IEEE1588v2透明时钟研究与实现

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1、2013年6月宇航计测技术Jun．．2013第33卷第3期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementv01．33．No．3文章编号：1000一7202(2013)03-0011—06中图分类号：TP336文献标识码：AIEEEl588v2透明时钟研究与实现陈金凤1’2’3华宇1’2孙中尉1’2(1．中国科学院国家授时中心，陕西西安710600；2．中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室，陕西西安710600；3．中国科学院大学，北京100039)摘要主从时钟同步通过普通交

2、换机时，时问同步精度降低且不稳定。为了解决该问题，引入IEEEl588v2中提出透明时钟模型。本文介绍了IEEEl588v2中透明时钟的相关内容，在研究透明时钟基本原理及模型的基础上，提出并实现了在商用交换机上的一种时钟同步扩展方案。为了验证透明时钟的性能，建立模拟真实环境测试平台。测试结果表明在不同的网络背景流量下，透明时钟都能很好地解决非对称延迟及延迟抖动问题，使主从时钟同步精度达到纳秒量级。关键词时钟同步IEEEl588v2透明时钟以太网交换机ResearchandImplementofTransparentCl

3、ockbasedonⅡ￡EEl588v2CHENJin—fen91·2’3HUAYul’。SUNZhong—weil，2(1．NationalTimeServiceCentre，ChineseAcademyofSciences，Xi’8／1，Shanxi710600；2．KeyLaboratoryofPrecisionNavigationandTimingTechnology，NationTimeServiceCenter，ChineseAcademyofSciences，Xi’an，Shanxi710600；3．Un

4、iversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100039)AbstractThesynchronouspackettransmitslendstotheproblemofasymmetrypacketqueuingde-laysanddelayjitterbyethernetswitch．ThisproblemhasasignificantimpactonIEEEl588timesynehro·nizationprecision．Tosolveit，transparentcloc

5、kisdefinedbytheIEEEl588v2．Inthispaper，weintro-ducetransparentclockofIEEEl588v2，proposingaimplementschemeoftransparentclockbasedontransparentclock’Sprincipleandmodel，creatingasupportingIEEEl588ethemetswitchwithtranspar-entclock．Toverifythefunctionoftransparentclo

6、ck，anexperimentalsetupthatWasanalogoustoaprac—ticalenvironment．Theexpefimenttestresultsdemonstratethatthisdeviceefi％ientlysolvetheproblemofasymmetrypacketqueuingdelaysanddelayjitterintheconditionofdifferentnetworktrafficandthetimesynchronizationprecisionisatnano

7、secondlevel．KeywordsTimesynchronousIEEEl588v2TransparentclockEthernetswitch．12．宇航计测技术2013年1引言称的。随着时代的进步，网络技术迅猛发展，各种分布式的网络和局域网都得到了广泛应用，高精度的时间同步技术成为当前许多要求严格的应用系统所需要的一项关键性技术。IEEEl588协议全称是“网络测量和控制系统精密时间同步协议标准”(PrecisionTimeProtocol，简称PTP协议)。它作为新的时间同步标准提高了同步精度，在各种同步协

8、议中的对时精度是最高的，能达到亚微秒级同步精度⋯。目前，该协议已经颁布了第二版本(以下简称IEEEl588v2)。IEEEl588协议实现时间同步分为主从之间时间偏差测量和网络传输时延测量两个阶段进行。时间偏差和网络传输延时测量的准确性直接决定了IEEEl588的时间同步精度。当主从时钟处于直连模式时，网络传输时延主要是传输路径时