IEEE1588精密時鐘同步協(xié)議測試技術(shù)

圖2 PTP報文與交換順序

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

　　Delay_Req報文在Sync報文收到后由從屬時鐘發(fā)出。與Sync報文一樣，發(fā)送方記錄準(zhǔn)確的發(fā)送時間，接收方記錄準(zhǔn)確的接收時間。準(zhǔn)確的接收時間包含在Delay_Resp報文中，從而計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)延時和時鐘誤差。同步的精確度與時間戳和時間信息緊密相關(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)包被傳播和接收時的最精確的匹配時間，每個從時鐘通過與主時鐘交換同步報文而與主時鐘達(dá)到同步。這個同步過程分為漂移測量階段和偏移測量與延遲測量階段。

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

　圖3PTP時鐘漂移測量計(jì)算