IEEE1588精密时钟同步协议的研究及其在核心路由器中的实现

发布时间：2017-09-21 03:33

  本文关键词：IEEE1588精密时钟同步协议的研究及其在核心路由器中的实现

  更多相关文章： 时钟同步 核心路由器 硬件时间戳 非对称链路

【摘要】：3G网络技术的迅速发展和普及给时钟同步提出了更高的要求,传统的GPS卫星同步存在高成本和安全风险的问题,IEEE1588精密时钟同步由于其精度高、成本低、安全性和可靠性较好,正逐渐成为GPS同步的替代方案在时钟同步的领域中发挥其优势。作为运营商IP骨干网的关键设备,核心路由器中必须要实现1588时钟同步的功能,并能达到纳秒级的同步精度。在IEEE1588协议研究的基础上,影响时钟同步精度的几个因素需要着重分析。首先,报文时间戳直接决定了时间偏移的计算结果,时间戳的位置应该尽量靠近物理层,以克服上层协议栈抖动对时间戳精度造成的影响；其次,同步网络中的透明时钟虽然不需要与主时钟同步,但频率的不一致会造成驻留时间的计算误差,引起精度丢失,可以研究使用频率同步和频率补偿两种方法来解决该问题；IEEE1588同步算法还依赖于链路的对称性,因此如何在非对称链路中进行同步计算,并对报文进行非对称链路的校正以得到准确的时间偏移值,是研究的重点内容。在路由器中的实现中选用了NetLogic的某款芯片,作为IEEE1588功能的辅助芯片。在实际的测试网络中可以看出,基于硬件时间戳的时钟同步都能达到纳秒级的同步精度。并且在非对称网络中,经过非对称校正的的计算,同步的精度得到了明显的提升。在网络的时钟同步中有效地避免了可能产生的误差,达到了运营商对于核心路由器同步精度的要求。
【关键词】：时钟同步 核心路由器 硬件时间戳 非对称链路
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN915.05
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 背景8
• 1.2 研究目的8-9
• 1.3 研究现状9-11
• 1.3.1 IEEE1588的起源和发展9-10
• 1.3.2 几种时钟同步方案的对比10-11
• 1.4 本文的主要研究内容11-12
• 1.5 本章小结12-13
• 第二章 IEEE 1588协议概述13-35
• 2.1 IEEE 1588v2简介13
• 2.2 IEEE 1588协议的基本概念13-15
• 2.2.1 IEEE1588系统构成13-14
• 2.2.2 PTP域14
• 2.2.3 时钟节点和PTP接口14-15
• 2.2.4 主从关系15
• 2.2.5 最优主时钟15
• 2.2.6 报文类型15
• 2.3 IEEE 1588时钟同步模型15-22
• 2.3.1 普通时钟OC16-17
• 2.3.2 边界时钟BC17-18
• 2.3.3 透明时钟TC18-22
• 2.4 IEEE 1588时钟同步工作机制22-34
• 2.4.1 BMC最佳主时钟算法22-28
• 2.4.2 PTP端口状态机28-30
• 2.4.3 时间同步原理和算法30-33
• 2.4.4 频率同步原理33-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第三章 IEEE1588时钟同步精度影响因素分析35-47
• 3.1 时间戳对精度的影响35-37
• 3.1.1 时间戳参考平面35-36
• 3.1.2 时间戳产生方式36-37
• 3.2 TC频率不同步对精度的影响37-40
• 3.2.1 TC频率同步38
• 3.2.2 TC频率补偿38-40
• 3.3 非对称链路对精度的影响40-46
• 3.3.1 链路非对称因素分析40-41
• 3.3.2 平均链路延时和非对称延时41-42
• 3.3.3 非对称链路的校正42-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第四章 IEEE1588时钟同步在路由器中的实现47-62
• 4.1 总体实现架构47-48
• 4.2 IEEE1588功能在芯片中的实现48-55
• 4.2.1 帧报文解析模块48-49
• 4.2.2 时间戳模块49-52
• 4.2.3 TOD计数器模块52-54
• 4.2.4 PTP触发器模块54-55
• 4.2.5 时间戳队列55
• 4.3 整框同步在路由器中的实现55-58
• 4.3.1 PHY时间戳的更新55-56
• 4.3.2 透明时钟的整框同步56-57
• 4.3.3 边界时钟的整框同步57-58
• 4.4 驱动软件的工作流程58-60
• 4.5 本章小结60-62
• 第五章 测试方案及结果62-71
• 5.1 基本组网图62-63
• 5.2 协议功能测试63-66
• 5.3 非对称链路的校正测试66-68
• 5.4 对BC和TC的测试68-70
• 5.5 本章小结70-71
• 第六章 总结与展望71-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-75

