网络时钟同步系统的设计

介绍了物理时钟的数学模型及其震荡规律,提出相应的时钟同步模型,并对领导时钟的选择算法、同步过程、时间数据报选择以及时钟校正机制进行了详细的分析和设计.最后,通过试验数据证明,本文所设计的网络时钟同步系统具有可行性.     

基于分布式系统实现时钟同步的统计平均算法

讨论了分布式系统中时钟同步的系统模型,远端时钟读取方法以及双向通信传输过程,给出了3种不同的时钟同步方案,同时,对基于多次同步消息的冗余传输,提出了新的基于统计平均的时钟同步算法。通过多步时间传输协议,在较短同步周期内对时钟进行同步。     

基于卡尔曼滤波的网络精确时钟同步研究

在网络化分布式测试与控制系统中,时钟同步是一项重要的课题研究指标.在基于IEEE 1588协议主从时钟的时钟同步中,时钟偏差和时钟漂移的精确测量是主从时钟同步的重要保证.提出了基于卡尔曼滤波的时钟同步方法,该方法不仅能对主从节点之间的时钟漂移进行估计、优化时钟模型,还能实现对时钟偏差的估计,消除传输网络中的干扰.实验结果表明,在时钟同步中引入卡尔曼滤波算法能显著提高时钟同步精度.     

基于分布式仿真系统的时钟同步技术研究

为了推进时钟同步在分布式仿真系统中的实际应用,识别了时钟同步系统的具体要求,在对比多种时钟同步方案后,选择NTP方案并进行优化;在介绍NTP时钟同步的基本原理基础上,进行了时钟同步精度影响因子分析,创造性的提出了构建高精度逻辑时钟、不等式法优化网络回路往返时延的不对称性、时钟晶振频率在线补偿3种优化方法,并建立了时钟同步系统;实验结果表明,设计的时钟同步系统的同步精度优于1 ms,且平均校准周期达到5 h左右;该时钟同步系统能封装为DLL,可灵活集成到具体项目中.     

虚拟时钟指数逼近的无线传感器网络时钟同步协议

提出了一个基于虚拟时钟指数逼近的无线传感器网络时钟同步协议,采用一个虚拟时钟作为全网同步的基础,从而实现全网同步。由于采用虚拟时钟,使得各节点进入网络时有了统一的标准,对时钟扭曲和偏移采用指数逼近的方法,在相差较大时调整快,提高了同步效率。仿真数据证明,本协议能有效地提高同步效率,并适应于不同的网络拓扑。     

无线传感器网络整合时钟同步方案

针对多数无线传感器网络时钟同步方案存在的仅纠正时钟偏移问题,提出一种新的解决方案,整合时钟偏移同步和时钟速率同步,通过3个连续的消息传输实现单跳同步,采用分层的生成树实现多跳同步。仿真实验结果表明,与现有的同步方案比较,该方案的同步错误更小,能够获得更长的再同步周期。     

EtherCAT分布时钟机制在数控系统中的研究与应用

为了提升数控系统的同步性能,提出了将EtherCAT分布时钟机制引入到数控系统的解决方案。首先重点研究了EtherCAT分布时钟的系统时间和从站本地应用的同步机制;接着详细阐述了分布时钟机制在数控系统中的实现过程;最后搭建了EtherCAT分布时钟同步性能测试平台,经测试主站时钟、参考时钟和从时钟均达到了纳秒级的同步。     

一种用于传感器网络的全局时钟模型

由于传感器节点的硬件条件限制,时钟模型的选择极大程度上影响着同步协议的最终性能.根据硬件系统特点,提出一种性能优越且易于实现的全局时钟模型.该模型依据同步协议所提供的全局时钟偏差估计值自行对全局时钟进行校准及频偏补偿,同时还提供了基于全局时钟及本地时钟的软件定时器.实际系统测试结果表明,基于本全局时钟模型的TDFS同步协议取得了更加出色的同步性能,其中补偿后的频偏仅为±0.05ppm且时钟误差的标准差低于0.53微秒.     

