ptp授时时钟应用说明

ptp 授时时钟与NTP相比，精度更高，支持多种时钟同步网络拓扑，自持对网络变动的自适应等优势，目前许多单位在选择授时方法时会考虑ptp授时时钟。本文将针对ptp授时的原理、使用场景、特点及ptp授时钟厂家等方面进行简单阐述。

一、PTP 授时时钟同步原理

   主时钟和从时钟之间周期性的交换时间同步信息，同时精确的捕获信息包的发出和接受的时间，加盖时间戳信息。假如从时钟接收到了时间同步信息，便能从中解析出时戳信息，从而计算出自己与主时钟的时差以及网络中的传输延时，校正本地时钟信息。

二、ptp授时钟使用场景

   对时间同步的精度要求比较高，达到亚微秒级别，典型应用有实验室或测控系统过、工业自动化或电力系统比如民用移动通信中TD-SCDMA系统；军用通信中用于导弹发射的遥控遥测系统和舰船雷达系统等。

三、ptp授时协议

ptp协议即IEEE1588标准，主要的构想是通过软件和硬件将需要授时网络设备的内时钟和主控机的主时钟实现同步，提供时间同步，建立小于10us的应用，从而使整个网络的授时设备时间同步精度得到提升。

四、ptp授时时钟设备特点

**ptp授时钟特点有:同步精度高，可达亚微妙级，支持时间同步和频率同步；有效缓解由于网络延迟抖动引起的非对称性影响；统一的业界标准。

其次和几种同步技术比较，值得注意的是NTP可以用在以太网中，分析那分享以太网的优势，不需要额外部署专用的时间同步网。同步精度局域网中为10us至10ms，internet内为100到1000ms,可以满足多数应用的同步需求。

IRIG需要利用专用网络发送时间同步信息，不能利用以太网，这样就带来了很多麻烦。例如需要额外部署专网肯定会增加相应的费用，另外专用网需要把现有的分组网的拓扑结构复制一遍，这些电缆会占用很大一部分空间和重量。例如对空间比较敏感的地方船舰就不建议使用。

GPS可以作为以太网承载网提供参考时钟源，但是GPS使用会存在一些问题，成本高，军事风险。还有一个问题就是需要在空旷的地方架设天线，如果是室内或某些收遮蔽的环境，时间同步精度势必会受影响。

五、ptp授时时钟产品

为适应更高精度的时间同步，我公司推出纳秒级的时间同步技术PTP。相关的ptp授时系列产品包括PTP主时钟和从时钟，除此之外还有PTP授时板卡，其中板卡分为串口授时和总线控制两种，采用高速集成芯片实现硬件时间戳打标功能，大幅度提高了对时和授时精度。

ptp授时钟主要分为主时钟和从时钟，一般1588时钟都是主从成套使用，因此可以选择SYN2401型PTP主时钟和SYN2403型PTP从时钟，如果有1588时钟集成能力，可以选择各种1588时钟板卡，有核心板卡和整块板卡，1588核心板卡体积小巧，可以做主时钟也可以做从时钟，性价比**，有需要的客户可以直接与销售联系，有技术问题可以直接与1588时钟技术专员联系。

六、ptp授时钟如何使用

PTP设备主时钟源要安装天线，配置IP后接入到网内。从设备要具有PTP模块。具体的应用方案首先需要在网络的某个节点处部署支持ptp协议的主时钟服务器，然后将需要授时的设备均配制成ptp从节点，主时钟通过GPS接收器获得精准时间，并从网络中发出带有时间信息的ptp报文，报文经过网络钟的边界时钟BC和透明时钟TC达到各个PTP从节点；从节点不断地和主节点交换同步时间的报文，获得准确的时间信息从而校正本地时间，实现与主节点的同步，最终实现整个节点之间时间的同步。

PTP授时精度的测量方法一般是将同步后的主从设备的1pps接入到数字计数器中测量。

七、ptp授时时钟精度测试方案

1、主时钟守时性能验收根据指控系统需求，主时钟的守时性能应优于 1ms/d。将两台主时钟与卫星同步锁定 8h 以上后，然后断开其中一台的卫星连接（拔除卫星天线或收回外置蘑菇头，通过指示灯及 web 界面确定主时钟与卫星失锁）。断开 24h 后，通过示波器对失锁主时钟的秒脉冲信号以及另外一台正被卫星驯服的主时钟的秒脉冲信号进行比较，测试值小于 1ms 即认为合格。

通过实际运行测试，24h 后 2 台主时钟的脉冲间隔相差320ns，满足守时精度需求。

2、板卡同步性能验收

主时钟使用北斗时间源，主从均使用 UDP 模式，主从发包频率均设为每秒 8 次，在配置完成情况下，使用示波器观测主从之间秒脉冲偏差。

测试项目分同步精度和收敛时间两项。同步精度合格判据为主从之间秒脉冲偏差稳定后，在一小时内，主从秒脉冲偏差不超过 1μs ；收敛时间合格判据为主从时钟自开始同步至同步精度达到 1μs 内的收敛时间应在 10 分钟以内。主从秒脉冲偏差不超过 200ns，且达到该对时精度用时约 2min，满足上述指标要求。

3、服务器同步性能验收

系统指标要求整个系统对时精度要求不大于 10μs。时间服务器（主时钟）与卫星信号 UTC 时间偏差约为 50-100ns，主时钟经过多级交换机到时间同步板卡的精度约为 200ns，因此要测试北斗天线到服务器系统时间的差值，只需要测试时间同步板卡到系统时间的对时精度即可同步板卡，主机的操作系统运行驱动程序及授时板卡系统软件，实现操作系统时间与板卡时间的同步稳定（约需要 1min 左右）。待同步稳定后，驱动程序操作系统函数分别抓取系统时间与板卡时间，计算时间偏差范围，完成测试。

八、ptp授时时钟厂家介绍

西安同步电子科技有限公司作为一家ptp授时时钟厂家，集研发、生产和销售为一体，每年营业额高速增长，目前分别于全国各地部分研究所、计量院、高校、医院和其他科研单位建立了密切合作关系，产品得到各个企事业单位的一致好评。