基于IEEE1588高精度网络时钟同步技术的研究与应用

发布时间：2017-09-28 03:30

  本文关键词：基于IEEE1588高精度网络时钟同步技术的研究与应用

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【摘要】：近年来,网络技术得到了迅猛发展,一些大型互连网络系统正在被广泛使用,这些系统对时钟同步的精度需求日益增多,在电信、测控以及工业自动化等领域对同步精度提出了微秒数量级甚至纳秒数量级的要求。为了满足系统对同步的高精度需求,IEEE1588协议由此诞生,该协议可以实现系统中不同级别时钟的高精度同步,这些时钟可以在精准度、分辨率以及稳定性存在差异,而且该协议在实现同步的同时还不会增加网络负荷。 本文首先介绍了分组网络中的时钟同步技术,并比较了各同步技术的优劣,然后详细说明了IEEE1588v2协议的工作机制、关键性的算法以及时钟模型,在此基础之上对利用包交换方式实现频率同步的方法进行了较为详细的研究,并与工程网络中常用的频率同步方法进行了对比测试,分析了两种频率同步方案的性能差别。最后针对IEEE1588v2协议在实际工程应用进行了性能测试,分别是对协议在IPRAN网路环境和OTN网络环境中的同步性能进行了分析与研究。 本文重点研究了包交换实现频率同步的方法,推导出频率同步的公式,与同步以太网实现频率同步对比测试并进行了验证,通过对测试数据的分析,包交换实现频率同步满足同步状态下相关标准的精度要求,由于这种方式会受到网络业务流的影响,与同步以太网方式相比在稳定性方面有所欠缺,但这种方式不需要软硬件支持,只要设备支持PTP功能便可实现频率同步,节省设备成本。
【关键词】：PTP 同步以太网 包交换 IPRAN OTN
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 课题的背景和意义9-10
• 1.2 国内外发展概况10-11
• 1.3 论文的组织结构11-13
• 第二章 分组网络中的时钟同步技术13-17
• 2.1 同步以太网技术14
• 2.2 CES电路仿真技术传递业务时钟14
• 2.3 包交换实现时钟信息的传递14-15
• 2.4 几种同步技术的对比15-17
• 第三章 IEEE1588标准时间协议的分析17-25
• 3.1 报文类型18-19
• 3.2 同步原理19-21
• 3.3 最佳主时钟BMC算法21-23
• 3.3.1 数据集合比较算法21-22
• 3.3.2 状态决定算法22-23
• 3.4 时钟模型23-24
• 3.5 本章小结24-25
• 第四章 基于包交换方式实现频率同步的研究25-47
• 4.1 分组网络中实现频率同步的方式25-28
• 4.1.1 通过物理层传递频率同步信号25-26
• 4.1.2 利用分组报文跨越网络传递频率同步信号26-28
• 4.1.3 两种方式对比28
• 4.2 时间戳的生成方式及其影响28-30
• 4.3 PTP协议包交换实现频率同步的方法30-32
• 4.4 测试场景及其数据32-46
• 4.4.1 相关测试参数和理论32-34
• 4.4.1.1 测试信号32-33
• 4.4.1.2 时钟的工作模式33
• 4.4.1.3 测试相关参数33-34
• 4.4.1.4 业务流模型介绍34
• 4.4.2 测试仪器介绍34-36
• 4.4.3 采用PTP包交换的方式实现频率同步和时间同步36-42
• 4.4.3.1 测试拓扑及测试配置36-38
• 4.4.3.2 测试数据及分析38-42
• 4.4.4 采用Sync-E与PTP的方式实现频率同步和时间同步42-46
• 4.4.4.1 测试拓扑及测试步骤42-43
• 4.4.4.2 测试数据及分析43-46
• 4.5 总结46-47
• 第五章 IEEE1588技术在实际工程中的应用47-61
• 5.1 IEEE1588技术在IPRAN网络环境下的应用47-53
• 5.1.1 IPRAN的同步需求47-48
• 5.1.2 IPRAN组网中的1588V2性能测试48-53
• 5.1.2.1 IPRAN组网同步性能测试拓扑48-49
• 5.1.2.2 测试用例及数据分析49-53
• 5.1.2.2.1 基站同步性能测试49-50
• 5.1.2.2.2 频率同步链路倒换性能测试50-51
• 5.1.2.2.3 时间同步链路倒换性能测试51-53
• 5.1.3 本章小结53
• 5.2 IEEE1588技术在OTN网络上的应用53-59
• 5.2.1 OTN的同步需求和传输方式54-55
• 5.2.2 测试用例及数据分析55-59
• 5.2.2.1 PTP报文通过透明传输方式实现时间同步55-57
• 5.2.2.2 PTP报文通过ESC方式实现时间同步57-58
• 5.2.2.3 PTP报文通过OSC方式实现时间同步58-59
• 5.3 本章小结59-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 6.1 论文总结61-62
• 6.2 工作展望62-63
• 参考文献63-66
• 致谢66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：933600