NEWSNews vom 24.03.2015
Schaltsekunde 2015: Wichtige Informationen für Meinberg Kunden
Update 2: LANTIME Systeme mit V5 sowie andere ältere NTP Versionen setzen die Schaltsekundenankündigung bereits ab dem 01.06.2015. Laut RFC 5905 ist das standardkonform, weil diese Ankündigung den letzten Tag des aktuellen Monats betrifft.
Einführung
Eine Schaltsekunde wird verwendet, um die koordinierte universelle Zeit (UTC) an die astronomische Zeit anzugleichen. UTC wird als Basis für die Zeitzonen verwendet, die im täglichen Leben genutzt werden. Diese "Weltzeit" wird mit Hilfe einer großen Anzahl an Atomuhren bestimmt, die weltweit verteilt sind und meist von Metrologie-Organisationen betrieben werden. In Deutschland ist das z.B. die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). Mehr zu den Hintergründen der Schaltsekunde finden Sie auf diversen Webseiten, die wir weiter unten unter "Weblinks" aufgelistet haben.Eine Schaltsekunde wird immer nach 23:59:59 (UTC) eingeführt, üblicherweise entweder am 31.12. oder 30.06. (andere Termine sind theoretisch möglich, praktisch allerdings bisher nicht verwendet worden).
Schaltsekunden-Handling durch Meinberg Produkte
Einige Protokolle bzw. Methoden zum Transfer von Zeitinformationen können Schaltsekunden vorab ankündigen, um einem Empfänger von Zeitinformationen die Möglichkeit zu geben, sich auf das Einfügen einer Schaltsekunde vorzubereiten und es ggf. auch dann durchzuführen, wenn die Kommunikation mit dem Sender der Zeitinformationen abbricht. Zeitsynchronisation wird erst durch das Versenden von Zeitinformationen möglich. Eine Synchronisationsquelle oder Zeitreferenz sendet die eigene Zeit an einen oder mehrere Empfänger, die diese dann verwenden, um ihre eigene Zeit zu korrigieren.
LANTIME Zeitserver
Es gibt eine Reihe von Netzwerkprotokollen, die für den Zeittransfer entwickelt worden sind. Das bekannteste Protokoll ist NTP (Network Time Protocol), das in seiner aktuellen Version 4 in dem IETF Dokument RFC5905 beschrieben wird. Ebenfalls weit verbreitet ist das Precision Time Protocol (PTP), das als IEEE Standard 1588 in seiner aktuellen Form im Jahr 2008 beschrieben wurde (IEEE 1588-2008).Andere nicht so verbreitete Zeittransferprotokolle sind entweder veraltet (Time, daytime) oder nur für sehr spezielle Anwendungen vorgesehen. In diesem Dokument wird daher nur auf NTP und PTP eingegangen.
LANTIME Network Time Protocol (NTP) Server
Eine Schaltsekunde wird bei NTP mit Hilfe eines Flags angekündigt, das ein NTP Server in seiner Antwort an einen NTP Client schickt. Dieses Flag wird nur an dem Tag aktiviert, an dessen Ende eine Schaltsekunde eingeführt wird. Im aktuellen Fall würde ein LANTIME NTP Server die Schaltsekunde frühestens ab 00:00.00 Uhr am 30.06.2015 (UTC) ankündigen und das Flag um 00:00:00 Uhr am 01.07.2015 (UTC) wieder deaktivieren und somit nicht mehr senden. Bitte beachten Sie, dass DCF77 die Schaltsekunde erst eine Stunde vorher ankündigt und somit ein DCF77-synchronisierter LANTIME auch erst dann anfängt, das Leapsecond Flag in seinen NTP Antworten an Clients zu setzen.
LANTIME PTP Grandmaster Clocks
Auch das Precision Time Protocol sieht Schaltsekunden-Ankündigungen vor. Da die Ankündigung einer Schaltsekunde in der ANNOUNCE Message eines PTP Grandmasters gemäß IEEE 1588 für den aktuellen Tag gilt, kann auch PTP nur frühestens 24 Stunden vor der Schaltsekunde anfangen, diese anzukündigen. Ein PTP Grandmaster von Meinberg wird 1 Stunde vor dem Schaltsekunden-Event anfangen, die Schaltsekunde in seinen ANNOUNCE Messages bekanntzumachen.
