PTP超精準時鐘同步方式

一、PTP同步過程

       PTP協議的同步過程分為偏移測量和延遲測量兩個階段。同步開始時，同步域的所有時鐘運行一次***主時鐘算法（BMC）確定自己的狀態，從而確定域中的主時鐘。隨后，周期得進行主從時鐘間的偏移測量和延遲測量，校正時差，實現主從時鐘同步。

      偏移測量階段用來修正主時鐘和從時鐘之間的時差。在此過程中，主時鐘按照預設的時間間隔（缺省是2s）周期性地以廣播的形式向從時鐘發出同步報文。延遲測量階段用來測量網絡傳輸帶來的的延遲時間Delay，并帶入式（1）中，在下一次偏移測量階段進行修正。

      1、延遲請求響應方法：延遲請求響應方法協議過程如圖 2 所示 ,該主要用于測量主鐘和從鐘之間的時間偏移以及鏈路延遲。具體如下 :

延遲請求響應

      2、主鐘給從鐘發 送Sync 消息并標注發送時間 t1 ;

      3、從鐘收到 Sync 消息后標注接收時間t2 。

      4、主鐘通過下面 2 種方法把 t1通知給從鐘 :在 Sync 消息中嵌入時間標簽 ;在 Sync后發送一個 Follow Up 消息 ,在該消息中攜帶 t1 ;

      5、鐘發送 Delay Req 消息給主鐘 ,并且標注發送時間 t3 ;

      6、鐘收到 Delay Req 消息后標注接收時間 t4 ;

      7、鐘通過 Delay Resp 消息把 t4 告訴從鐘。

      8、假設主鐘和從鐘之間 2 個方向的傳輸延遲相等,同時在一個很短的時間同步過程中 ,從鐘相對于主鐘新產生的時間偏移忽略不計。設從鐘相對于主鐘的時間偏移為 offset ,即主鐘在 t1 時刻時,從鐘的時間應為 t1 + offset , 另設傳輸延時為delay 。

      9、從鐘根據 t1 、 t2 、 t3 、 t4 計算時間偏移 (offset) 以及傳輸延時 ( delay) ,即t2 -t1 = offset + delay ,t4 - t3 = delay - offset ,delay = ( t4 - t3 + t2 - t1) / 2,offset = ( t2 - t1 - t4 + t3) / 2。根據 offset 從鐘可以調整自己的時鐘。

二、延遲測量方法

延遲測量方法

      1、對等延遲方法用于測量相鄰 2 個 PTP 端口之間的鏈路延時 , 使用Pdelay Req、PdelayResp和 Pdelay Resp FollowUp 等消息實現 ,工作原理如圖 3 所示。

      2、實現對等延遲方法的 2 個 PTP 端口沒有主從之分 , 任何一個端口都可以發起請求 , 其中一個端口為請求方 ,另一個端口為響應方 ,請求方根據4 個時間標簽計算出節點 A 到節點 B 之間的平均鏈路延遲。協議過程如下 :

      3、節點 A 在 t1 時刻發送 Pdelay Req ,且記下時間標簽 t1 ;

      4、節點 B 在收到 Pdelay Req 后產生時間標簽t2 , 同 時 在 t3 時 刻 發 送Pdelay Resp 消 息 , 在Pdelay Resp 消息 中 , 把 t3 - t2 的 值 放 在CorrectionField 字段中 ;

      5、節點 A 收到 Pdelay Resp 后記下 t4 ;

      6、節點 A 根據 t1 、t4 、t3 - t2 可以計算出節點A 、B 之間平均鏈路延時 ,即[ ( t4 - t1) - ( t3 - t2) ]/ 2。對等延遲方法是為了精確測量鏈路延遲 ,便于用延遲請求響應方法實現同步時 ,把鏈路延遲信息加到相應的消息中 ,實現延遲的校正。

三、泰福特PTP一些操作

      1、選擇console（波特率為115200）或telnet方式與PTP服務器連接，登錄名root，密碼root。

      2、ip地址修改

A:/root> ipconfig -a 192.168.0.112 -c (-c是自動保存)

      3、子網掩碼修改

A:/root> ipconfig -m 255.255.255.0 -c(-c是自動保存)

      4、網關修改

A:/root> ipconfig -g 192.168.0.1-c (-c是自動保存)

      5、 查看網絡

A:/root> ipconfig

      6、A:/root>ptp2start <mode>

mode =0--4;default 1

  0 – non-GPS mode.Only PTP is the time source.

  1 – GPS-only mode(default)

  2 – GPS is theprimary time source, PTP is the secondary

  3 – PTP is theprimary time source, GPS is the secondary

一般主時鐘設置為1，從時鐘設置為0.PTP會使用算法自動配置。

四、PTP如何使用

PTP配置方法

       PTP設備主時鐘源要安裝天線，配置IP后接入到網內。從設備要具有PTP模塊。

五、PTP授時精度的測量

PTP授時精度的測量

       一般將同步后的主從設備的1pps接入到數字計數器中測量。