基于以太网交换机的IEEE1588V2时钟同步协议研究与实现

【摘要】随着通信网络的飞速发展，移动宽带业务的不断扩张，移动网络全IP化势在必行。而在对分组网络建设时，一个关键技术要求就是要实现时钟同步。在3G无线通信领域，WCDMA需要支持频率同步，而TD-SCDMA和CDMA-2000则需要在支持频率同步的基础上还需要支持时间同步。移动运营商在进行IP无线接入网(IPRAN)建设时，明确提出了在IPRAN中实现时钟同步，也就是实现IEEE1588V2的时间同步协议。以太网没有提供网络时间同步的能力，对于时间敏感的应用（如语音视频，工业自动化）和发布精确的频率参考（手机基站），这样的功能不能很好地支持。为了达到时钟同步的功能，目前主要是通过在各基站节点设备上安装GPS(GlobalPositionSystem)来获取精确时间，使得各接入设备间实现时钟同步。这种实现方案系统可靠性低，结构复杂，施工难度比较大，而且很容易受到干扰等。而在下一代网络的核心交换设备以太网交换机上实现IEEE1588V2协议标准正好解决了该问题。“IEEE1588”协议的全称是网络测量和控制系统的精确时钟同步协议，通常称为精密时间协议(PrecisionTimeProtocol，PTP)，该协议定义了一套精确的时钟频率及绝对的时间同步机制，用于解决成本过高和精度不足等问题。本文详细介绍了IEEE1588V2时钟同步标准协议中定义的PTP时钟同步协议在以太网交换机中的实现，并介绍了该协议的模型及以太网交换机各功能模块的实现，用于替代目前使用高成本的GPS时钟同步机制。此外，还通过交换机和测试仪结合给出了组网测试结果，并做了简要分析。最后，本文还指出了该时钟同步精度的不足和改进方案。
【作者】邓德杨；
【导师】张文超；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，电路与系统，2014，硕士
【关键词】时钟同步；交换机；时间戳；报文；主从时钟；

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