Schaltsekunden Updates für LANTIME Firmware
Je nach Firmware Version setzen LANTIME Systeme unterschiedliche Versionen der NTP Referenzimplementierung und des Meinberg PTP Protokollstacks ein. Sie können die Firmware Version Ihres LANTIME z.B. auf der Hauptseite der Web GUI erkennen, gleich nachdem Sie sich angemeldet haben. Wenn Sie unsicher sind oder die Firmware Version Ihres Geräts nicht herausfinden können, steht Ihnen der Meinberg Support zur Verfügung.
LANTIME Firmware Versionen 3.x und älter
Diese Firmware Versionen laufen seit mehr als 10 Jahren unverändert. Sollten Sie noch ein solches Gerät einsetzen, wenden Sie sich bitte an Ihren Meinberg Support, um zu überprüfen, ob für Ihr Gerät Maßnahmen notwendig sind, um Probleme mit der diesjährigen Schaltsekunde zu vermeiden. Meinberg ist diesbezüglich nichts bekannt, wir unterstützen Sie aber gern bei etwaigen Tests.
LANTIME Firmware Versionen 4.x und 5.x
Für die Firmware Generationen 4 und 5 stellen wir im Rahmen des Free Lifetime Support für Ihre Systeme ein Update zur Verfügung, mit dem die aktuelle Schaltsekunde Ende Juni 2015 dem System bekannt gemacht wird. Grundsätzlich passiert das automatisch und ohne Update bei Geräten, die durch ein Funksignal wie z.B. GPS oder DCF77 (PZF Modelle) synchronisiert werden. Wir empfehlen trotzdem das Einspielen einer aktuellen Leapsecond Datei mittels des angesprochenen Updates, um auch bei Ausfall des Funksignals den korrekten Ablauf sicherzustellen. Bei LANTIME Modellen, die ein Referenzsignal ohne Schaltsekunden-Ankündigung verwenden (z.B. per PPS oder IRIG synchronisierten Systemen), wird ein aktualisiertes Leapsecond File auf jeden Fall benötigt. Wichtig: Die NTP Versionen auf V4 und V5 Geräten senden die Schaltsekunden-Ankündigung bereits ab dem 01.06.2015, das ist laut RFC 5905 erlaubt ("last day of the month").Die NTP Versionen auf V4.x und V5.x Systemen werten ein Schaltsekunden-File nur dann aus, wenn Autokey eingeschaltet wurde:
Schritt 1: Autokey generieren - "Web Interface - Sicherheit - NTP autokey - Neues NTP Autokey Zertifikat erzeugen"
Auf der NTP Seite im Web GUI kann jetzt NTP Autokey aktiviert werden:
Schritt 2: Autokey aktivieren - "Web Interface - Menü NTP Management - NTP Konfiguration - Autokey Aktiv"
ANMERKUNG: Alle M-Serie Modelle (M100, M200, M300, M400, M600, M900) mit V5.x Firmware sind kompatibel zu V6.x und Meinberg empfiehlt dringend ein Upgrade der Geräte auf die letzte stabile V6.16.x Firmware. Da das Firmware Update die aktuellen Schaltsekunden-Daten enthält, muß in diesem Fall das untenstehende Leap Second Update nicht eingespielt werden.
Schaltsekunden Update für V4.x
Download: 2015-06-leapsecond-v4.tgzInstallation: Spielen Sie die Datei einfach über das Web UI ein (Local-Seite, "LANTIME firmware update"). Bitte beachten Sie, dass nach Abschluss der Installation je nach Firmware Stand entweder der NTP Dienst neu gestartet wird oder das System einen Reboot ausführt und daher für einen kurzen Zeitraum nicht zur Verfügung steht.
Schaltsekunden Update für V5.x
Download: 2015-06-leapsecond-v5.updInstallation: Spielen Sie die Datei einfach über das Web UI ein (Local-Seite, "LANTIME firmware update"). Bitte beachten Sie, dass nach Abschluss der Installation je nach Firmware Stand entweder der NTP Dienst neu gestartet wird oder das System einen Reboot ausführt und daher für einen kurzen Zeitraum nicht zur Verfügung steht.
LANTIME Firmware Versionen 6.x
Die 6. Firmware Generation für Meinberg LANTIME Systeme kann ebenfalls automatisch mit einer Schaltsekunde umgehen, wenn das Gerät ein Zeitsignal wie GPS, GLONASS oder DCF77 als Referenz verwendet. Wir empfehlen aber auch hier in jedem Fall das Einspielen einer aktuellen Schaltsekundendatei, um den ordnungsgemäßen Ablauf während und nach dem Einfügen der Schaltsekunde zu gewährleisten. Bei LANTIME Modellen, die ein Referenzsignal ohne Schaltsekunden-Ankündigung verwenden (z.B. per PPS oder IRIG synchronisierten Systemen), wird ein aktualisiertes Leapsecond File auf jeden Fall benötigt.Hinweis: Die Firmware Versionen ab 6.16.008 sowie ab 6.17.006 enthalten bereits eine aktualisierte Datei. Wenn Sie also eine dieser Firmware-Versionen verwenden, ist das Einspielen des Leapsecond-Updates nicht notwendig.
