IEEE1588精密時(shí)鐘同步協(xié)議測(cè)試技術(shù)

圖2 PTP報(bào)文與交換順序

　　由于同步報(bào)文包含的是預(yù)計(jì)的發(fā)出時(shí)間而不是真實(shí)的發(fā)出時(shí)間，所以Sync報(bào)文的真實(shí)發(fā)出時(shí)間被測(cè)量后在隨后的Follow_Up報(bào)文中發(fā)出。Sync報(bào)文的接收方記錄下真實(shí)的接收時(shí)間。使用Follow_Up報(bào)文中的真實(shí)發(fā)出時(shí)間和接收方的真實(shí)接收時(shí)間，可以計(jì)算出從屬時(shí)鐘與主時(shí)鐘之間的時(shí)差，并據(jù)此更正從屬時(shí)鐘的時(shí)間。但是此時(shí)計(jì)算出的時(shí)差包含了網(wǎng)絡(luò)傳輸造成的延時(shí)，所以使用Delay_Req報(bào)文來定義網(wǎng)絡(luò)的傳輸延時(shí)。

　　Delay_Req報(bào)文在Sync報(bào)文收到后由從屬時(shí)鐘發(fā)出。與Sync報(bào)文一樣，發(fā)送方記錄準(zhǔn)確的發(fā)送時(shí)間，接收方記錄準(zhǔn)確的接收時(shí)間。準(zhǔn)確的接收時(shí)間包含在Delay_Resp報(bào)文中，從而計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)延時(shí)和時(shí)鐘誤差。同步的精確度與時(shí)間戳和時(shí)間信息緊密相關(guān)。純軟件的方案可以達(dá)到毫秒的精度，軟硬件結(jié)合的方案可以達(dá)到微秒的精度。

　　PTP協(xié)議基于同步數(shù)據(jù)包被傳播和接收時(shí)的最精確的匹配時(shí)間，每個(gè)從時(shí)鐘通過與主時(shí)鐘交換同步報(bào)文而與主時(shí)鐘達(dá)到同步。這個(gè)同步過程分為漂移測(cè)量階段和偏移測(cè)量與延遲測(cè)量階段。

　　第一階段修正主時(shí)鐘與從時(shí)鐘之間的時(shí)間偏差，稱為漂移測(cè)量。如圖3所示，在修正漂移量的過程中，主時(shí)鐘按照定義的間隔時(shí)間（缺省是2s）周期性地向相應(yīng)的從時(shí)鐘發(fā)出惟一的同步報(bào)文。這個(gè)同步報(bào)文包括該報(bào)文離開主時(shí)鐘的時(shí)間估計(jì)值。主時(shí)鐘測(cè)量傳遞的準(zhǔn)確時(shí)間T0K，從時(shí)鐘測(cè)量接收的準(zhǔn)確時(shí)間T1K。之后主時(shí)鐘發(fā)出第二條報(bào)文——跟隨報(bào)文（Follow_upMessage），此報(bào)文與同步報(bào)文相關(guān)聯(lián)，且包含同步報(bào)文放到PTP通信路徑上的更為精確的估計(jì)值。這樣，對(duì)傳遞和接收的測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間戳的傳播可以分離開來。從時(shí)鐘根據(jù)同步報(bào)文和跟隨報(bào)文中的信息來計(jì)算偏移量，然后按照這個(gè)偏移量來修正從時(shí)鐘的時(shí)間，如果在傳輸路徑中沒有延遲，那么兩個(gè)時(shí)鐘就會(huì)同步。

　圖3PTP時(shí)鐘漂移測(cè)量計(jì)算