精确时间同步协议在空间无线信道下的适应性研究

IEEE1588协议定义的精确时间协议（Precision Time Protocol,PTP）能够实现地面以太网网络节点中的时钟同步,达到亚微秒级时间同步精度。相比于稳定的地面以太网环境,深空网络环境具有长时延、时延抖动及信道不对称等特点。对PTP协议在深空邻近空间无线信道下的时间同步性能进行了研究。首先,介绍了PTP协议的同步原理。其次,对深空邻近无线网络信道环境对于适用于地面以太网环境的PTP协议时间同步性能的影响进行了分析,并提出采用卡尔曼滤波算法和设定主从时钟钟差阈值相结合的方法,对PTP协议进行适应性改进。最后,采用损伤仪和测试仪模拟深空邻近无线网络信道环境,利用时钟分析仪对软件结合硬件实现的PTP协议进行了时间同步性能测试。测试结果表明,改进后的PTP协议提高了在深空邻近空间无线信道下时间同步的精度和稳定性。     

基于IEEE 1588的智能变电站时钟同步技术研究

介绍了基于IEEE 1588协议的高精度时间同步原理,描述了数字化变电站PTP同步对时系统组织结构。研究了PTP的最佳主时钟算法、本地时钟同步算法及硬件时间戳的实现,分析了影响同步性能的因素。最后对时钟同步精度进行了测试,结果表明可满足IEC 61850所有等级的对时精度要求。     

一种基于PTP协议的局域网高精度时钟同步方法

PTP协议是IEEE-1588中定义的一种精密时钟同步协议,广泛应用于分布式系统中。但当采用纯软件实现时,同步精度受到网卡的缓存效应、网络的平稳性和操作系统的进程调度等多种因素的影响,难以达到亚毫秒的精度。本文通过分析各种影响因素的特点,结合PTP协议时钟同步机制,提出了一种高精度时钟同步方法,通过采用握手机制以及对测量数据进行处理,有效减弱了各种因素的影响,并结合基于CPU定时器构造的高精度时钟,实现了亚毫秒精度的时钟同步。     

基于ZYNQ的PTP授时精度测量方法与实现

针对PTP授时精度测量存在的困难,提出在ZYNQ SOC上用μCOS操作系统和LWIP协议栈,来实现PTP授时精度测量。该方法通过接收卫星导航系统信号,得到准确的系统时间和时钟源差,利用硬件将系统时间同步至ZYNQ的纳秒计数器。利用ZYNQ EMAC接口获取PTP收发帧的观测时间,并利用源差值实现对测量时间的补偿,最终得到准确的时间戳,进而实现对待测PTP主时钟授时精度测量。经实际测试,利用该方法对PTP时钟进行测量,能够获得优于10 ns的测量精度。     

基于PTP协议时钟同步系统的实现

由于校区的扩大,对时钟精度的要求越来越高。为了解决这个问题,采用基于PTP协议的时钟同步系统来实现对时钟的精确同步控制,确保了校区内时间的同步性和精确性。     

基于精确时间协议的工业无线传感器网络时间同步方法

针对工业无线传感器网络（IWSNs）中复杂链路环境、温度波动等造成的链路时延动态变化、时钟计时干扰、时间戳获取不确定等问题,提出一种基于精确时间协议（PTP）的IWSNs时间同步方法。首先,融合PTP双向时间同步过程的时钟计时干扰、非对称链路时延噪声,建立时钟状态空间模型和观测模型;其次,构建反向自适应卡尔曼滤波算法以滤除噪声干扰;然后,利用反向估计和正向估计的时钟状态归一化新息比值来评估噪声统计模型的合理性;最后,在设定检测阈值后,动态调整时钟状态过程噪声,以实现时钟参数的精确估计。仿真结果表明,相较于经典卡尔曼滤波算法和PTP,在不同时钟计时精度下,反向自适应卡尔曼滤波算法估计的时钟偏移和偏移率均有较小且更稳定的误差标准差,有效解决了噪声不确定等原因造成的卡尔曼滤波发散问题,提高了时间同步的可靠性。     

嵌入式Linux设备的高精度IEEE 1588时钟同步实现

IEEE 1588时钟同步协议用于解决分布式网络测控系统中远距离仪器设备之间的同步问题;在分析IEEE 1588时钟同步实现原理的基础上,提出一种嵌入式Linux设备的高精度IEEE 1588时钟同步实现方案;采用专用PHY芯片DP83640在物理层为PTP报文加盖硬件时间戳,设计网络设备驱动与PTP硬件时钟控制驱动,并在用户层利用Linux系统标准API实现IEEE 1588协议软件;实验结果表明,两台设备直接相连时,时钟同步精度可稳定在±100ns以内。     

PTP精密时钟同步原理分析

随着网络技术的发展,分布式控制系统中对时间同步的要求越来越高,PTP协议就是一种应用于分布式测犀和控制系统中的精确时钟协议.本文介绍了PTP协议的基本原理,对其协议核心的最佳主时钟算法和本地时钟同步的原理进行了讨论,最后分析了影响时钟同步的因素.经过分析可知,通过消除或者减小影响时钟同步的因素和采用相同性能的主从时钟,则同步精度会得到很大提高.     

基于实时时钟方差算法的网络时钟同步

作为网络系统同步的重要参数,时钟方差表征了某时钟的稳定性特征.针对传统时钟方差计算方法在实时性和计算复杂度方面的不足,利用指数平滑的滞后特性,设计了自适应指数平滑算法,应用于时钟方差的计算,设计了时钟方差的实时计算算法.基于PTP协议V2版本,采用STM32F407微控制器作为核心,构建了以太网同步系统,实现了同步网络对环境变化的实时响应.通过软件仿真验证了算法的可行性,通过组网测试验证了实时时钟方差算法应用于PTP同步协议的优良性能.     