Schaltsekunden Update für V6.x
Download: 2015-06-leapsecond-v6.updInstallation: Spielen Sie die Datei einfach über das Web UI ein (System-Seite, "Firmware/Software Update"). Bitte beachten Sie, dass nach Abschluss der Installation je nach Firmware Stand entweder der NTP Dienst neu gestartet wird oder das System einen Reboot ausführt und daher für einen kurzen Zeitraum nicht zur Verfügung steht.
Meinberg Bus Level Produkte - ISA, PCI, PCI-X, PCI-Express und USB
Grundsätzlich wird die Schaltsekunde bei allen Meinberg Bus Level Produkten die als Referenz ein Funksignal (GPS, DCF77, GLONASS) verwenden, korrekt behandelt. Auch die PTP270PEX PTP Slave PCIe Karte wertet die Schaltsekundenankündigung von einem PTP Grandmaster korrekt aus. Einsteckkarten und USB Geräte, die IRIG als Zeitreferenz verwenden, können je nach verwendetem IRIG Zeitcode im Extremfall während und kurz nach der Schaltsekunde kurz die Synchronisation verlieren, synchronisieren sich aber automatisch wieder neu auf das IRIG Zeitsignal auf.Bitte wenden Sie sich unter Angabe der Seriennummer und - falls vorhanden - Firmware- und Treiberversion an Ihren Meinberg Support, wenn Sie Fragen im Bezug auf Ihr Meinberg Buslevel Produkt haben.
Meinberg GPS- und PZF-Referenzuhren
Die im Rack- (BGT und MP Modelle) oder DIN-Hutschienen-Formfaktor (HS) installierten Referenzuhren haben keine bekannten Schaltsekunden-Probleme. Auch hier können Sie sich aber unter Angabe der Seriennummer und - falls vorhanden - Firmware- und Treiberversion an Ihren Meinberg Support wenden, um zu klären, ob Handlungsbedarf für Ihr Meinberg System besteht.
Windows NTP
Die von Meinberg kostenlos zum Download zur Verfügung gestellten NTP Versionen ab 4.2.4p5 können Schaltsekunden-Ankündigungen korrekt verarbeiten. Wir empfehlen den Einsatz der neuesten NTP Version 4.2.8, die Sie auf unserer NTP für Windows Download-Seite herunterladen können. Bitte beachten Sie, dass für Windows 8 eine neue Version 4.2.8p2 gerade in Vorbereitung ist und in den nächsten Tagen zum Download angeboten wird.Eine bestehende NTP Installation kann mit Hilfe eines Leapsecond-Files manuell auf eine anstehende Schaltsekunde vorbereitet werden. Eine solche Datei wird vom NIST zur Verfügung gestellt, Meinberg bietet die Datei aber ebenfalls zum Download an:
Die Einbindung der Datei in NTP erfolgt ab NTP Version 4.2.6 in der NTP Konfigurationsdatei mit Hilfe des "leapfile" Konfigurationsbefehls.Beispiel:
leapfile "/path/to your/leap-file"
In Versionen vor 4.2.6 ist das Einbinden einer Schaltsekunden-Datei komplizierter. Informationen dazu finden Sie auch auf der NTP Dokumentations-Website doc.ntp.org sowie auf der NTP Support Website.
Schaltsekunden-Workshop
Die Meinberg Sync Academy bietet zum Thema Schaltsekunden einen Workshop an. Es wird Hintergrundwissen vermittelt und durch praktische Übungen das Schaltsekunden-Handling verschiedener Zeitsynchronisationstechniken wie GPS, NTP, PTP und IRIG veranschaulicht.
Weblinks
- IERS Earth Orientation Center - Leap Second - Webseite des IERS zum Thema Schaltsekunden [englisch]
- PTB:Schaltsekunden - Hintergrundinformationen der PTB zum Thema Schaltsekunden [deutsch]
- Wikipedia:Schaltsekunde - Wikipedia Artikel zum Thema Schaltsekunde [deutsch]
- Meinberg:Schaltsekunden - Hintergrundinformationen von Meinberg
- Technical Aspects of Leap Second Propagation - FOSDEM 2015 Vortrag, Präsentation über die technischen Aspekte von Schaltsekunden [englisch]
