FPGA-val megvalósított, GPS alapú időpecsételés hálózatmonitorozáshoz
A hálózatmonitorozás protokollüzenetek, csomagok és az ezekben hordozott azonosító paraméterek detektálását és korreláltan visszakereshető rögzítését jelenti későbbi feldolgozás céljából. A mai gerinchálózatok esetén ez akkora adatsebességet és forgalommennyiséget jelent, melyet csak elosztott monitorozó rendszerek képesek kezelni [1]. Ezek a rendszerek használhatók olyan esetekben is, amikor földrajzilag egymástól távol elhelyezkedő alhálózatok forgalmát szükséges összehasonlítani. A végpontok közötti dialógusokat utólag a földrajzilag elosztottan rögzített adatok összefésülésével lehet visszaállítani, ami a tárolt csomagok időpecsétje alapján történhet. Ha ez az időinformáció a monitorozó rendszeren belül nem egységes, akkor a visszaállításnál felborulhat a csomagok sorrendje, így étékelhetetlenné válik a mérés.
A monitorozó egységek vagy teljesen feladat specifikus eszközök, vagy nagyteljesítményű számítógépek a monitorozást támogató kiegészítő elemekkel. Ezek képesek feldolgozni a működés során fellépő forgalmat, azonban az egyezményes időpecsételéshez szükségük van valamilyen közös forrásra. Az elterjedt, számítógépes hálózat alapú megoldások (pl. NTP, PTP) nem megfelelőek [2], hiszen 10 Gbps Ethernet hálózat esetén a csomagok akár 61,6 ns időközönként is érkezhetnek. Ez alapján földrajzi elhelyezkedéstől függetlenül, egymáshoz képest legfeljebb néhányszor 10 ns különbséget mutató időbélyeggel kell dolgozniuk a monitorgépeknek a rendszeren belüli üzenetek sorrendhelyességének megőrzéséhez.
A GPS műholdak jelét használva referenciaként a fenti követelménynek megfelelő időbélyeget lehet előállítani, így földrajzilag távol levő egységek is azonos idővel működhetnek [3]. A műholdvevő jelének feldolgozását és az időpecsét előállítását érdemes tisztán hardveres úton elvégezni, így mindenhol állandó, kompenzálható késleltetés jelentkezik és garantált a folyamatos, azonnali rendelkezésre állás a monitorozó rendszerek felé.
Dolgozatomban egy olyan megoldást mutatok be, mely FPGA segítségével dekódolja a GPS vevőmodul jelét, és állítja elő a monitorozáshoz használandó nagyfinomságú időpecsétet. Két GPS üzenet között a pontos időt a helyi oszcillátor alapján számítja, a PPS jel felhasználásával folyamatosan kompenzálva az órajel-forrás esetleges hibáját. Az elméleti háttér áttekintése után bemutatom a feladatot ellátó modulokat. Az általam megvalósított funkció a tesztelés során egy kifejezetten erre a célra készült eszközön fut, és éles, ipari forgalom monitorozását végző eszközöknek szolgáltat időinformációt.
szerző
-
Fendler Tamás
villamosmérnöki
nappali
konzulens
-
Dr. Varga Pál
egyetemi docens, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
