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IEEE1588(the Precision Time Protocol 簡稱為 PTP )全稱是“網(wǎng)絡(luò)測量和控制系統(tǒng)的精密時(shí)鐘同步協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)”，是針對(duì)基于工業(yè)以太網(wǎng)的測控系統(tǒng)的時(shí)間同步協(xié)議。IEEE1588 協(xié)議是通用的提升網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)定時(shí)同步能力的規(guī)范，在起草過程中主要參考以太網(wǎng)來編制，使分布式通信網(wǎng)絡(luò)能夠具有嚴(yán)格的定時(shí)同步，并且應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)。IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)有 version1 和 version2 兩個(gè)版本。
時(shí)鐘同步簡單介紹
PTP時(shí)鐘同步包括頻率同步和時(shí)間同步兩個(gè)過程。頻率同步簡單來講就是調(diào)整主從時(shí)鐘時(shí)間的快與慢，只要維持他們之間的頻率相同不管他們之間的時(shí)間相位，只要調(diào)整本地時(shí)鐘信號(hào)與時(shí)鐘源頻率相同，信號(hào)在相同瞬間以同一速率出現(xiàn)，而時(shí)間同步就是讓主從時(shí)鐘有同樣的時(shí)間基準(zhǔn)，同樣的時(shí)刻。時(shí)間同步也就是主從時(shí)鐘之間不僅頻率同步，相位也要同步。
在很多應(yīng)用中需要全網(wǎng)同步進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，像橋梁狀態(tài)監(jiān)測，大壩監(jiān)測，飛機(jī)的靜力實(shí)驗(yàn)，飛機(jī)的動(dòng)態(tài)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，因?yàn)椴杉c(diǎn)數(shù)非常多，規(guī)模在幾千點(diǎn)甚至上萬點(diǎn)的規(guī)模，采集速度從幾十赫茲到幾百赫茲不等，這些應(yīng)用通過大規(guī)模的時(shí)鐘板卡系統(tǒng)統(tǒng)一高精度時(shí)鐘。
PTP時(shí)鐘處理模式
PTP時(shí)鐘同步模式可以分為：two-step(也叫兩步法或雙歩模式)和one-step(一步法或單歩模式)，這兩種模式都需要軟件協(xié)議處理和硬件芯片支持。
one-step和two-step報(bào)文標(biāo)記對(duì)比如圖：
當(dāng)選擇two-step時(shí)，標(biāo)記發(fā)送報(bào)文時(shí)間戳由兩步報(bào)文來完成，比如主時(shí)鐘發(fā)送Sync同步報(bào)文產(chǎn)生的時(shí)間戳t1，發(fā)送的時(shí)候硬件芯片標(biāo)記好并存好放到軟件fifo列表中，等建立followUp報(bào)文發(fā)送的時(shí)候會(huì)過來把時(shí)間戳t1取走，放到自己的報(bào)文時(shí)間戳字段里發(fā)送給從時(shí)鐘同步。
當(dāng)選擇one-step模式時(shí)，主時(shí)鐘在發(fā)送需要標(biāo)記的報(bào)文時(shí)直接發(fā)送出去。如主時(shí)鐘發(fā)送Sync報(bào)文時(shí)硬件芯片標(biāo)記好t1并放到Sync報(bào)文時(shí)間戳字段直接發(fā)送出去，不需要followUp過來幫它發(fā)送。One-step這種快速處理就需要硬件支持，并且處理損失的時(shí)間可以忽略。
PTP的主要應(yīng)用
PTP在鐵路/公路/橋梁狀態(tài)監(jiān)控中的應(yīng)用
橋梁狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)質(zhì)是一個(gè)同步數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)。比如橋梁兩端同時(shí)測量應(yīng)力計(jì)算時(shí)， 兩端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時(shí)鐘就必須高精度同步。鐵路線路無損檢測系統(tǒng)，信號(hào)系統(tǒng)更加需要高精度同步。
PTP在計(jì)費(fèi)方面的應(yīng)用
目前計(jì)費(fèi)業(yè)務(wù)自動(dòng)化使用十分普遍，比如電話計(jì)費(fèi)、寬/窄帶上網(wǎng)計(jì)費(fèi)、智能網(wǎng)業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)，電網(wǎng)計(jì)費(fèi)等這些業(yè)務(wù)平臺(tái)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)都是需要精準(zhǔn)穩(wěn)定的時(shí)鐘同步，支持IEEE1588(PTP)交換機(jī)就很適合在這些應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中大量部署了。
PTP在信令系統(tǒng)中的應(yīng)用
通信網(wǎng)中任意兩個(gè)通信終端之間的通信都離不開信令，信令必須正確執(zhí)行終端用戶之間才能正常通信。IEEE1588(PTP)就很適合滿足這樣的應(yīng)用需求。
PTP在無線基站中的應(yīng)用
無線技術(shù)不同制式對(duì)時(shí)鐘的承載有不同的需求。所以看到無線基站要提供精確定位業(yè)務(wù)就必須保證基站間設(shè)備保持亞微米級(jí)的高精度同步。
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