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Assessing a precise gPTP simulator with IEEE802.1AS hardware measurements

Évaluation d'un simulateur gPTP précis à l'aide de mesures IEEE802.1AS

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Abstract

TSN (Time Sensitive Networking) standards are arousing growing interest in the critical on-board network community because of their promise of deterministic Ethernet networking. Among these standards IEEE802.1AS allows the synchronization of network devices. This protocol achieves much greater precision than other Ethernet synchronization standard such as NTP or PTP. Thus, it paves the way for new network mechanisms, such as the Time Aware Shaper, and allows the use of applications that are more constrained in terms of synchronization. In order to study the new mechanisms allowing to reach this precision, precise simulations are mandatory. In this paper, we review the different existing tools, extend the most promising one to incorporate the most advanced features of IEEE802.1AS and assess its behavior with respect to measurements. More specifically, we extend an OMNeT++ simulation library, calibrate its results following an extensive measurement campaign of switched Ethernet devices supporting IEEE 802.1AS to assess its performance in terms of precision.
Les normes TSN (Time Sensitive Networking) suscitent un intérêt croissant dans la communauté des réseaux critiques embarqués en raison de leur promesse d'un réseau Ethernet déterministe. Parmi ces normes, IEEE802.1AS permet la synchronisation des dispositifs du réseau. Ce protocole atteint une précision bien supérieure à celle des autres normes de synchronisation Ethernet telles que NTP ou PTP. Ainsi, il ouvre la voie à de nouveaux mécanismes de réseau, tels que le Time Aware Shaper, et permet l'utilisation d'applications plus contraintes en termes de synchronisation. Afin d'étudier les nouveaux mécanismes permettant d'atteindre cette précision, des simulations précises sont obligatoires. Dans cet article, nous passons en revue les différents outils existants, nous étendons le plus prometteur d'entre eux afin d'intégrer les fonctionnalités les plus avancées de IEEE802.1AS et nous évaluons son comportement par rapport aux mesures. Plus précisément, nous étendons une bibliothèque de simulation OMNeT++, calibrons ses résultats suite à une campagne de mesure extensive de dispositifs Ethernet commutés supportant IEEE 802.1AS afin d'évaluer ses performances en termes de précision.
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Dates and versions

hal-03620481 , version 1 (26-03-2022)

Identifiers

  • HAL Id : hal-03620481 , version 1

Cite

Quentin Bailleul, Katia Jaffrès-Runser, Jean-Luc Scharbarg, Philippe Cuenot. Assessing a precise gPTP simulator with IEEE802.1AS hardware measurements. 11th European Congress on Embedded Real-Time Systems (ERTS 2022), Jun 2022, Toulouse, France. ⟨hal-03620481⟩
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