技術コンセプト

エクイニクスのPrecision Timeは、GNSSソースから正確な時刻を受信し、業界標準の時刻プロトコルを使用してその時刻をネットワーク全体に配信します。

高精度時間ソース

Precision Timeは、GNSS受信機を使用して、全地球測位システム（GPS）を含む全地球航法衛星システム（GNSS）から正確な時刻を取得します。

GNSSタイムソースと冗長性

プレシジョンタイム・インフラストラクチャは、GPS信号を正確に受信できる冗長GNSS受信機を使用し、正確な時刻を提供します。さらに、GNSS受信機にはルビジウム原子時計が搭載されており、何らかの理由でGPS信号への接続が失われた場合でも、ホールドオーバーのタイミング精度を提供します。

Precision Timeインフラストラクチャで使用されるGNSS受信機とアンテナは、GPS L1、GLONASS L1、BeiDou B1、Galileo E1、QZSS L1を含む複数のGNSSコンステレーションからの信号を受信できます。これらの時間ソースを組み合わせることで、複数のレベルの冗長性が得られます。

Precision Time Server 1とTime Server 2は、それぞれ別のGPSクロックから時刻を受信します。1つはニューヨーク（NY）のタイミングチェーンから、もう1つはシリコンバレー（SV）のタイミングチェーンから供給され、独立したタイミングソース間の冗長性を確保しています。

グランドマスター・クロックとホールドオーバー精度

GNSS対応グランドマスタークロックは、ルビジウム発振器を使用し、GNSS（GPS）信号源とロックした状態でサブマイクロ秒の精度を実現します。信号源との接続が失われた場合でも、サブマイクロ秒レベルの精度を維持することが可能です。

Precision Timeインフラストラクチャに正確な時刻を提供するGNSS受信機が衛星コンステレーションへの接続を失った場合、このサービスは内蔵の冗長メカニズムに依存します。GPSやその他のコンステレーションを含むすべてのGNSS信号源が利用できない場合、各グランドマスター・クロック内のルビジウム発振器がホールドオーバー・タイミングを提供します。これにより、24時間にわたって最大1.5ミリ秒のタイミング精度を維持することができます。

タイムサーバーとサービス拠点

所定のPrecision Timeサービスロケーション（シリコンバレーやニューヨークなど）内では、2つの冗長GNSS基準時間ソースがすべてのタイムサーバーインスタンスに時間を提供します。同じサービスロケーション内のすべてのタイミングサーバーは同じ基礎となる時間ソースを使用するため、一貫性のある同期された時間配信が保証されます。

2つのサービス接続が同じPrecision Timeサービスロケーションにプロビジョニングされる場合、基礎となるGNSS基準時間ソースは両方の接続で共有されます。ただし、各EPTサービス接続は、それぞれ独立したタイミング・サーバー・インスタンスによってバックアップされます。GNSS基準は共通ですが、一方のサービス接続のEPTタイムサーバー1は、もう一方のEPTタイムサーバー1と同じインスタンスではありません。タイミングサーバーはトラフィックや処理を共有せず、互いに独立して動作します。

タイムサーバーは、高性能NICカードを搭載した物理サーバーで、2つの異なるサーバーから1組のネームスペースが作成されます。一方のサーバーはタイムサーバー1として動作し、もう一方のサーバーはタイムサーバー2として動作します。

GNSS干渉保護

GNSSサービスは妨害電波の影響を受けやすく、妨害電波はGNSS信号と同じ周波数で信号が放送され、GNSS信号がかき消されることで発生します。また、スプーフィングは「偽」の信号がターゲットアンテナに直接放送され、不正なソリューションに収束させることで発生します。

Precision Timeは、GNSSサーバー内の統合GNSSファイアウォール技術を使用してGNSSタイミング信号を保護します。この機能は、GNSS受信機にOrolia BroadShieldソフトウェアを統合することで提供されます。GNSS信号はジャミングやスプーフィングの兆候がないか常に監視されています。妨害が検出された場合、アンテナへのGNSSリンクは無効になり、GNSSサーバー内に統合されたルビジウム発振器を使用して時刻が提供され続けます。

メモ

Orolia BroadShieldソフトウェア統合は香港のサービス拠点ではご利用いただけません。

Precision Timeグランドマスター実装

Precision Timeサービスでお客様に見えるグランドマスターは、エクイニクスがセキュアなマルチテナントをサポートするために開発したカスタムハードウェアタイムスタンプ実装です。Precision Timeサービスにはそれぞれ固有のプロセスがあり、Equinix Fabric仮想接続を介して完全に分離された状態でサービスを提供します。これにより、IPアドレス、ドメイン、優先度などの設定をお客様のローカル環境に合わせて調整できます。サービス内のネットワークとプロトコルの設定はすべてお客様の接続に合わせてカスタマイズされ、プロトコルの要素が他と共有されることはありません。

