wenn die bestehenden Schutzgeräte nicht ausgetauscht werden müssen. Zu diesem Zweck kann der TICRO 100 eingesetzt werden. „Die bestehende IED-Infrastruktur kann nicht direkt mit IEEE 1588 synchronisiert werden, da den Geräten der Eingang für PTP-Signale fehlt. Daher müssen diese erst in IRIG-B konvertiert werden“, so Pfitscher. „Bestehende IEDs lassen sich dann weiter verwenden und müssen nicht ersetzt werden.“

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Eine Besonderheit des TICRO 100 ist die Möglichkeit, aus dem empfangenen Zeitsignal eine genaue 10 MHz-Referenzfrequenz zu generieren, die beispielsweise in Elektroniklabors für die Synchronisation von Messgeräten benötigt wird.

Ein positiver Effekt des Einsatzes von PTP in solchen Umgebungen ist neben der automatischen Redundanz durch den Best Master Clock-Algorithmus (BMCA) auch die mögliche Nutzung der Redundanz einer vorhandenen Ring-Netzwerktopologie für die sichere Zeitsynchronisation: „Bei IRIG-B beispielsweise liegt eine Sternverteilung ohne Redundanz vor. Kommt es hier zu einem Kabelunterbruch, geht das Signal verloren. PTP-Signale können dagegen auch in Ring-Topologien verwendet werden, wo diese Gefahr nicht besteht“, erläutert Pfitscher. Da der Zeitkonverter auch über Glasfaser mit dem Netzwerk verbunden werden kann, ist eine galvanische Trennung des TICRO 100 vom restlichen Netzwerk leicht realisierbar. In diesem Fall spielen elektromagnetische Störungen bei der Datenübertragung keine Rolle.

Überbrückung eines Signalausfalls

Die Konfiguration, Bedienung und Überwachung des TICRO 100 ist sowohl über Webinterface als auch über diverse Remoteschnittstellen möglich

Darüber hinaus bietet der Zeitkonverter die Möglichkeit, PTP-Signalausfälle mithilfe des internen, hochstabilen Referenzoszillators zu überbrücken, indem lokal eine genaue Zeit generiert wird. Der TICRO 100 ist je nach Anforderung in zwei Ausführungen erhältlich: mit einem Standard-Oszillator für 100 µs oder einem Oszillator für 25 µs Freilaufgenauigkeit in jeweils 24 h. „Ohne diese Funktion des TICRO 100 würde das Endgerät bei einem PTP-Signalausfall in einen Fehlerstatus gehen, eine Fehlermeldung generieren oder sich sogar abschalten“, so Pfitscher. „Nur wenn der Zeitkonverter in Hold-over geht, ist noch ausreichend Zeit vorhanden, um den Fehler in der Anlage zu beseitigen.“

Referenzfrequenz für Messgeräte

Eine weitere Besonderheit des TICRO ist die Möglichkeit, aus dem empfangenen Zeitsignal eine genaue 10 MHz-Referenzfrequenz zu generieren, die beispielsweise in Elektroniklabors für die Synchronisation von Messgeräten benötigt wird. „Für verschiedene Aufgaben ist es zwingend erforderlich, Messgeräte wie Frequenzzähler oder Spektrum-Analysatoren an ein genaues Referenzsignal anzubinden. Deswegen ist an solchen Geräten ein 10 MHz-Eingang vorhanden. Erst durch die Anbindung des Gerätes ist sichergestellt, dass aussagekräftige Messungen vorgenommen werden können“, erläutert Pfitscher. Bislang wird die 10 MHz-Referenz in vielen Labors über Koaxialkabel verteilt, was einen hohen Installationsaufwand erfordert. „Mit dem TICRO kann das über Ethernet verteilte PTP-Signal genutzt werden. Das hat einen entscheidenden Vorteil: Wo auch immer ein 10 MHz-Referenzsignal benötigt wird, kann der TICRO 100 einfach an der nächsten Netzwerkdose angeschlossen werden“, so der Verantwortliche für Sales und Business Development bei Omicron Lab.

Zeitgleiche Triggerung von Messungen

Auf IEEE 1588-2008 basierende Zeitsynchronisationslösungen finden auch in der Energietechnik immer weitere Verbreitung. Bisherige, beispielsweise in Umspannwerken eingesetzte Schutzgeräte und andere IEDs verfügen in der Regel aber nur über einen IRIG-B- oder DCF77-Eingang zur Zeitsynchronisation und sind mit dem neuen Standard nicht kompatibel. Quelle: Siegfried Bellach, pixelio.de

Wenn an zwei unterschiedlichen Standorten zeitgleich gemessen werden soll, kann man mithilfe des TICRO 100 Messsysteme triggern. Im Zeitkonverter kann der absolute Zeitpunkt des Triggerimpulses ganz einfach über das Webinterface programmiert werden. Für den portablen Einsatz kann die von Omicron Lab entwickelte antennenintegrierte PTP Grandmaster Clock OTMC 100 direkt an den TICRO 100 angeschlossen werden. Dieser liefert die für den Betrieb des OTMC 100 benötigte Betriebsspannung über Ethernet (Power over Ethernet) und wird von der Grandmaster Clock mit einem präzisen PTP-Signal versorgt. Dadurch kann der Zeitkonverter auch ohne PTP-fähige Ethernet-Infrastruktur an beliebigen Standorten eingesetzt werden. kf

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