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Serveur de temps : le blog

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PTP pour les réseaux broadcast

Pour les réseaux broadcast, qu’ils diffusent de la vidéo (télévision ou streaming) ou de l’audio (radio), la synchronisation temporelle est une nécessité.

En effet, si les équipements ne sont pas parfaitement synchronisés, on peut observer différentes erreurs comme des désynchronisations audio/vidéo, ou encore des erreurs de montage à cause de trames inversées.

Ces problématiques peuvent être amplifiées par une mauvaise qualité du réseau ou un trafic très important. Il est donc important que la synchronisation temporelle soit optimale pour offrir une expérience utilisateur satisfaisante.

La précision et la résolution des signaux IRIG

Les standards IRIG (Inter-Range Instrumentation Group) définissent un ensemble de paramètres de diffusion d’horodatages pour la synchronisation d’appareils sur un réseau peu étendu. Chaque standard définit un format de trame et une méthode de transmission (fréquence porteuse, modulation, etc.). Tous les standards n’ont pas la même résolution et ne permettent pas d’obtenir la même précision.

Interopérabilité entre IRIG, NTP et PTP

IRIG (Inter-Range Instrumentation Group) est un ensemble de normes d’envoi de trames d’horodatage via un signal électrique. Chaque norme IRIG définit un type de trame ainsi que la manière de la transporter (porteuse, modulation, etc.). Les standards IRIG sont très appréciés pour leur robustesse et sont donc souvent implémentés dans des environnements industriels et techniques. IRIG requiert du matériel spécifique et est conçu pour être opéré sur de petites distances.

Les domaines PTP : configuration, installation et implications pour le réseau

PTP (Precision Time Protocol) est un protocole qui permet la synchronisation d’horloges avec une précision théorique de l’ordre de la nanoseconde. PTP est donc un protocole de choix pour toutes les applications sensibles (énergie, industrie, audiovisuel, finance, transport, etc.). Le protocole fonctionne sur des réseaux locaux, mais il est également capable de fonctionner sur de très grandes distances. Cela le rend particulièrement intéressant pour les réseaux étendus comprenant plusieurs sites distants.

Lorsqu’un réseau devient très étendu, il est possible que toutes les horloges ne soient pas utilisées pour les mêmes tâches et qu’elles ne requièrent pas la même qualité de synchronisation. Sans aucun moyen de diviser son réseau, il est obligatoire de maintenir la précision la plus haute pour toutes les horloges, ce qui implique des coûts inutiles. PTP ne prévoit en effet qu’une seule horloge maître (GMC, pour Grand Master Clock en anglais) par réseau.

Quels sont les enjeux et solutions de la synchronisation temporelle pour l'IoT ?

Selon Gartner, 45% des entreprises du monde entier auront subi des cyberattaques d’ici à 2025. Actuellement, une cyberattaque a lieu toutes les 39 secondes. Dans ce contexte où les attaques sont plus nombreuses, et toujours plus complexes, la journalisation des systèmes d’informations (SI) apparait comme un pilier central de la cybersécurité. Cette journalisation permet de réagir aux incidents de sécurité mais aussi de s'y préparer et de les prévenir.

Quels sont les enjeux et solutions de la synchronisation temporelle pour l'IoT ?

Les systèmes de navigation globale par satellite (GNSS d’après l’anglais Global Navigation Satellite System), sont constitués d’une constellation de satellites placés dans l’espace. Ils ont pour objectif de fournir des informations précises sur la position et le temps à des récepteurs situés sur la Terre. Cela permet de fournir des données de positionnement, navigation et synchronisation temporelle (PNS en français, pour Positionnement, Navigation, Synchronisation, et PNT en anglais, pour Positioning, Navigation, Timing).

Quels sont les enjeux et solutions de la synchronisation temporelle pour l'IoT ?

La synchronisation temporelle est un aspect important de l'Internet des Objets (IoT). Dans l'IoT industriel, par exemple, une synchronisation précise peut prévenir les erreurs de production en assurant que les capteurs et les machines opèrent de concert.

Dans le domaine des applications liées à la sécurité, comme la surveillance des infrastructures critiques, la synchronisation horaire permet de corréler précisément les événements enregistrés par différents appareils (badgeuses, caméras de sécurité) centralisés dans un serveur maitre.

Comment fonctionne la correction de la latence dans PTP ?

Pour synchroniser des horloges à travers un réseau local (LAN), il est important d’être capable de mesurer le délai de transmission induit par les facteurs techniques et d’usages du réseau.

Lorsqu’une machine reçoit un message avec un horodatage en provenance d’une horloge maître, un délai est introduit par la distance à cette horloge. En effet, si un message parcourt un mètre de fibre optique ou, au contraire, traverse plusieurs datacenters différents, la durée de transmission peut varier et introduire un délai variable. Connaître cette latence est donc nécessaire pour synchroniser correctement son horloge.

Qu’est-ce que l’algorithme BMCA dans PTP ?

Il existe de nombreux protocoles pour synchroniser des horloges au sein d’une infrastructure réseau. Les plus répandus sont NTP et SNTP, mais lorsqu’il est nécessaire d’avoir le plus grand niveau de précision possible, c’est le protocole PTP (Precision Time Protocol) qui est choisi.

PTP a été présenté en 2002 via la norme IEEE 1588 qui a connu de nombreuses évolutions depuis (la dernière version de la norme date de 2019).

L’une des briques algorithmiques les plus importantes de PTP est l'algorithme BMCA (Best Master Clock Algorithm). BMCA permet de déterminer quelle horloge, parmi celles disponibles au sein du réseau, fournira le temps de référence pour toute l’infrastructure.

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