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EndRun エンドラン Sonoma D12 CDMA NTPタイムサーバ よくある質問と回答


エンドラン テクノロジーズ

EndRun Sonoma D12 CDMA NTPサーバ よくある質問と回答集
Q
Sonoma CDMA と GPS に共通する質問と回答集は?
A
Q

Au の CDMA1X WINのサービスが2022年3月いっぱいで停止すると聞きました。 CDMA1Xを時刻源とするSonoma D12 CDMA と NTP クライエントの CDMA1X 停波後の挙動はどうなりますか?

A

KDDI Au CDMA1X サービスの停波後に次のことが起こると考えられます.

  1. CDMA1X WINのサービスが停波すると,Sonoma D12 CDMA は同期すべき時刻源を失います.
  2. 時刻源を失った Sonoma D12 CDMA はホールドオーバーモードに入ります.
  3. ホールドオーバーモードでは,内蔵する基準発振器が維持する時刻を元に動作を続けます.
  4. 基準発振器が維持する時刻の見込み精度は TFOM (Time Figure of Merit) で表現され、その指数が小さいほど精度が高く、9 になると Stratum 1 に求められる時刻精度が維持できていないことを意味します.
  5. TFOM が 9 に達するまで,Sonoma D12 CDMA は NTP による時刻配信を続けます.
  6. 基準発振器の種類とその安定度により Stratum 1 を維持できる期間が異なります.たとえば、TCXO を搭載する Sonoma D12 CDMA は24時間までは Stratum 1 を維持できます。
  7. TFOM が 9 に達すると, Sonoma D12 CDMA は NTP クライエントからの時刻問い合わせに対して,LI=3 を返し始めます.
  8. 時刻問い合わせの応答として Sonoma D12 CDMA から LI = 3 を受け取った NTP クライエントは Sonoma D12 CDMA に時刻同期しなくなります.

残念ながら Sonoma D12 CDMA のような高い精度と高い信頼性を備えた時刻同期を続けるためには、CDMA の停波の前に Sonoma D12 GPS など GPS 同期のタイムサーバーに置き換える必要があります.GPS 同期のタイムサーバーは GPS アンテナを屋上に設置する工事が必要になります.

Q
Au の CDMA のサービス停止が予定されています。 停波後に Stratum 2 タイムサーバーとして使えますか?
A このプロダクトノートにある手順で Stratum 2 タイムサーバーの設定を行っておくと,2022年4月1日以降 CDMA 停波後にホールドオーバー時間が過ぎると,TFOM 9 になる代わりに Stratum 2 タイムサーバーとして運用し始めます.
プロダクトノート Stratum 2 の設定
Q
この Sonoma CDMA は2012年7月22日のCDMA携帯の周波数変更に対応していますか?
Aすべての Sonoma CDMA は新800MHz帯に対応しています.
Q
Sonoma CDMAの動作の流れが知りたいのですが?
A
Q
Sonoma CDMAの起動直後の動作は?
A
  1. 約10秒間, ALARM LEDが点灯します.
  2. SYNC LED が連続点灯します.
  3. CDMA信号(800MHz帯 PILOT/SYNCチャンネル)を見つけると,SYNC LEDがゆっくり点滅し始めます(0.4Hz).
  4. PILOTチャンネルに同期するとPNOが表示され,タイミングデータ(SYNCチャンネル)のデコードが始まり, SYNC LEDは早く点滅します(6Hz).
  5. SYNCチャンネルから時刻情報を得て,GPSに同期すると,SYNC LEDは1秒ごとに短く点灯します.この時点からLOCKEDとなり, Stratum 1 の正確な時刻の配信が始まります.
新しい設置場所においても通常数分で同期しますが,最悪同期に20分程度かかることがあります.上記の5.の状態に20分以内に到達しない場合は,アンテナの設置場所を変えてみてください.
Q
Sonoma CDMA のアンテナはどこに設置すればよいですか?
A

800MHz帯の KDDI au 携帯基地局からの電波を受信できるところならどこにでも設置できます.800MHz帯専用のKDDI au携帯電話が圏外にならないことが一つの判断基準になります(最近の端末は2GHz帯も併用していますし,他の方式も併用していますので,携帯が使えるからSonoma CDMAが使えるとはいえません).信号強度はデコーディングさえできれば時刻の精度に影響を与えません.アンテナはサーバーラックの上においてもかまいません. Sonoma CDMAはもっとも安定して受信できる基地局からの信号に自動的に同期します.受信状態は AGCの数値から推察できます.数字が小さいほうが信号強度が強いことを意味します.SNRの数値は外因による変動を考慮して4以上であることが理想的ですが,2.5以上あれば実用に問題ありません.SNRが2から3であったり,Aquire-Lockingを繰り返すなど受信状態が悪い場合は,アンテナ延長ケーブルを使いアンテナの設置場所を変えるか,プリアンプを挿入して改善する事ができることがあります
KDDI au 携帯電話のサービスエリアについては,KDDI au サービスエリアのページを参照ください.SonomaはCDMAの信号を使います.LTEは使いません.