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 秦晓懿,王瀚晟,曾烈光;一种新型通用全数字时钟匀滑技术[J];电子学报;2001年09期

2 常波,钟家骐;局部分布式虚拟现实系统物理时钟同步研究[J];中国测试技术;2004年05期

3 王娜;慕德俊;;分布式试验系统管理中的时钟同步技术研究[J];电子技术应用;2006年12期

4 朱进军;何梁;张晓光;;射频拉远模块中软件时钟锁相的实现方法[J];无线电工程;2007年04期

5 张新;李伟章;;时钟与时间同步系统及其前景探讨[J];中国新通信;2009年03期

6 章涵;冯冬芹;褚健;;基于路径加权反馈的工业环网时钟同步方法[J];浙江大学学报(工学版);2010年05期

7 王波;吕俊伟;于振涛;;基于推后补偿的时钟同步算法研究[J];微计算机应用;2011年01期

8 金伟;李瑞民;;网络设备时钟同步系统设计与实现[J];广播与电视技术;2011年04期

9 苏筱娟;太空中的时钟同步[J];国外科技动态;2000年08期

10 赵英,潘立登;异步环境中基于时钟精度差的时钟同步[J];计算机工程;2004年18期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 赵英;李杏;;基于熵优化的网络时钟调整策略[A];CCF NCSC 2011——第二届中国计算机学会服务计算学术会议论文集[C];2011年

2 李照涛;;时钟同步在联通移动网中的应用[A];2007年中国通信学会“移动增值业务与应用”学术年会论文集[C];2007年

3 贾允毅;胥布工;王世华;刘步春;;端对端网络时钟漂移补偿算法研究及其实现[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

4 邓杰莹;;天文时钟基站高精度时间统一的设计与应用[A];2013年中国电机工程学会年会论文集[C];2013年

5 柏长冰;陈启美;王俊;;江苏高速公路通信网时钟问题的研究[A];第一届全国公路科技创新高层论坛论文集智能交通与机电工程卷[C];2002年

6 张鹏;王少荣;程时杰;;基于GPS的高精度同步时钟装置的研制[A];湖北省电工技术学会2004年学术年会论文集[C];2004年

7 熊俊;陈永洲;;MESH型时钟路由算法[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年

8 罗旭明;李连兴;;实现全网时钟同步的方法与意义[A];2012电力行业信息化年会论文集[C];2012年

9 袁艺;赵卫华;杨孟飞;;时钟初始同步问题的软件方法实现[A];全国第十二届空间及运动体控制技术学术会议论文集[C];2006年

10 周书民;赵明;孙亚民;;基于本地时钟选择的时钟同步算法[A];中国系统仿真学会第五次全国会员代表大会暨2006年全国学术年会论文集[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前6条

1 河北 刘慧丽;利用“宏”解决时钟同步问题[N];电子报;2009年

2 卜哲 刘述;TDMoIP：过渡技术面临挑战[N];通信产业报;2005年

3 胡昌军;PTN同步需求及相关技术[N];人民邮电;2008年

4 中国工程物理研究院计算机应用研究所 胥永康 岳筱玲;客户机与服务器的时钟同步[N];计算机世界;2002年

5 中兴通讯 高辉;IP成就移动业务承载未来[N];通信产业报;2010年

6 中国移动通信集团公司网络优化处 陈莉华;移动BSC与BTS的定时技术的一点调查和思考[N];通信产业报;2002年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 王康;网络精密授时若干关键技术研究[D];中国科学院研究生院（国家授时中心）;2015年

2 庄晓燕;分布式测试系统时钟网络结构与同步算法研究[D];电子科技大学;2013年

3 何建平;基于一致性的无线传感器网络时钟同步算法研究[D];浙江大学;2013年

4 陈健;以太分组网络时钟同步技术研究及应用[D];上海大学;2008年

5 赵英;基于异步网络环境的自适应时钟同步[D];北京化工大学;2004年

6 龚晓春;分布式微型航天器的时钟同步研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

7 庞丽莉;无线网络仪器的时钟同步、定位及数据安全存储算法研究[D];吉林大学;2013年

8 李本亮;基于无线局域网的分布式测试系统实时性及时钟同步研究[D];电子科技大学;2011年

9 叶菁华;高速串行数据发送器的研究[D];复旦大学;2005年

10 尹汝泼;面向控制网络的介质访问控制相关问题研究[D];上海交通大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 黄益信;基于Ethernet POWERLINK的分布式时钟同步研究及其在控制系统中的应用[D];浙江大学;2015年

2 曹智敏;嵌入式音频网络同步传输系统设计与实现[D];电子科技大学;2015年

3 马v浽，

本文编号：892156