无线分布式网络MBBS时钟同步

针对无线分布式网络时钟同步中误差及信息的数目随层数增长过快的问题,提出基于管理和边界时钟广播的时钟同步算法(MBBS),详细介绍了MBBS的思想来源以及实现步骤.MBBS算法与PBS(pairwise broadcast svnchronization)算法相比,虽然在每轮同步中增加一条同步信息,但是同步的从时钟数目增加了一层.实验结果表明,在多层网络拓下,MBBS减少了全局时钟同步所需的信息数目,提高了网络时钟同步的精度.     

数字化变电站中通信设备时钟同步技术的研究

介绍了数字化变电站通信设备采用的三种时钟同步技术,分析了优缺点。重点研究了数字化变电站时钟同步技术国际标准IEEE1588PTP精密时钟同步协议,分析了工作模式,结合实际情况,给出了数字化变电站通信设备时钟同步的解决方案,最后给出了对时钟同步系统的冗余考虑。     

基于Truetime的无线分布式测试系统时钟同步研究

提出了无线分布式测试系统的构架,介绍了PTP协议的时钟同步工作过程.引入一种新的无线网络仿真工具Truetime,结合PTP协议在其中的实现,讲解了其建模的关键步骤.通过仿真给出了PTP协议在无线分布式测试系统中时钟同步的精度性能.     

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。     

半实物网络测试系统从时钟频率漂移影响分析

针对精确时钟协议(PTP)用于半实物网络仿真测试时难以实现精确系统同步的问题,研究从时钟频率漂移对PTP仿真系统同步性能的影响。建立了半实物网络环境下PTP系统模型和时钟模型,解析性推导出单向传输链路中Slave_n对主时钟的时延误差估计,得出从时钟模型时延误差表达式具有一致的加权结构,且各误差项都将累积并渗透到传输线路中,影响整个网络的同步精度。基于此,设计多种半实物网络仿真场景进行验证、分析和测试。仿真结果表明:单个从时钟频率漂移对系统同步精度影响甚微,但系统内从时钟均存在漂移或主时钟存在时间抖动的情况下,造成的同步误差是单个从时钟频率漂移时的10倍,会对系统同步精度产生严重的影响,研究成果能为半实物网络测试环境时钟部署策略提供重要参考。     

基于有色Petri 网的时钟同步协议安全性分析

随着工业以太网的发展,作为其实时性保障核心技术的时钟同步协议的安全性变得至关重要。针对时钟同步协议的安全性问题,首先提出一种基于有色Petri网的时钟同步协议安全性分析方法;然后通过建立协议的有色Petri网模型,利用状态方程等工具针对不安全状态的可达性进行判断分析,从而实现时钟同步协议的安全性分析;最后具体分析了一种基于精密时钟同步协议(PTP)的时钟同步协议以及针对该协议的主时钟欺骗攻击,验证了所提出方法的有效性。     

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。     

面向测量与控制的精确时间同步实现方法

IEEE1588协议的不同实现方法对时间同步精度具有重要影响。该文分析了PTP引擎模块体系结构,实现PTP协议状态机、最佳主时钟算法、时钟变量算法、本地时钟同步算法,优化PTP报文发送与接收的控制过程。测试表明,该精确时间同步实现方法可使同步精度达到10微秒级,能有效满足测量与控制领域对时间同步的高精确度要求。     

无线传感器网络环境下基于卡尔曼滤波的PTP协议

作为分布式系统的重要组成部分,精确时间同步是对时间敏感的工业无线网络的核心技术.基于时间信息包交换的IEEE 1588精确时间同步协议（PTP）主要针对有线网络提出,其同步精度受制于时间戳的精度和传输延迟抖动.在无线传感网中,节点难以获取精确时钟戳,同时由于信道共享、包冲突和信道衰落,无线网络的传输延迟抖动非常明显. 研究了无线网络中PTP的性能与时间戳精度之间的关系,提出了一个自回归模型来描述时钟漂移,将PTP中的包交换过程抽象为一组状态空间方程,将延迟抖动等作为观测噪音,从而利用卡尔曼滤波器予以滤除.仿真结果表明,在不同时间戳精度和延迟抖动下,卡尔曼滤波能有效改善时钟误差和稳定性.     

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.     

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。