IEEE1588 精密时钟同步协议测试技术
1 引言
以太网技术由于其开放性好、价格低廉和使用方便等特点，已经广泛应 用于电信级别的网络中，以太网的数据传输速度也从早期的 10M 提高到 100M，GE，10GE。40GE，100GE 正式产品也将于 2009 年推出。 以太网技术是“即插即用”的，也就是将以太网终端接到 IP 网络上就可以 随时使用其提供的业务。但是，只有“同步的”的 IP 网络才是一个真正的电信级 网络，才能够为 IP 网络传送各种实时业务与数据业务的多重播放业务提供保障。 目前，电信级网络对时间同步要求十分严格，对于一个全国范围的 IP 网络来说， 骨干网络时延一般要求控制在 50ms 之内，现行的互联网网络时间协议
NTP（NetworkTimeProtocol），简单网络时间协议 SNTP（SimpleNetwork Time Protocol）等不能达到所要求的同步精度或收敛速度。基于以太网的时分复用通 道仿真技术（TDM over Ethernet）作为一种过渡技术，具有一定的以太网时钟 同步概念，可以部分解决现有终端设备用于以太网的无缝连接问题。IEEE 1588 标准则特别适合于以太网，可以在一个地域分散的 IP 网络中实现微秒级高精度 的时钟同步。本文重点介绍 IEEE 1588 技术及其测试实现。 2 IEEE1588PTP 介绍
IEEE1588PTP 协议借鉴了 NTP 技术，具有容易配置、快速收敛以及对 网络带宽和资源消耗少等特点。IEEE1588 标准的全称是“网络测量和控制系统 的精密时钟同步协议标准（IEEE1588Precision Clock Synchronization Protocol）”， 简称 PTP（Precision Timing Protocol），它的主要原理是通过一个同步信号周期 性的对网络中所有节点的时钟进行校正同步，可以使基于以太网的分布式系统 达到精确同步，IEEE 1588PTP 时钟同步技术也可以应用于任何组播网络中。
IEEE1588 将整个网络内的时钟分为两种，即普通时钟
（OrdinaryClock，OC）和边界时钟（BoundaryClock，BC），只有一个 PTP 通 信端口的时钟是普通时钟，有一个以上 PTP 通信端口的时钟是边界时钟，每个 PTP 端口提供独立的 PTP 通信。其中，边界时钟通常用在确定性较差的网络设 备（如交换机和路由器）上。从通信关系上又可把时钟分为主时钟和从时钟， 理论上任何时钟都能实现主时钟和从时钟的功能，但一个 PTP 通信子网内只能 有一个主时钟。整个系统中的最优时钟为最高级时钟 GMC（Grandmaster Clock），有着最好的稳定性、精确性、确定性等。根据各节点上时钟的精度和 级别以及 UTC（通用协调时间）的可追溯性等特性，由最佳主时钟算法（Best Master Clock）来自动选择各子网内的主时钟；在只有一个子网的系统中，主时 钟就是最高级时钟 GMC。每个系统只有一个 GMC，且每个子网内只有一个主 时钟，从时钟与主时钟保持同步。图 1 所示的是一个典型的主时钟、从时钟关 系示意。
图 1 主时钟、从时钟关系示意图
同步的基本原理包括时间发出和接收时间信息的记录，并且对每一条信 息增加一个“时间戳”。有了时间记录，接收端就可以计算出自己在网络中的时 钟误差和延时。为了管理这些信息，PTP 协议定义了 4 种多点传送的报文类型 和管理报文，包括同步报文（Sync），跟随报文（Follow_up），延迟请求报文 （Delay_Req），延迟应答报文（Delay_Resp）。这些报文的交互顺序如图 2 所示。 收到的信息回应是与时钟当前的状态有关的。同步报文是从主时钟周期性发出 的(一般为每两秒一次)，它包含了主时钟算法所需的时钟属性。总的来说同步 报文包含了一个时间戳，精确地描述了数据包发出的预计时间。tips:感谢大家 的阅读，本文由我司收集整编。仅供参阅！
IEEE1588精密时钟同步协议测试技术
