PTP同步技术性能研究

王晓冬

摘 要：针对网络时间协议PTP在以太网上的应用，研究了PTP协议的功能和流程，提出了PTP协议在NS2平台下的实现方案，并通过仿真研究了PTP协议在以太网环境中的同步性能。研究结果表明，IEEE 1588 标准的PTP协议在以太网上具有极佳的同步性能，其同步精度可以达到ns级别，并且具有良好的抗噪能力。数值仿真结果说明了该仿真方案的有效性和可行性。

关键词：时钟同步；以太网；PTP；仿真；同步性能

The study on Clock Synchronization Technology for Ethernet

Wang Xiao-dong（Nanjing University of Posts and Telecommunications，Nanjing 210003）

Abstract：For the application of network time protocol PTP on ethernet， this paper has made researches on the fucntion and process of PTP and proposed the implemenation soltuion of PTP on NS2 platform. The synchornization performace of PTP on ethernet has been also investigated in this paper through simulation， which indicated that IEEE 1588 PTP on ethernet has excellent synchronization performance which could reach ns level resolution and has good anti-noise capability. The simulation result has proved the validity and feasibility of the proposed solution.

Key words：Time Synchronization；Ethernet；PTP；Simulation；Synchronization Performance

在工业以太网中，时钟同步是核心技术之一，现有的各种分布式系统都提供了相应的时间同步机制。随着网络应用的不断深入，在分布式网络系统中需构造时钟系统来为不同的子网络系统提供有效的时间服务。有效的时钟同步系统是分布式网络系统实时调度的前提。目前在以太网应用中，特别是在工业自动化控制领域，普遍采用的时钟同步协议是网络时间协议NTP（Network Time Protoeol）[1]。

自动化领域、军事应用领域时钟同步的需求日益迫切，无线通信领域及相关组织也对时钟同步提出了新的更高要求。尤其随着以太网应用逐渐拓展到工业自动化领域，对基于工业以太网的时钟同步的要求更为精确（精确到微秒级）。在绝大多数计算机网络应用中，普遍采用的同步协议是网络时间协议（Network Time Protocol，简称NTP）。因特网中NTP客户端的偏移通常在10到100ms之内，这显然不符合工业以太网中时钟同步的要求。在这种情况下，用于多播网络的精确时钟同步协议IEEE 1588的出现则有效地解决了这一问题。……