精确时间协议(PTP)-1588简介.docx

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1、精确时间协议(PTP)-1588简介#1588#精密时间协议(PTP)#网络同步时钟精确时间协议(PTP)是一种基于网络的时间同步协议,PTP协议旨在网络中实现纳秒甚至皮秒级同步。同步对于通信和计算机网络各节点都非常重要；而节点可具有自由运行，频率锁定，锁相和保持等状态，具体如下图所示：PTP协议特点PTP标准最初于2002年定义；该标准第二个和当前版本于2008年发布，称为“IEEE15882008”网络测量和控制系统精密时钟同步协议标准；PTP时间戳非常准确，因为它使用硬件时间戳而不是软件并且PTP设备只用于一个专门目的:保持设备同步；与NTP不同,PTP网络具有更清晰的时间分辨率；PTP

2、设备会为同步消息在每个设备中花费的时间量打上时间戳，以说明设备延迟；适用于主,从概念；从节点尝试遵循主节点的时序；它有两种:1步和2步(IStep&2step)。同步类型IEEE1588PTP在通信网络中可实现以下同步:频率同步：网络中的节点有48位比特,特别是32位比特的时间以相同的速率变化。你不必关心48/32位比特的值是什么。通信应用最初仅使用IEEE1588来分配频率。相位同步：网络中的节点不仅具有以相同速率变化的48/32位比特时间，而且至少具有同时发生的秒边界时间。也就是说当纳秒时间滚动并增加秒时间，所有节点同时这样做。这些节点可能不一定需要知道年、月、日和小时。时间同步：网络中的

3、节点不仅频率和相位同步，而且他们还提供年、月、日、小时和秒，甚至纳秒。IEEE1588PTP角色IEEE1588PTP用以下两个单元来分配时间：MaSter-MaSter节点角色将时间分配给SIavesoMaSter节点可以是GrandMaSter(GM),它从主要参考源(通常是GPS卫星信号)获取时间。S1ave-s1ave远离主设备并与其同步。IEEE1588PTP工作原理 IEEE1588主节点定期向从设备发送SYNC消息。当SYNC消息离开Master的物理接口时,它会捕获Master中的运行时间戳,显示为T1在此处所示的I-SteP模式中,主设备在消息完全退出接口之前将SYNC消息中

4、的44OriginTimeStamP”字段设置为T1。 SIaVe节点收到SYNC消息,其运行时间戳时钟捕获SYNC消息开始到达其物理端口的时间(T2)。o尽管S1aVe可以使用T2将其时间戳时钟设置为Master的时间戳,但由于有线网络的传播延迟,它会使S1ave的时钟处于不准确的状态。此外S1ave的时间戳时钟会运行得稍微快一些或开始阶段比MaSter慢。下一个从节点尝试将其时钟与主节点进行频率锁定。在这个阶段S1aVe只会接收SYNC消息,直到相信它的时间戳时钟正在以与MaSter相同的速率变化。o在频率锁定之后,从节点接下来将确定它和主节点之间的延迟是多少。GPSAn1enna 和西一

5、起孚见 SIaVe通过MaSter发送DE1AYREQUEST消息来计算延迟是多少。当消息开始从S1ave的物理接口传输时,S1ave的运行时间戳时钟用于捕获时间(T3),S1ave在等待回复时存储该时间。 MaSter收到DE1AYREQUEST并使用MaSter的运行时间戳时钟来捕获在其物理接口上开始接收消息时的时间(T4)。在检索到捕获的T4值后，MaSter将在此后不久发送 S1ave包含捕获T4值的DE1AYRESPONSEooS1aVe收至IJDE1AYRESPoNSE消息并提取其中的T4值。从机(S1aVe)可以计算反向延迟为(T4T3),然后它可以调整其时间戳时钟以解决线路延迟

