Czas i synchronizacja w telekomunikacji 5G i Przemyśle 4.0

Bez zgodności czasu na dużym obszarze, niemożliwym staje się precyzyjne strojenie pasm radiowych ani zarządzanie kanałami transmisyjnymi. Można by było ratować się wprowadzaniem dodatkowych zabezpieczeń, ale odbywałoby się to kosztem posiadanego pasma, zakupionego przecież za duże pieniądze. W konsekwencji obniżałaby się wydajność, a niestabilność zmniejszałaby szybkość transmisji oraz liczbę jednocześnie obsługiwanych abonentów, w tym urządzeń telemetrii bezprzewodowej M2M. Dlatego w telekomunikacji 5G wymagana jest bardzo dokładana synchronizacja na poziomie milionowych części sekundy (1µs – mikrosekunda). Od urządzeń synchronizacyjnych, np. produkowanych przez polską Elpromę (www.elpromatime.com) serwerów PTP IEEE1588, oczekuje się dokładności sięgających nawet rzędu miliardowych ułamków sekundy – nanosekund. Rodzima aparatura uchodzi zresztą za jedną z najlepszych i cenionych na świecie. Jest ona także lepiej dopasowana do lokalnych zagrożeń i sytuacji geopolitycznej niż produkty z Chin, Niemiec, a także z USA. Fakt ten jest istotny w aspekcie cyberbezpieczeństwa firmy telekomunikacyjnej, gdyż wiadomo, że czasem GNSS można manipulować i go destabilizować. Na przykład, w Polsce używanie prywatnych wzmacniaczy GSM może być niebezpieczne dla samej sieci i jest ograniczone prawnie, a co dopiero, gdy mamy do czynienia z profesjonalnym zakłócaniem konkretnych sygnałów GNSS (ang. jamming). W przypadku infrastruktury pracującej w oparciu o GNSS możliwy jest także atak i fałszowanie sygnału satelitarnego (ang. spoofing).

Świadomości opinii publicznej umykają także rzadkie, ale groźne awarie całych systemów satelitarnych które mogą destabilizować nie tylko 5G, ale wprost mogą wpływać na funkcjonowanie przemysłu. W 2017 r. awarii uległ system czasu GALILEO (https://spacenews.com/rash-of-galileo-clock-failures-cast-doubt-on-timing-of-upcoming-launches/ ), a latem 2019 centrum kontroli utraciło łączność z satelitami GALILEO odzyskując ją dopiero po tygodniu. Do najgroźniejszych należą także zakłócenia wewnętrzne, jak ta z dnia 26/01/2016, znana jako problem satelity nr. 23 – SVN23 (https://www.itnews.com.au/news/satellite-failure-caused-global-gps-timing-anomaly-414237), które wprowadziły na wiele godzin do całego GPS błąd 13,5 mikrosekundy. Tak duże fałszywe wskazania mogą spowodować utratę synchronizacji, co zdezorganizuje stabilność działania krytycznych struktur od telekomunikacji, przez energetykę po sektor giełdowo-finansowy. Dyskutując kwestię zagrożeń należy pamiętać też, że z wyjątkiem europejskiego GALILEO, wszystkie pozostałe systemy, tzn. amerykański GPS, rosyjski GLONASS, chiński BEIDOU, indyjski IRNSS, to infrastruktura wojskowa niemogąca zapewnić usługi w sytuacjach kryzysowych.

Dlatego też od kilku lat, w wielu krajach, coraz częściej buduje się specjalnie wydzielone, zapasowe centra czasu. Stanowią one alternatywne, dla satelity, źródło czasu. Po podłączeniu światłowodem do centrum, użytkownicy, m.in. operatorzy 5G (a poprzez nich beneficjenci Industry 4.0), energetyka smart-grids czy instytucje finansowe, otrzymują atomowy cezowy wzorzec czasu w formie czasu „z gniazdka” (TaaS – Time-as-a-Service). Zastępuje on bądź wspiera infrastrukturę silnie uzależnioną dziś od GNSS i używającą satelitarnego wzorca dla obecnej synchronizacji. Takie płatne usługi są już uruchomione w USA i w Wielkiej Brytanii, a w kolejnych państwach trwają prace wdrożeniowe.

Czytaj wcześniejsze artykuły:

Czas i pieniądze
Czas i energetyka

Elproma, baner

Używamy plików cookie, aby zapewnić lepszą jakość przeglądania. Kontynuując korzystanie z tej witryny, wyrażasz zgodę na korzystanie z plików cookie.
Używamy plików cookie, aby zapewnić lepszą jakość przeglądania. Kontynuując korzystanie z tej witryny, wyrażasz zgodę na korzystanie z plików cookie.