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时频系统应用技术分享
编辑:上海爱启企业服务有限公司   时间:2016-12-30

                                                                ---上海爱启企业服务有限公司

       在实际的时频系统应用技术中,经常出现客户反馈这样二个问题,【一】IEEE1588技术组网测试结果,主从固定偏差在3us左右;【二】PTP报文到底会占用多大的带宽容量问题。就这两个问题给大家做简单的技术分析,供技术人员参考学习。

【一】测试过程出现3us左右的固定偏差

       IEEE 1588 协议又叫网络化测量及控制系统的精确时钟同步协议,即PTP(Precision Time Protocol),PTP 主从时钟的同步通过周期性的报文交换完成。每次报文交换从时钟可以得到四个时间戳。通过这四个时间戳,从时钟可以计算出主从时钟间的时钟偏差(offset)和路径时延(delay)。

1. 588V2时间同步分为偏移测量和延迟测量2个阶段。

a. 测量阶段用来修正主、从时钟的时间差。

b. 量阶段用来测量网络传输造成的延迟时间。

PTP同步机制原理:

4. elay和Offset的计算公式:

通过上述2和3的描述,T2-T1 = Delay + Offset;   T4-T3 = Delay – Offset;

       所以可以得到:Delay= [ T2-T1 + T4-T3 ] /2

                                Offset= [ T2-T1-T4+T3 ] /2

       由于客户组网问题,导致一个是百兆和千兆混合使用导致了固定偏差3us,一边百兆一边千兆,会导致上下行不对称性,原因如下:

       百兆:收1bit需要10ns,1Byte为80ns;

       千兆:收1it需要1ns,1Byte为8ns;

       一个80B的报文从百兆到千兆的延时为:80*80 = 6400ns

       一个80B的报文从千兆到百兆的延时为:80*8 = 640ns 

       offset = ((t4-t3)-(t2-t1))/2 + (6400-640)/2

       如果上下行对称则红色部分接近为0,由于百兆和千兆之间的转化造成较大不对称性导致比实际的offset大3us左右。

【二】PTP报文占用网络带宽问题

       PTP报文一帧长度(Byte)如下:

       announce  106Byte;

       sync    86Byte ;

       followup  86Byte;

       delay_req   86Byte;

       delay_resp 96Byte;

       信令请求       106Byte;

       信令回复       108Byte.

       占用带宽  = 一秒钟发送的包个数 * 包长度

       以PTP三层组播一步法为例(announce一秒2次,req一秒2两次,sync一秒2次, resp一秒2次),计算方法如下:

       主时钟: announce 帧长度 *个数 +  sync帧长度*个数 +  req帧长度*个数 + resp帧长度*个数;

       106*2 + 86*2 + 86*2 + 96*2 = 748 ,即每秒发送748Byte报文;

       以上为一个客户端,多个客户端,announce和sync的个数不变,  req和resp的个数跟客户端个数相关。

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