引言 在现代通信网络中,精确的时间同步是确保系统高效运行的关键。1588v2协议,也称为精确时间协议(PTP),正是为此而生。本文将深入解析1588v2协议的工作原理,并通过实际测试用例展示其在实际应用中的表现。 1588v2协议概述 1588v2协议是一种用于在网络中实现高精度时间同步的协议。它通过在网络中时间戳信息的精确传递与动态补偿机制,使得各个节点能够调整本地时钟,实现微秒级甚至纳秒级的时间同步。该协议广泛应用于电信、电力、工业自动化等领域。 1588v2是如何进行时钟同步的? 1588v2协议主要分为两大部分来实现时钟同步功能:1、建立同步体系:协议使用最佳主时钟算法BMCA,通过选取主时钟,建立主从拓扑关系,进而在整个 PTP 网络中建立起同步体系。 2、同步本地时钟:协议使用本地时钟同步算法LCS,通过 PTP 数据报文在网络主从节点之间的交换,计算各从节点本地时钟与主时钟间的时间偏差,调整本地时钟,使之与主时钟同步。1588v2协议定义了E2E和P2P时间同步机制以及one-step和two-step时间同步模式,本文以E2E同步机制以及one-step模式为例向各位解析1588v2协议时间同步过程,具体同步过程如下: ① Master在t1时刻发送Sync报文,并将t1时间戳携带在Sync报文中; ② Slave在t2时刻接收到Sync报文,在本地产生t2时间戳,并从报文中提取t1时间戳; ③ Slave在t3时刻发送Delay_Req报文,并在本地产生t3时间戳; ④ Master在t4时刻接收到Delay_Req报文,并在本地产生t4时间戳,然后将t4时间戳携带在Delay_Resp报文中,回传给Slave; ⑤ Slave接收到Delay_Resp报文,从报文中提取t4时间戳。最后Slave节点得到了一组时间戳(t1,t2,t3,t4)。 假设Master到Slave的发送链路延迟是Tms,Slave到Master的发送链路延迟是Tsm,Slave和Master之间的时间偏差为Offset,则: t2 - t1 = Tms + Offset t4 - t3 = Tsm - Offset 结合上面两组方程,得到: (t2 - t1) - (t4 - t3) = (Tms + Offset) - (Tsm - Offset) 经过移项推导得到: Offset = / 2 如果Master和Slave之间的收发链路延迟对称,那么Tms=Tsm,即Tms-Tsm=0。将Tms-Tsm=0代入上面的公式,得到: Offset = / 2 这样Slave就可以根据t1,t2,t3,t4 四个时间戳计算出自己和Master之间的时间偏差Offset,再对本地时间进行偏差调整,就实现了Slave与Master的时间同步。 测试用例 为了验证1588v2协议在实际应用中的性能,我们设计了一个简单的测试用例。 设备:一台支持1588v2协议的交换机,一台信而泰1588v2测试仪表。 网络拓扑:交换机两个口与信而泰1588v2测试仪相连 测试步骤 1. 交换机配置1588v2协议,配置为E2E机制和one-step模式,然后启动1588协议 2. 仪表根据网络拓扑图预约对应的端口,使端口上线 添加用于运行1588协议的接口,两个物理端口分别对应两个逻辑接口 添加1588协议,并绑定对应的接口。路径延迟测量机制选择“Request Response”,同步模式选择“One Step”,配置与1588交换机对应 启动仪表1588协议,切换到1588协议统计界面,记录从时钟与主时钟的时间偏差。 信而泰IEEE 1588v2解决方案 BigTao-V机箱 BigTao-V(BigTao220/BigTao6200)系列机箱搭配1588/TSN测试板卡,可以满足多种场景测试: 移动IP承载网设备1588时间同步性能测试 PON网设备1588时间同步性能测试 以太网交换机1588时间同步性能测试 智能电网设备1588时间同步性能测试 工业自动化设备1588时间同步性能测试 轨道交通设备1588时间同步性能测试 1588/TSN 千兆测试板卡V2-1G-8M-TSN 支持8个1000M/100M/10M RJ45电接口 支持8个1G SFP光接口 1588/TSN 万兆测试板卡V2-10G-4M-TSN 支持4个10G/5G/2.5G/1G/100M RJ45电接口 支持4个1G/10G SFP+光接口