Definition und Zweck:
White Rabbit ist ein Protokoll für die extrem präzise Zeitsynchronisation und die deterministische Datenübertragung über Standard-Gigabit-Ethernet-Netzwerke. Es ist eine Erweiterung des IEEE 1588 Precision Time Protocol (PTP) und wurde ursprünglich für Anwendungen in der Kernphysik (CERN) entwickelt, die höchste Anforderungen an die Synchronisationsgenauigkeit haben.
Das Hauptziel von White Rabbit ist es, eine Synchronisationsgenauigkeit im Nanosekunden-Bereich (typisch unter 1 ns) zu erreichen, während gleichzeitig die deterministische Übertragung von Daten über dasselbe Netzwerk ermöglicht wird. Es kombiniert PTP mit Methoden der optischen Kommunikation und Mechanismen zur Laufzeitkompensation.
Merkmale und Vorteile:
- Nanosekunden-Genauigkeit: Bietet eine der höchsten Synchronisationsgenauigkeiten, die über Standard-Ethernet-Infrastruktur erreicht werden kann.
- Gigabit-Ethernet: Nutzt die hohe Bandbreite von Gigabit-Ethernet für die Datenübertragung.
- Abstandsmessung und Kompensation: Misst die genaue Laufzeit der Lichtsignale über die Glasfaserkabel und kompensiert diese aktiv, um höchste Präzision zu gewährleisten.
- Determinismus: Gewährleistet, dass Daten und Zeitsignale pünktlich ankommen.
- Open Source: Die Technologie ist Open Source und wird von einer Community weiterentwickelt.
- Multiplexing: Kombiniert Zeit-, Synchronisations- und Datenübertragung auf einem Kabel.
Relevanz in der Automatisierung:
White Rabbit ist für extrem anspruchsvolle und zeitkritische Anwendungen relevant, bei denen herkömmliche Synchronisationsmethoden nicht ausreichen:
- Großforschungseinrichtungen: Teilchenbeschleuniger (CERN), astronomische Observatorien.
- Finanzmärkte: Hochfrequenzhandel.
- Industrielle Messtechnik: Hochgenaue und synchrone Datenerfassung von verteilten Sensoren.
- Test- und Prüfstände: Für hochpräzise Synchronisation von Messgeräten und Aktoren.
- Spezialmaschinenbau: Maschinen, die höchste Anforderungen an die Koordinierung haben.
- 5G-Netze: Zeitsynchronisation von Basisstationen.
Obwohl es eine Nischenanwendung ist, zeigt White Rabbit das Potenzial von Ethernet-basierten Netzwerken für extrem präzise Zeitsynchronisation, die über die Fähigkeiten der meisten industriellen Echtzeit-Ethernet-Protokolle hinausgeht.
→ Siehe auch: IEEE 1588 PTP, Echtzeitfähigkeit, Synchronisation, Jitter, Industrial Ethernet
