IEEE 1588 Layer 2

A team of researchers at the Institute of Embedded Systems recently works in close cooperation with the Vienna company Oregano Systems GmbH. At the international conference ISPCS (IEEE International Symposium on Precision Clock Synchronization for Measurement, Control and Communication) in September 2008 at the University of Michigan, USA, the world's first fully integrated solution to synchronize clocks according to IEEE1588 over Ethernet Layer 2 was presented.

The team of the Department of Embedded Systems and Oregano Systems successfully participated 2008 at the "IEEE 1588 plug-fest" which is an opportunity to test and demonstrate device and system interoperability and to resolve compatibility issues. Implementers and many well known international providers of network infrastructure were invited and encouraged to cooperate with others to demonstrate system-wide clock synchronization and operation of protocols across as wide a spectrum of devices as possible. The small footprint and integration of the solution into a single chip attracted considerable interest. Who knows?

ε-WiFi

Embedded Position Determination and Security in Wireless Fidelity Networks

Ein Forschungsprojekt in Kooperation mit der Forschungsstelle für Integrierte Sensorsysteme der Österreichischen Akademie der Wissenschaften.

Das Ziel des Projekts ε-WiFi ist eine hochgenaue Postionsbestimmung von Knoten in einem drahtlosen Netzwerken, wie IEEE 802.3b. Dadurch kann sowohl die Security als auch die Safety (funktionelle Sicherheit) erhöht werden. Ein typischer Anwendungsfall für solche Dienste sind postionsabhängige Zugriffsrechte für Büroanwendungen oder drahtlose Industrieapplikationen. Bei letzteren besteht üblicherweise die Forderung, dass Maschinen nur von einem örtlich begrenzten Bereich aus bedient werden können. Beispielsweise darf ein Kran niemals bedient werden, wenn die Last außerhalb des Sichtbereiches des Bedieners liegt.

Die Projektvision ist es eine genaue Postionsbestimmung für die Regelung von Zugriffsrechten sowie zur Sicherstellung von funktionaler Sicherheit einem solchen Netzwerk zu schaffen. Die ε-WiFi Sicherheits-Architektur soll im Endausbau Dienste wie eingeschränkten bzw. vollen Netzwerkzugriff abhängig von der Position mit Hilfe von VLANs oder Internet-verbindgungsfreischaltung bieten.

Die angestrebte Lösung sieht Access-Points an vorher festgelegten und genau bestimmten Positionen vor. Damit kann die genaue dreidimensionale Positionsbestimmung durch eine Signalauswertung bei den Access Points durchgeführt werden. Für diesen Zweck wir eine hochgenaue Uhrensynchronisation zur Delay-Messung der Signale benötigt, welche durch Hardware-Timestamping erreicht werden kann. Obwohl die prinzipielle Technologie auf den Konzepten der Uhrensynchronisation in Ethernet-Netzwerken basiert, müssen für das Projekte signifikante Änderungen in den Algorithmen erforscht, neu entwickelt und ausgearbeitet werden. Ein Beispiel dafür ist die im drahtlosen Netzwerk unumgängliche Mehrwegeausbreitung, oder das Auftreten von Echos, welche im drahtgebunden Fall ja durch die Einführung von definierten Kommunikationskanälen leichter beherrschbar ist.

Weitere technische Herausforderungen sind die hochgenaue Uhrensynchronisation, die für die geforderte Auflösung der Position deutlich unter 50 ns liegen muss.

Die in dem Projekt ε-WiFi geschaffene Technologie wird nicht nur eine Plattform für hochgenaue Uhrensynchronisation in drahtlosen Netzwerken bieten, es können vielmehr zusätzliche Services für solche Netzwerke integriert werden, die einen Mehrwert darstellen. Der besondere Vorteil liegt dabei bei vergleichsweise relativ geringem Aufwand und Kosten.