例: AGC = 127 SNR = 6.0

# cdmastat
LOCKED TFOM = 6 2013 360 04:10:30 16 16 2 JC_PRI_A 212 127 31665 494059  6.0 0.002 0000 0000
Q
Sonoma CDMA が同期している携帯基地局がダウンしたらどうなるのですか?
A
これまで同期していた携帯基地局からの信号がなくなると,自動的に他の基地局からの信号を探して同期します.まったく信号が受信できない場合は,内蔵する高安定度発振器を基準にした時刻の配信を続け,いずれかの基地局が復旧するのを待ちます.正確な時刻を保持できる期間(ホールドオーバー期間)は発振器の長期安定度で決まります.Sonomaには24時間のホールドオーバー機能が標準装備されており,オプションの高安定度発振器を装備すれば,最長140日間まで延長することもできます.
Q
Sonoma CDMA がどの基地局に同期しているかを知る方法はありますか?
A
どの基地局のどの送信機からの信号を受信しているかは基地局の配置やPNO(PN Code Offset)が公開されていないため分りません.しかし,cdmastat コマンドが表示するPNO から,いつも同じ送信機からの信号を受信しているのかどうかを知ることができます.PNOはログファイルにも記録されています.通常一つの基地局には複数の送信機とアンテナがあり,それぞれ別のオフセット(PNO)の信号を送信しています.

例: PNO = 212
# cdmastat
LOCKED TFOM = 6 2013 360 04:10:30 16 16 2 JC_PRI_A 212 127 31665 494059  6.0 0.002 0000 0000
Q
Sonoma CDMA の cntptimemode は何に設定すればよいのですか?
A
LOCAL_AUTO に設定すると自動的に日本のタイムゾーンオフセット(UTC+9時間)がセットされます.初期値ではUTCになっています.これは前面パネルからの操作でも変更できます.
Q
Sonoma CDMA を移動する車両のなかで使うことはできますか?
A
条件付きでお使いになれます.
ただし,携帯電話と違い移動しながら基地局との同期を保ち続けることはできません.しかし,ホールドオーバー機能により,基地局との同期が途絶えている間もStratum1(予想誤差 10ms以下)の時刻を24時間以上保ち続けることができますから,一日に何度か基地局と同期することができれば常にStaratum1の時刻を配信できます.
Q
Sonoma CDMA を使うのに携帯電話の契約はいらないのですか?
A
Sonoma CDMA はCDMA携帯電話基地局が常に送信するSYNCチャンネルから時刻情報を得ています.Sonoma CDMA は受信するだけで,送信することはありませんから,携帯電話会社との契約は必要ありません.
Q
Sonoma CDMA のタイミング精度(時刻精度)はどれくらいですか?
A
GPSに準じて正確です.CDMA携帯電話のシステムが機能するためには,基地局が送信するタイミング信号はUTCに対して10us以内の精度を保たねばならず,通常1us以内の精度となっています.極めてまれなことですが,携帯基地局がGPS衛星からの信号を受け取ることができなくなると精度が悪化します.そのような状態においても,携帯基地局は,24時間の間,UTCに対して10us以内の精度を保つことが求められています.よって,CDMA携帯基地局は非常に正確なGPS時刻の再送信局といえます.Sonoma CDMAはその基地局に同期します.これはCDMA方式にのみ備わったもので,WCDMAやLTEなど他の方式の携帯電話では時刻信号は送信されません.

Sonoma CDMAは携帯基地局に対して1から10usの範囲で同期しています.この誤差は携帯基地局からの距離による伝播遅延により生じます.伝播遅延は300mで1us,1kmあたり3usほどです.都市部では基地局への距離が近くなりますので,UTCに対して2usほどのマイクロ秒単位の精度がえられ,変動することはほとんどありません.

