IEEE_1588協(xié)議

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1、IEEE1588協(xié)議基礎(chǔ)篇Contents一、時(shí)鐘同步模型二、消息字段三、數(shù)據(jù)集四、數(shù)據(jù)類(lèi)型一、時(shí)鐘同步模型IEEE1588又叫網(wǎng)絡(luò)化測(cè)量及控制系統(tǒng)的精確時(shí)鐘同步協(xié)議，PTP（精確時(shí)鐘協(xié)議），使用硬件和軟件配合，不需要額外的時(shí)鐘線，仍然使用原來(lái)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)線傳送時(shí)鐘信號(hào)，使組網(wǎng)連接簡(jiǎn)化和降低成本。1.1PTP消息類(lèi)型分為兩類(lèi)：事件消息、普通消息。事件消息是在發(fā)送和接收端都要打精確的時(shí)間戳，普通消息不需要打時(shí)間戳。（1）事件消息：SYNC、Delay_Req、Pdelay_Req、PdlR1.2消息時(shí)間戳的產(chǎn)生當(dāng)發(fā)送和接收任何事件消息時(shí)，都會(huì)產(chǎn)

2、生時(shí)間戳。當(dāng)消息的時(shí)間戳點(diǎn)經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)的邊界時(shí)，時(shí)間戳事件發(fā)生，時(shí)間戳產(chǎn)生模型如下圖所示：上圖中ABC為打時(shí)間戳的點(diǎn)這個(gè)點(diǎn)越靠近1.3兩種同步機(jī)制?延時(shí)請(qǐng)求響應(yīng)機(jī)制（DelayRequest-ResponseMechanism）?對(duì)等延時(shí)機(jī)制（PeerDelayMechanism）（1）延時(shí)請(qǐng)求響應(yīng)機(jī)制使用Sync、Delay_Req、Follow_Up，Delay_Resp消息進(jìn)行消息同步，測(cè)量一對(duì)PTP端口的，模型為ttD?=+elayOffset21t?=tDelay?Offset43Delay=?+?(

3、)tt()tt22143Offsettttt=???()()22143在算法校正過(guò)程中，對(duì)從時(shí)鐘的校正是通過(guò)校正offset實(shí)現(xiàn)的，Delay通常影響Offset的值，因此要通過(guò)測(cè)量這個(gè)延遲值來(lái)修正Offset。（2）對(duì)等延時(shí)機(jī)制對(duì)等延時(shí)機(jī)制用來(lái)測(cè)量端到端傳輸時(shí)間，如支持對(duì)等延時(shí)機(jī)制的通信端口的鏈路延時(shí)。用Pdelay_Req，Pdelay_Resp，Pdelay_Resp_Follow_Up消息進(jìn)行同步。對(duì)于普通和邊界時(shí)鐘，對(duì)等延時(shí)機(jī)制與端口是master還是slave沒(méi)有關(guān)系。<>meanPathDelay=()t21?t+(t43?t)

4、21.4設(shè)備類(lèi)型有5中基本的設(shè)備類(lèi)型（1）普通時(shí)鐘（Oridinaryclock）（2）邊界時(shí)鐘（Boundaryclock）（3）端到端透明時(shí)鐘（End-to-endtransparentclock）（4）對(duì)等透明時(shí)鐘（Peer-to-Peertransparentclock）（5）管理節(jié)點(diǎn)（Managementnode）普通和邊界時(shí)鐘的端口，兩種機(jī)制都可以使用，端到端透明時(shí)鐘與這兩個(gè)機(jī)制無(wú)關(guān)，對(duì)等透明時(shí)鐘使用對(duì)等延時(shí)機(jī)制。（1）普通時(shí)鐘通過(guò)以一個(gè)物理端口為媒介的兩個(gè)邏輯接口和網(wǎng)絡(luò)通信，事件接口用來(lái)發(fā)送和接收事件消息，包括兩類(lèi)數(shù)據(jù)集，分別是

5、時(shí)鐘數(shù)據(jù)集和端口數(shù)據(jù)集。端口數(shù)據(jù)集包含端口屬性，包括PTP狀態(tài)。Protocolengine：（1）發(fā)送和接收PTP消息（2）維護(hù)數(shù)據(jù)集（3）執(zhí)行與端口相關(guān)的狀態(tài)機(jī)（4）如果端口在slave狀態(tài)，基于接收到的PTP定時(shí)消息和產(chǎn)生的時(shí)間戳，計(jì)算Master的時(shí)間。Localclock：當(dāng)普通時(shí)鐘端口在slave狀態(tài)時(shí)，本地時(shí)鐘的控制環(huán)路調(diào)節(jié)時(shí)鐘，使它的時(shí)鐘與它的主一致。如果端口在master狀態(tài)，本地時(shí)鐘在freerun狀態(tài)（2）邊界時(shí)鐘邊界時(shí)鐘模型如圖所示，有多個(gè)物理端口，每個(gè)端口和一個(gè)普通時(shí)鐘的端口類(lèi)似，但有一些例外：1）時(shí)鐘數(shù)據(jù)集對(duì)邊界時(shí)

6、鐘的所有端口共用；2）localclock也對(duì)邊界時(shí)鐘的所有端口共用；3）每一個(gè)協(xié)議引擎需要附加功能，它需要處理所有端口的狀態(tài)，決定利用哪個(gè)端口提供的時(shí)間信號(hào)來(lái)同步本地時(shí)鐘。與同步、建立主從層次和信令相關(guān)的信息終止在一個(gè)邊界時(shí)鐘的協(xié)議引擎，不再向前轉(zhuǎn)發(fā)，管理消息由邊界時(shí)鐘的其它端口轉(zhuǎn)發(fā)，服從限制一個(gè)系統(tǒng)的消息傳輸時(shí)間的約束（3）End-to-End透明時(shí)鐘設(shè)備模型如圖所示，像一個(gè)網(wǎng)橋、路由器和轉(zhuǎn)發(fā)器一樣，端到端透明時(shí)鐘發(fā)送所有的消息。對(duì)于PTP事件消息，駐留時(shí)間橋測(cè)量PTP事件消息的駐留時(shí)間。駐留時(shí)間在一個(gè)特殊的域－correctionFie

7、ld累積。這些校正是當(dāng)事件消息進(jìn)入和離開(kāi)透明時(shí)鐘產(chǎn)生的時(shí)間戳的不同。校正值計(jì)算如下圖所示注意用來(lái)計(jì)算駐留時(shí)間的時(shí)間戳是基于本地時(shí)間產(chǎn)a）RC（RateControl）利用延時(shí)請(qǐng)求響應(yīng)機(jī)制校正本地時(shí)鐘頻率等于master的時(shí)鐘頻率。這個(gè)方法的關(guān)鍵是它的操作是一個(gè)閉環(huán)，這意味著在一個(gè)節(jié)點(diǎn)的本地振蕩器調(diào)節(jié)會(huì)影響下面的節(jié)點(diǎn)。b)RE（RateEstimation）不控制本地振蕩器，讓其自由運(yùn)行，用本地時(shí)間計(jì)算的駐留時(shí)間加到Sync或者Follow_Up消息中，比較接收到的sync和Follow_Up的駐留時(shí)間，計(jì)算本地自由運(yùn)行時(shí)鐘與上一級(jí)時(shí)鐘之比。當(dāng)

8、駐留時(shí)間相對(duì)于時(shí)鐘比值的足夠大，一連串透明時(shí)鐘的最差相位誤差累（4）Peer_to_Peer透明時(shí)鐘設(shè)備模型如圖所示，與End_to_End透明時(shí)鐘不同在于：它校正