IEEE 1588同步协议在LXI网络化测试系统中的应用

IEEE 1588精密时钟同步协议广泛应用于分布式测量系统中。文章指出了影响网络化设备时钟同步的因素,分析了精密时钟协议PTP的工作原理,阐明了网络化测控总线LXI系统的主要特点,并从PTP协议结构和算法入手,说明了PTP协议在LXI测试系统中的具体应用,最后展望了LXI测试系统的前景。     

基于最小二乘法精确时钟同步算法研究与实现

在深入地研究P T P时钟同步机理的前提下,仔细分析了时钟偏差产生的原因,并引入了基于最小二乘法的频率补偿算法来校正相对时钟漂移偏差,在搭建的以太网精确时钟同步平台基础上,通过实验验证了该算法的可行性。结果表明,该算法的引人大大地提高了P T P的同步精度。     

基于精确时间协议的IP核设计

针对传统精确时间协议的软件设计中存在随机抖动、误差大的问题,提出一种IP核设计。该设计采用数字逻辑电路获取精确时间戳,并实现同步算法、晶振补偿算法和状态转移控制算法,利用晶振分频比微调减小晶振频率漂移对同步精度和稳定性的影响。仿真结果表明,该设计具有较高的同步精度,精度值可达10 ns。     

基于加权最小二乘法的精确时钟同步算法研究与实现

提出了一种基于加权最小二乘法的从时钟频率自补偿算法。该算法采用从时钟频率自补偿算法解决了每两次PTP同步之间时钟漂移偏差逐步扩大的问题,并引入加权最小二乘法来求取频率自补偿算法中的动态补偿值。该算法在以Altera Cyclone Ⅱ FPGA为主控芯片的开发平台上通过了验证,测试结果表明,算法的引入显著提高了PTP的同步精度,同步精度达到1μs。     

基于FPGA的高精度同步时钟系统设计

介绍了精密时钟同步协议（PTP）的原理。本文精简了该协议,设计并实现了一种低成本、高精度的时钟同步系统方案。该方案中,本地时钟单元、时钟协议模块、发送缓冲、接收缓冲以及系统打时标等功能都在FPGA中实现。经过测试,该方案能够实现ns级同步精度。该方案成本低,并且易于扩展,非常适合局域网络时钟同步的应用领域。     

IEEE 1588 based time synchronization system for a seafloor observatory network

An IEEE 1588 based application scheme was proposed to achieve accurate time synchronization for a deep seafloor observatory network based on the communication topological structure of the Zhejiang University Experimental and Research Observatory. The principles of the network time protocol （NTP） and precision time protocol （PTP） were analyzed. The framework for time synchronization of the shore station, undersea junction box layer, and submarine science instrument layer was designed. NTP and PTP network signals were decoded by a PTP master clock on a shore station that receives signals from the Global Posi- tioning System and the BeiDou Navigation Satellite System as reference time sources. These signals were remotely transmitted by a subsea optical-electrical composite cable through an Ethernet passive optical network. Accurate time was determined by time synchronization devices in each layer. Synchronization monitoring experiments performed within a laboratory environment indicated that the proposed system is valid and has the potential to realize microsecond accuracy to satisfy the time synchronization requirements of a high-precision seafloor observatory network.     

基于IEEE1588的时间同步技术研究

IEEE1588通过定义基于消息的精确时间同步协议PTP,提供了一种解决以太网实时性不足的有效方法。在分析IEEE1588时间同步机理的基础上,依据同步消息的传递路径,从端节点和交换机两个方面对其典型的实现方案进行了归纳总结,并进行了同步性能比较。     

以太网时间同步技术的研究进展及其应用

精确的时间同步是网络化测试和控制的一项关键技术.分析比较了几种主要的以太网时间同步协议,并重点介绍了IEEE 1588协议(精确同步时钟协议)如何实现以太网的时间同步,分析了该协议在武器装备领域的应用前景.     

Performance evaluation of portable time synchronization method using eBPF

The Precision Time Protocol (PTP) is a widely used protocol for high-precision time synchronization, but it requires hardware or driver support for network interface card. Therefore, we propose a portable time synchronization method that is independent of them. Our method uses eBPF to synchronize time by recording timestamps of PTP packets in the kernel. eBPF is provided by the kernel and is backward-compatible, making it independent of hardware or other software. To demonstrate the portability and high-precision time synchronization capabilities of our method, we compared the time synchronization precision in physical environment and virtual machine. We also modified server settings that could affect time synchronization precision, and clarified the effects of these changes. The experiments showed that our method can achieve the similar level of time synchronization precision as conventional methods while remaining portable and independent of other components.     

遥测网络时间同步技术实现及检测方法研究

为了解决飞行试验复杂遥测网络系统中各子系统间的时间同步问题,文章从探讨遥测网络中试验对象节点之间的时间同步概念着手,介绍了使用网络时间同步协议（NTP）或精确时钟同步协议（PTP）实现遥测网络试验对象节点间时间同步的原理和方法,提出了一种基于IEEE 1588协议的遥测网络时间同步技术实现方案和时间同步检测方法,分析了遥测网络传输时延和影响试验对象节点之间时间同步的主要因素,并给出了修正思路。该技术和方法为未来空地一体化综合测试网络时间同步提供了借鉴作用。