6、,至少在开始阶段是这样。经过几次迭代以确保反向延迟测量稳定后；o从设备现在可以使用(T2T1)的捕获来测量前向延迟;最后IEEE1588不仅使用反向延迟,还使用稳定状态下的正向和反向路径延迟来解决线路延迟。此延迟称为平均路径延迟,计算为(T4-T3)+(T2-T1)20计算完成后从设备将重新调整其时钟以与现在考虑线路延迟的主设备对齐。PTP设备类型在IEEE1588系统中可找到几种类型时钟:主时钟(MC):主时钟为配置在下游侧的从时钟提供准确的时间戳。GrandMaster(GM):Grandmaster是位于根时序的主时钟,因此是时钟参考，将时间信息传输到其段的时钟。写入时间戳并响应来自其他

7、时钟的时间请求； 透明时钟(TC):透明时钟通过PTP消息,在更正字段中添加数据包在遍历设备时所花费的时间。 边界时钟(BC):边界时钟有多个网络连接,作为上游从属和下游为主。然后它桥接从一个段到另一个段的同步。 普通时钟(OC):它是一种具有单端口连接的时钟设备,可以根据其在网络中的位置扮演主或从的角色。PTP消息类型PTP消息有两种类型，即事件消息和一般消息。事件消息是时间的关键,而一般消息不是。T9Vt9J01T4B4TH8”IO4M7“gCJO174P144T2O17BO714847F三IWIiMM=IIHI二：二二二二三mmtini71moIMHS6ZMO1Ui172J7USB2MO

8、119nmj7is02M01UH.15motaZMO11U7ttS2xXmOt!B88B6CM00HAoe0cocoQUaiiCMMOjymm17177M1U12X01UtZMOimmnIMuimxnXT2Z7AJ5SCO1199OtOIUt2M01Um力tomxiue2M01mwoimvevFFmv4UfWa.ewmwinXMOiuMMvt9FFFaneKJOIT9VmomMMMOBCrInJmOu。17W4UI4J112M0XUMmvvFFFCOO0S):MMrg.FMa0KF12H0UrMMtFFGO参偃建殳fc12M01mMMot_FFFDOe0C1457noXXU?4M7M48PM9

9、345745227M1UeMmMF4MT.MHMWI1mPf1X OdxH管理:用于管理设备和时钟之间。PTP时钟类规范低等级意味着更好的主时钟,它的值可以是从。到255十进制 时钟类6:锁定主参考时钟 时钟类7:PRC已解锁但仍在规范中 时钟类13:锁定到应用程序特定的时间刻度 时钟类14:从应用程序特定时间解锁，但在规范中 时钟类52、187:主参考时钟，未锁定且不符合规范 时钟类52、193:特定于应用程序未锁定且不符合规范 时钟类248:默认，如果没有其他应用 时钟类255:仅从时钟PTP配置文件IEEE1588标准以配置文件的形式提供配置选项的自定义规范。这允许其他标准组织使用IEE

10、E1588作为更具体时钟同步标准的一般基础。在下面的每个配置文件部分中列出了几个配置选项。默认配置文件 De1ayRequest-Responseprofi1e(对应端到端时延测量)domain0,Announceinterva11(范围0-4)，Syncinterva10(-1to1)，De1ay_Reqinterva10(0-5)，Announcetimeout3(2-10),Priority1128,Priority2128.path延迟测量机制：默认为延迟请求响应(e2e)o对等延迟也是允许的。仅限于每个通信路径的单一机制。 Peer-to-Peerprofi1e(对应Peer-to-

11、peerde1ay测量)同上，只是路径延迟测量机制默认为Peerde1ay(带de1ay允许请求响应)。此外，Pde1ayeReq间隔为O(O-5)。电源配置文件(IEEEPC37.238)用于可能广泛分离的变电站内部和之间。 传输:层2,多播 域：通告间隔0,同步间隔0,PdeIay_Req间隔0,通告超时3对于首选的主时钟为2）,优先级1128,优先级2128（仅从时钟为255）。 路径延迟测量机制:仅对等延迟（p2p） 推荐one-step电信规范（ITUG.8265.1） 传输:层3,单播 域:4,宣布超时2 路径延迟测量机制:延迟请求-响应（e2e）gPTP默认（IEEE802.1AS）这不是1588配置文件,但基于IEEE1588的802.IAS与1588配置文件相当。 传输:层2,多播（W1AN中的单播） Pde!ay_Req间隔0 路径延迟测量机制：仅对等延迟（p2p） two-step