郊外や田舎では基地局の間隔が広がるために,基地局との距離も遠くなることがあり,結果として遅延も大きくなります.基地局まで10kmもあるような極端な例では,遅延も30usに達します.しかし,Stratum1 タイムサーバに要求される時刻精度に対しては十分無視できる誤差でしかありません.
Q
Sonoma CDMA はCDMA基地局からどのような情報を受信するのですか?
A
基地局からのSYNCチャンネルに含まれるGPS時刻 SYS-TIME, うるう秒オフセット LP-SEC (1980年1月6日 0:00:00 UTC から挿入されたうるう秒の総和), 現地時間のオフセット LTM-OFF,サマータイムの情報を受信して利用します.うるう秒をUSERモードにセットすると “うるう秒オフセット LP-SEC” は使わずに,手入力された “うるう秒オフセット” 値を使います.うるう秒は必ず USERモードにセットして手入力でお使いください. Sonoma CDMA-Jの表示する時刻は次のものです.
UTC = SYS-TIME + LP-SEC(または手入力したうるう秒オフセット値)
JST = SYS-TIME + LP-SEC(または手入力したうるう秒オフセット値) + LTM-OFF

例:モード = USER, 現在のうるう秒 = 16, 将来のうるう秒 = 16
# cdmaleapmode
CDMA Leap Second Mode is USER:  Current LS = 16, Future LS = 16
Q
タイムサーバーの時刻精度を知る方法は?
A
TFOMをチェックします.基地局に同期していれば 6 を,同期できない時間が経過するほど数字は大きくなり,9になるとstratum1を維持できなくなります.なおTFOMの数値はひとつ変化するごとに精度が10倍変化することを意味します.よって7から8に劣化するのにかかる時間も,6から7に変化するのにかかる時間の10倍になります.SNMPではcntpTimeFigureOfMerit (TFOM)をチェックします.TFOMが変化するとトラップ cntpTrapTimeFigureOfMeritChange を送信します. 詳しくはMIBを参照ください.

例: TFOM = 6
# cdmastat
LOCKED TFOM = 6 2013 360 04:10:30 16 16 2 JC_PRI_A 212 127 31665 494059  6.0 0.002 0000 0000
Q
cdmastatやpraecis0.logやSNMPでCDMA基地局との同期状態を知る方法は?
A
ログ項目SNMPオブジェクト内容
StatecdmaSigProcStateLKD であれば基地局に同期
AGCcdmaAGC小さいほど信号は強い 通常150〜200程度
CNR/SNRcdmaCarrierToNoiseRatio2.5以上なら可,4以上が望ましい
PNOcdmaPNO基地局のPN Code Offset 通常長期間一定
CHcdmaChannel基地局のチャンネル 通常 JC_PRI_A

詳しくはマニュアルとMIBを参照ください.Sonoma D12 CDMA snmpwalkの例
Q
SNMP Trap を送ることはできますか?
A
次の4つのトラップが定義されています.詳しくはマニュアルとMIBを参照ください.
SNMP Trap内容現在値
cntpTrapLeapIndBitsChangeLeap Indicator Bit の変化cntpLeapIndBits
cntpTrapStratumChange
Stratum の変化cntpStratum
cdmaTrapFaultStatusChangeCDMA Fault ステータスの変化cdmaFaultStatus
cdmaTrapFault2StatusChangeCDMA Fault ステータスの変化cdmaFault2Status
cdmaTrapTimeFigureOfMeritChangeTFOMの変化cdmaTimeFigureOfMerit
QIRIGやシリアルタイムコードで配信する時刻はなにですか?
ATime Modeの設定でUTC, GPS, Local Time から選択できます.GPS時刻はGPSの時刻です.UTCはGPS時刻にうるう秒オフセットを加えたものです.Local TimeはUTCに時差とサマータイムを加えたものです.
QUTC に代えてGPS時刻をNTPで配信することはできませんか?
ALeap SecondをManual設定として,CurrentとFutureのLeap Seconds Offsetを0,0にするとGPS時刻を配信します.NTPだけでなく,IRIGやシリアルタイムコードにも反映されます.ただし,NTPはUTCの配信を規定しており,プロトコルに反することになりますので注意が必要です.
Q うるう秒があると聞いたのですが?
A
Q GPSが太陽フレアの影響を受けると聞いたのですが?
A

CDMAタイミングがソラーフレアとCME(Corona Mass Emmission)の影響を直接受けることはありません。CDMA通信網はGPSタイミングに依存しています。GPSの衛星はCMEの影響は見込み済みであり影響を受ける可能性は少なく、また複数の衛星で構成された冗長なシステムです。携帯基地局の持つGPS受信機はGPS信号が完全であることを常に確認しており、また高安定度を持つ発振器を内蔵していますから、CMEの電離層への影響があったとしても自局のタイミングが振られることはまずありえません。もっとも重要なことは、この影響はたとえ起きたとしてもマイクロ秒以下のとても小さなものだと言うことです。NTPのミリ秒単位の要求精度に対して無視できると言えます。NTP時刻に有意なほどの影響は現れません。まったく極端な影響としてGPS信号が一次的に途絶えることがあったとしても、携帯基地局のGPS受信機の持つOCXOによるホールドオーバー機能により十分な精度の時刻の配信が保たれます。さもないとCDMA網自体が機能しなくなるためです。






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