文档介绍：2017/12/7
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PTP及1588协议介绍
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目录
PTP简介
PTP基本概念
PTP同步原理
1588协议介绍-1588标准产生
1588协议介绍-1588组网
1588V2协议介绍-设备模型
1588V2协议介绍-原理
1588V2协议介绍-实现
1588V2协议介绍-BMC算法
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PTP简介
在通信网络中,许多业务的正常运行都要求网络时钟同步,即整个网络各设备之间的时间或频率差保持在合理的误差水平内。网络时钟同步包括以下两个概念:
时间同步(Phase synchronization) :也叫相位同步,是指信号之间的频率和相位都保持一致,即信号之间的相位差恒为零。
频率同步(Frequency synchronization):也叫时钟同步,是指信号之间在频率或相位上保持某种严格的特定关系,信号在其对应的有效瞬间以同一平均速率出现,以保证通信网络中的所有设备都以相同的速率运行,即信号之间保持恒定的相位差。
图 1 时间同步和频率同步示意图
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PTP简介
如图 1所示,有两个表Watch A与Watch B,如果这两个表的时间每时每刻都保持一致,这个状态就是时间同步;如果这两个表的时间不一致,但保持一个恒定的差值(如图中的Watch B总比Watch A晚6 个小时),这个状态就是频率同步。
PTP(Precision Time Protocol,精确时间协议)是一种时间同步的协议,其本身只是用于设备之间的高精度时间同步,但也可被借用于设备之间的频率同步。相比现有的各种时间同步机制,PTP具备以下优势:
相比 work Time Protocol,网络时间协议),PTP 能够满足更高精度的时间同步要求:NTP一般只能达到亚秒级的时间同步精度而PTP则可达到亚微秒级。
相比 GPS(Global Positioning System,全球定位系统),PTP 具备更低的建设和维护成本,并且由于可以摆脱对GPS 的依赖,在国家安全方面也具备特殊的意义。
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PTP基本概念
1. PTP 域
我们将应用了 PTP 协议的网络称为PTP 域。PTP 域内有且只有一个同步时钟,域内的所有设备都与该时钟保持同步。
2. PTP 端口
我们将设备上运行了PTP协议的端口称为PTP端口。如图 2所示,PTP端口的角色可分为以下三种:
主端口(Master Port):发布同步时间的端口,可存在于BC 或OC 上。
从端口(Slave Port):接收同步时间的端口,可存在于BC 或OC 上。
被动端口(Passive Port):既不接收同步时间、也不对外发布同步时间的端口,只存在于BC 上。
3. 时钟节点
PTP 域中的节点称为时钟节点,PTP 协议定义了以下三种类型的基本时钟节点:
(1) OC(Ordinary Clock,普通时钟):该时钟节点在同一个PTP 域内只有一个PTP 端口参与时间同步,并通过该端口从上游时钟节点同步时间。此外,当时钟节点作为时钟源时,可以只通过一个PTP 端口向下游时钟节点发布时间,我们也称其为OC。
(2) BC(Boundary Clock,边界时钟):该时钟节点在同一个PTP域内拥有多个PTP端口参与时间同步。它通过其中一个端口从上游时钟节点同步时间,并通过其余端口向下游时钟节点发布时间。此外,当时钟节点作为时钟源时,可以通过多个PTP端口向下游时钟节点发布时间的,我们也称其为BC,如图 2中的BC 1。
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PTP基本概念
(3) TC(Transparent clock,透明时钟):与BC/OC 相比,BC/OC 需要与其它时钟节点保持时间同步,而TC 则不与其它时钟节点保持时间同步。TC 有多个PTP 端口,但它只在这些端口间转发PTP 协议报文并对其进行转发延时校正,而不会通过任何一个端口同步时间。TC 包括以下两种类型:
E2ETC(End-to-End Transparent Clock,端到端透明时钟):直接转发网络中非P2P(Peer-to-Peer,点到点)类型的协议报文,并参与计算整条链路的延时。
P2PTC(Peer-to-Peer Transparent Clock,点到点透明时钟):只直接转发Sync 报文、Follow_Up 报文和Announce 报文,而终结其它PTP 协议报文,并参与计算整条链路上每一段链路的延时。
如图 2所示,是上述三种基本时钟节点在PTP域中的位置。
除了上述三种基本时钟节点以外,还有一些混合时钟节点,譬如融合了TC 和OC 各自特点的T