京准科技：PTP网络时钟服务器过5跳交换数据测试-电子发烧友网

京准科技：PTP网络时钟服务器过5跳交换数据测试

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一、IEEE1588PTPv2授时技术简介

IEEE1588协议的全称是“网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准”，是通用的提升网络系统定时同步能力的规范，是一个允许通信网络中的多个节点通过时钟报文的传播，从而达到与连在同一个网络中的主时钟参考达到精确同步的协议，其特点为：一个与介质无关的协议，可实现有线，无线，以太网， IP网，光网络的节点时钟同步。

IEEE1588的基本构思是通过硬件和软件将网络设备（客户机）的内时钟与一个主时钟实现精确时间同步，目标同步误差为微妙（μs）级别的运用，与 NTP协议的 1000μs精度相比，整个网络的定时同步指标有显著的改善。

IEEE1588协议目前已发展到 v2版本。1588v2对 v1进行了完善，进一步提高了同步的精度；引入透明时钟 TC模式，包括 E2E透明时钟和 P2P透明时钟，计算中间网络设备引入的驻留时间，从而实现主从间精确时间同步，并新增端口间延时测量机制等，通过非对称校正减少了大型网络拓扑中的积聚错误。

在良好的网络环境下，IEEE1588v2能达到 100纳秒(ns)的时钟同步精度。

IEEE1588v2的高精度使得它被越来越多地用作普通时钟通过网络远程实现对高精度时钟的频率和相位锁定的协议。

相对于现有的授时技术（如原子钟， GPS, 北斗或 IRIG）,IEEE1588v2授时系统的优点是：

o 不受地形限制：

1588v2时钟同步网络中只要保障时间源 (主时钟) 的设置不受地形影响，各从时钟通过网络锁定主时钟，不受其所处的地形/位置或者卫星可见度的影响。

o 成本低：

只需要一个高精度的主时钟，以及连接在各个设备/终端的低成本从时钟，即可实现对整个网络的精确时钟同步。

o 覆盖面广：

整个IEEE1588v2精确时钟分布网络的覆盖面可以随着其承载网络的扩展而扩展。通过一个 2层或 3层网络，一个主时钟理论上可以同步上千个从时钟。

o 综合成本低：

可重用现有的广域（IP）或局域网络 (Ethernet)作为承载, 大大降低了网络建设成本，并缩短了系统实施周期。

二、IEEE1588PTPv2的工作原理

图一中展示了一个从时钟基于 IEEE1588v2通过网络锁定高精度主时钟的原理:这个时钟同步网络包括一个支持 IEEE1588v2协议的高精度主时钟，一个或多个精度较低的从时钟，以及连接这两个时钟以太网或 IP网络。主时钟与从时钟按1588v2 规定的流程进行频繁的消息交换.为了让从时钟测量出相对主时钟的时间漂移，主从时间之间信息交互的流程如下：

1) 主时钟发送一个 Sync 消息到从时钟并通过一个高精度的时间戳记录下

了这个消息的发送时刻 t1。

2) 从时钟收到Sync消息之后纪录下接收时间戳 t2.

3) 主时钟接着将时间戳 t1放在一个Follow_Up消息中并传给从时钟。

4) 从时钟接受Follow_Up 消息

5) 从时钟发送一个 Delay_Req 消息到主时钟，并利用一个高精度时间戳记录

下发送时间 t3

6) 主时钟接收 Delay_Req 消息并记下接收时间 t4.

7) 主时钟将时间戳t4 放在一个 Delay_Resp 消息中传给从时钟。

主时钟为每一个从时钟的消息交互分别一个会话。以上消息交互过程在主从时钟

之间进行周期性的重复，帮助从时钟维护对主时钟的时间同步并不断的尝试提高精度。