發(fā)布時(shí)間：2017-09-21 03:33

  本文關(guān)鍵詞：IEEE1588精密時(shí)鐘同步協(xié)議的研究及其在核心路由器中的實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 時(shí)鐘同步 核心路由器 硬件時(shí)間戳 非對(duì)稱鏈路

【摘要】：3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展和普及給時(shí)鐘同步提出了更高的要求,傳統(tǒng)的GPS衛(wèi)星同步存在高成本和安全風(fēng)險(xiǎn)的問題,IEEE1588精密時(shí)鐘同步由于其精度高、成本低、安全性和可靠性較好,正逐漸成為GPS同步的替代方案在時(shí)鐘同步的領(lǐng)域中發(fā)揮其優(yōu)勢。作為運(yùn)營商IP骨干網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)備,核心路由器中必須要實(shí)現(xiàn)1588時(shí)鐘同步的功能,并能達(dá)到納秒級(jí)的同步精度。在IEEE1588協(xié)議研究的基礎(chǔ)上,影響時(shí)鐘同步精度的幾個(gè)因素需要著重分析。首先,報(bào)文時(shí)間戳直接決定了時(shí)間偏移的計(jì)算結(jié)果,時(shí)間戳的位置應(yīng)該盡量靠近物理層,以克服上層協(xié)議棧抖動(dòng)對(duì)時(shí)間戳精度造成的影響；其次,同步網(wǎng)絡(luò)中的透明時(shí)鐘雖然不需要與主時(shí)鐘同步,但頻率的不一致會(huì)造成駐留時(shí)間的計(jì)算誤差,引起精度丟失,可以研究使用頻率同步和頻率補(bǔ)償兩種方法來解決該問題；IEEE1588同步算法還依賴于鏈路的對(duì)稱性,因此如何在非對(duì)稱鏈路中進(jìn)行同步計(jì)算,并對(duì)報(bào)文進(jìn)行非對(duì)稱鏈路的校正以得到準(zhǔn)確的時(shí)間偏移值,是研究的重點(diǎn)內(nèi)容。在路由器中的實(shí)現(xiàn)中選用了NetLogic的某款芯片,作為IEEE1588功能的輔助芯片。在實(shí)際的測試網(wǎng)絡(luò)中可以看出,基于硬件時(shí)間戳的時(shí)鐘同步都能達(dá)到納秒級(jí)的同步精度。并且在非對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)中,經(jīng)過非對(duì)稱校正的的計(jì)算,同步的精度得到了明顯的提升。在網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘同步中有效地避免了可能產(chǎn)生的誤差,達(dá)到了運(yùn)營商對(duì)于核心路由器同步精度的要求。
【關(guān)鍵詞】：時(shí)鐘同步 核心路由器 硬件時(shí)間戳 非對(duì)稱鏈路
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN915.05
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 背景8
• 1.2 研究目的8-9
• 1.3 研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3.1 IEEE1588的起源和發(fā)展9-10
• 1.3.2 幾種時(shí)鐘同步方案的對(duì)比10-11
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容11-12
• 1.5 本章小結(jié)12-13
• 第二章 IEEE 1588協(xié)議概述13-35
• 2.1 IEEE 1588v2簡介13
• 2.2 IEEE 1588協(xié)議的基本概念13-15
• 2.2.1 IEEE1588系統(tǒng)構(gòu)成13-14
• 2.2.2 PTP域14
• 2.2.3 時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)和PTP接口14-15
• 2.2.4 主從關(guān)系15
• 2.2.5 最優(yōu)主時(shí)鐘15
• 2.2.6 報(bào)文類型15
• 2.3 IEEE 1588時(shí)鐘同步模型15-22
• 2.3.1 普通時(shí)鐘OC16-17
• 2.3.2 邊界時(shí)鐘BC17-18
• 2.3.3 透明時(shí)鐘TC18-22
• 2.4 IEEE 1588時(shí)鐘同步工作機(jī)制22-34
• 2.4.1 BMC最佳主時(shí)鐘算法22-28
• 2.4.2 PTP端口狀態(tài)機(jī)28-30
• 2.4.3 時(shí)間同步原理和算法30-33
• 2.4.4 頻率同步原理33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 IEEE1588時(shí)鐘同步精度影響因素分析35-47
• 3.1 時(shí)間戳對(duì)精度的影響35-37
• 3.1.1 時(shí)間戳參考平面35-36
• 3.1.2 時(shí)間戳產(chǎn)生方式36-37
• 3.2 TC頻率不同步對(duì)精度的影響37-40
• 3.2.1 TC頻率同步38
• 3.2.2 TC頻率補(bǔ)償38-40
• 3.3 非對(duì)稱鏈路對(duì)精度的影響40-46
• 3.3.1 鏈路非對(duì)稱因素分析40-41
• 3.3.2 平均鏈路延時(shí)和非對(duì)稱延時(shí)41-42
• 3.3.3 非對(duì)稱鏈路的校正42-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 IEEE1588時(shí)鐘同步在路由器中的實(shí)現(xiàn)47-62
• 4.1 總體實(shí)現(xiàn)架構(gòu)47-48
• 4.2 IEEE1588功能在芯片中的實(shí)現(xiàn)48-55
• 4.2.1 幀報(bào)文解析模塊48-49
• 4.2.2 時(shí)間戳模塊49-52
• 4.2.3 TOD計(jì)數(shù)器模塊52-54
• 4.2.4 PTP觸發(fā)器模塊54-55
• 4.2.5 時(shí)間戳隊(duì)列55
• 4.3 整框同步在路由器中的實(shí)現(xiàn)55-58
• 4.3.1 PHY時(shí)間戳的更新55-56
• 4.3.2 透明時(shí)鐘的整框同步56-57
• 4.3.3 邊界時(shí)鐘的整框同步57-58
• 4.4 驅(qū)動(dòng)軟件的工作流程58-60
• 4.5 本章小結(jié)60-62
• 第五章 測試方案及結(jié)果62-71
• 5.1 基本組網(wǎng)圖62-63
• 5.2 協(xié)議功能測試63-66
• 5.3 非對(duì)稱鏈路的校正測試66-68
• 5.4 對(duì)BC和TC的測試68-70
• 5.5 本章小結(jié)70-71
• 第六章 總結(jié)與展望71-73
• 致謝73-74
• 參考文獻(xiàn)74-75

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