異なる顧客接続間で共有される唯一のコンポーネントは、ハードウェアタイムスタンプ用の安定したタイムベースです。エクイニクスは、各Precision Timeサービスサイトで、White Rabbitハードウェアでリンクされたアンチジャミングおよびアンチスプーフィング対策で保護された複数のGNSSサーバーを運用しています。これらのサーバーは、当社のすべてのPrecision Time Grandmasterインスタンスが使用する安定したタイムベースを作成します。

対応タイムプロトコル

Precision Timeは、ネットワーク上のクロックを同期するための2つの時間プロトコルをサポートしています：

• ネットワークタイムプロトコル（NTP）
• プレシジョンタイムプロトコル（PTP）

PTPの時間精度はNTPよりも優れていますが、NTPはネットワークオーバーヘッ ドが少なく、ネットワーク上のより多くのデバイスを同期させることができます。

どちらのプロトコル（NTPまたはPTP）でネットワークを構成してもかまいません。どちらを使用しても、時刻はPrecision Timeの時刻ソースから取得され、ネットワーク経由で送信されるため、すべての接続デバイスが正確な時刻に同期できます。

ネットワークタイムプロトコル（NTP）

Precision TimeはこれらのNTP標準をサポートしています：

• NTPv3 (RFC 1305)
• NTPv4 (RFC 5905)

NTPは、クロックの同期に使用される軽量で標準的なネットワーク・プロトコルです。NTPは、ネットワークに参加するすべてのコンピュータをUTCから数ミリ秒以内に同期させることを目的としています。NTPサーバーは通常、GNSSまたはピアネットワーキングを介して真のタイムソースに時間を追跡できる他のタイムサーバーを使用して、ネットワーク内のデバイスを同期させます。

NTPは通常、クライアントサーバシステムとして説明されますが、ピアツーピアの関係でも同様に簡単に使用でき、双方のピアは相手を真の時間ソースと見なすことができます。NTPは簡単に設定できますが、公共のインターネット上で使用する場合、PTPよりも安全性が低くなる可能性があります。

プレシジョンタイムプロトコル（PTP）

Precision Timeは1588-2008 IEEE標準をサポートしています。Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control」と題されたこの規格は、Precision Time Protocol v2、または単にPTPと呼ばれることが多い。

PTPサーバー（グランドマスタークロックとも呼ばれる）は、マイクロ秒以下のクロック精度でコンピュータネットワーク全体の時刻を同期する。時間精度を達成するために、PTPは、同期されるすべてのデバイスがハードウェアタイムスタンプをサポートするネットワークインターフェースコントローラ（NIC）を持っている必要があります。このNICの要件は、ネットワークに配備されたルーターやスイッチなど、すべての中間ネットワークインフラにまで及びます。

PTPは、計測・制御システムなど高精度の時刻を必要とするシステムにとって魅力的なソリューションです。現在、金融取引、携帯電話タワー通信、海底音響アレイの同期に使用されている。

主なサービス内容

下の図は、世界規模で展開されるPrecision Timeシステムの主なサービスコンポーネントを示しています。この図では、ニューヨークの地下鉄の詳細と、Precision Timeサービスに接続されたメトロのデバイスを示しています。

定義

• GPSアンテナ - GPSアンテナは、GPS衛星から送信される明確な無線周波数信号を受信するデバイスです。アンテナはGPS信号を電子信号に変換し、GPS受信機に送信します。
• GPSネットワーク・タイム・サーバー - GPSネットワーク・タイム・サーバーは、GPSシステムから高精度の時刻を受信し、その時刻をネットワーク上に配置されたデバイス（ルーター、スイッチ、その他のサーバーを含む）のクロックにブロードキャストするコンピューター・デバイスです。通常、タイムサーバーはクロック同期用にNTPまたはPTPをサポートしています。
• グランドマスター・クロック - グランドマスター・クロックは、外部の時刻基準（最も一般的なのはGNSS衛星ソース（GPSなど））からUTCベースの時刻情報を受信する。この時刻はその後、下流のクライアント・デバイスのクロックに配信される。リファレンス信号を正常に受信すると、グランドマスターはリファレンスから正確な時刻を導き出します。
• バウンダリ・クロック - バウンダリ・ブロック（BC）は、2つ以上のポートを持つクロック・ノードである。例えば、ルーターやイーサネット・スイッチがBCとして動作することがある。BCは通常、1つのポートがセカンダリー・クロックの役割を果たし、残りのポートがマスター・クロックの役割を果たす。
• Equinix Fabric - グローバルなプラットフォーム「Equinix」を利用して、分散型インフラストラクチャとデジタルエコシステムをセキュアに、直接、ダイナミックに接続します。カスタマーポータルを利用して、お客様のデータセンターをEquinix Fabricポートに接続することで、セキュアでオンデマンドなデータセンター間ネットワーク接続を確立できます。詳しくは、[Fabricドキュメントをご覧ください。