Hochgenaue Uhrensynchronisation in Netzwerken

Ein modernes Navigationssystem, das Verkehrsinformationen nicht nur empfangen, sondern verkehrsrelevante Daten auch selbst liefern kann, ist Teil eines komplexen, verteilten Systems. Dieses setzt sich unter anderem aus einer Vielzahl von Sensorsystemen zusammen, die in der Regel über eine eigene Hardware zur Vorverarbeitung von Sensordaten und für den Versand der daraus abgeleiteten verkehrsrelevanten Daten verfügen. Datennetze, über die die Sensordaten und Verkehrsinformationen verschickt werden, stellen eine weitere Systemkomponente dar, ebenso wie ein nachgelagertes System, das alle vorliegenden Informationen zusammenführt. Sie erzeugen ein sogenanntes Verkehrslagebild und beliefern letztlich die Navigationssysteme mit Verkehrsinformationen.

Ein solches System, das selbst aus weiteren Systemen besteht, bezeichnet man auch als System of Systems (SoS). Selbstverständlich kann es nur dann korrekt arbeiten, wenn die aus Sensoren gewonnenen Metadaten zu einem Fahrzeug, wie Geschwindigkeit und Position, jeweils auch korrekte Zeitstempel besitzen. Dies wird klar, wenn man zum Beispiel die zwei Fahrzeuge in Abbildung 1 betrachtet und sich vor Augen führt, was passieren würde, wenn deren Sensoren auf dem gleichen kurzen Streckenabschnitt deutlich verschiedene Geschwindigkeiten zum vermeintlich gleichen Zeitpunkt ermittelt haben. Welcher Fahrzeugsensorwert sollte dann zur Charakterisierung des Verkehrsflusses auf diesem Streckenabschnitt he­rangezogen werden? Um potenzielle Probleme zu vermeiden, müssen alle beteiligten Systeme also über die korrekte globale Uhrzeit verfügen.