第6回 PTP（SMPTE ST 2059）相互接続テスト2
～シスコシステムズ社、ネットワンシステムズ社の協力によるPTP対応スイッチとの多段接続での精度測定～
相互接続テスト実施の経緯と目的
第2回コラムにおいて、アリスタネットワークス社との多段接続での精度測定の結果についてご紹介しました。その中でも触れたように、今後の放送業界においてはPTP（SMPTE ST 2059）による時刻同期が必須であるにもかかわらず、SMPTE ST 2059-2に対応したイーサネットスイッチメーカーが少ないという状況は変わっていません。
コンテンツプロバイダー/放送事業者業界で定番スイッチとの相互接続テストを実施
そこで、セイコーソリューションズのグランドマスタークロック（Time Server Pro. TS-2950 以下、GM）との相互接続テスト第2弾として、シスコシステムズ社のスイッチ「Cisco Nexus 92160YC-X」で、放送系プロファイルにおいて、接続実績作りと精度測定を目的とする相互接続テストを実施しました。
シスコシステムズ社の「Cisco Nexus 92160YC-X」は、3.2Tbpsの帯域幅と毎秒25億パケットを超えるスループットをサポートする高性能、高密度ポートのL2/L3スイッチです。
グランドマスタークロック「Time Server Pro. TS-2950」
今回もかなり技術的な部分に踏み込んだ内容になりますが、ぜひ最後までお楽しみください。
L2、BC、TCの違いの復習
L2/BC/TCの違いは以下の通りです。
PTP時刻同期に対応しているスイッチ
BC:バウンダリークロック
TC:トランスペアレントクロック
PTP時刻同期に対応していないスイッチ
L2:PTP unawareスイッチ
相互接続テストの方法とパターン
今回の相互接続テストでは、PTPのGMから多段に接続された「Cisco Nexus 92160YC-X 」(以下、Nexus)をL2、BCモードにコンフィグした場合の、周波数、位相の変化について測定しました。PTPプロファイルは、Media over IP同期に用いられる「SMPTE ST 2059-2」を使用しています。
なお、測定パターンと測定環境としては下記の想定としました。
【測定パターン】
- NexusのL2、BC多段構成動作の場合について測定する
- 測定は、GMとBC配下の擬似Slaveの1PPS_TEを測定する
- BC～擬似Slave間のPDV:Packet Delay Variationについて測定する
- 測定結果は数値の記載は控え、SMPTE ST 2059-2で規定しているスレーブ間時刻同期確度1μs（マイクロ秒）内を満たせば○、未達成であれば×と表記しました。
（※本測定においては生データによる装置性能競争の意味合いではなく、あくまでもMedia over IPにて利用する指標として利用いただくことを主眼としています。生データをご希望の場合はコラム最後のお問い合わせ先よりご用命ください）
【測定環境】
（検証風景）
検証結果1 （L2構成による同期確度の測定）
事前準備が完了したところで、今回の相互接続テストの各項目の測定に入りました。
最初の検証はL2構成による同期確度の測定です。
PTP unaware環境において同一経路をPTP/主信号が流れた場合のPTP揺らぎを測定するため、NexusのPTP機能をOFFとした状態でPPS/PDV測定を実施しました。
【測定環境】
【検証結果】
考察
- Nexusは高性能・低遅延スイッチであり、遅延量の影響を受けにくいため、背景負荷なしの結果として、PTP単独で通した場合は3段でも十分に確度担保可能となる。
- 背景負荷ありの場合のPDVについては規定値に対してオーバーしており、結果としてはNG判定となった。
- PTP unaware SWでは、主信号とPTPを同一伝送路で転送することは困難であるという結果となった。
検証結果2 （BC構成による同期確度の測定）
次の検証は、BC構成による同期確度の測定を行いました。
PTP aware環境において同一経路をPTP/主信号が流れた場合のPTP揺らぎを測定するため、NexusのBC機能をONとした状態でPPS/PDV測定を実施しました。
【測定環境】
【検証結果】
著者プロフィール
橋本 直也
セイコーソリューションズ株式会社
製品企画部門で、マーケティング・プロジェクトマネージメントを担当
■経歴
1992年～ 2004年 沖電気工業株式会社にてATM交換機のハードウェア開発に従事
2004年 入社
2004年～ 2013年4月までハードウェア開発エンジニア、主に方式設計に従事
2013年～ 製品企画部門へ異動
近年は、PTP IEEE1588時刻同期関連製品の研究開発、マーケティング業務に従事。現在に至る。
講習実績
- セイコーの『うるう秒』対策セミナー
「うるう秒」を乗り越えるために -基礎知識と障害事例・対策実例-
Timer Serverシリーズのご紹介 -「うるう秒」デバッグ実演-
高精度時刻同期プロトコルIEEE1588 PTPのご紹介 - Interop Tokyo 2016 ShowNetステージ
PTP IEEE1588時刻同期プロトコル
「IP通信でナノ秒オーダーの時刻精度を実現する仕組み・ユーケース」
関連事例紹介
放送業界事例（MMTでの時刻情報付与）
4K、8K時代のメディアトランスポート方式として国際標準化されたのが、IPをベースにした伝送技術「MMT」です。MMTでの同期において不可欠な高精度な時刻ソリューションをセイコーソリューションズのタイムサーバーが提供いたします。
放送業界事例（スタジオのIP化と局間伝送）
セイコーの「Time Server Pro. TS-2950」は 、IPネットワークによる高精度な時刻同期「PTP（SMPTE ST 2059）」によるナノ秒精度の絶対時刻の配信で、ライブプロダクションシステムのIP化や局間伝送の信号同期をサポートいたします。
