学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

IEEE1588高精度网络时间同步应用研究

作　者: 孙中尉
导　师: 华宇
学　校: 中国科学院研究生院（国家授时中心）
专　业: 通信与信息系统
关键词: NTP PTP 时间同步
分类号: TN915.09
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 191次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着社会生产力的发展,在通信、工业自动化、测量与控制,电力等领域,系统间的时钟同步变得尤为重要。互联网络技术的发展和应用的普及,使网络时间同步技术也得到极大的发展。本文主要研究了一种高精度网络时间同步技术。目前应用最广泛的网络时间同步协议是NTP(Network Time Protocol),其报文时间戳是在应用层获取的,同步精度只能达到毫秒级。本文在研究该协议局限性后,介绍一种高精度的时间同步协议IEEE1588简称PTP(Precision Time Protocol),PTP报文时间戳是由硬件来获取的。该协议具有同步精度高,占用资源少和易配置等特点。本文在此研究基础上,首先实现了硬件平台的搭建,该平台由ARM(LPC2468)和集成IEEE1588协议的PHY芯片(DP83640)组成,采用最简单的网络拓扑结构—即主从系统之间不通过交换机或路由器。其次,在该平台的基础上完成UDP/IP协议栈和PTP同步算法的编写,并对PTP协议进行了实现。最后搭建系统测试平台,通过对主从系统中PTP时钟触发配置输出的1PPS信号的比较,对主从系统之间同步精度进行了测试,并对结果进行了详细分析。测试结果表明运用该协议可使基于以太网的系统之间的时钟达到亚微秒级的同步精度,达到本文的预期目标。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
图表目录  10-12
第一章绪论  12-17
  1.1 研究背景  12-14
  1.2 国内外研究现状  14-15
    1.2.1 国外应用现状  14
    1.2.2 国内应用现状  14-15
  1.3 研究目的和意义  15
  1.4 论文组织结构  15-17
第二章网络时间同步技术  17-27
  2.1 网络授时技术  17-21
    2.1.1 网络授时技术的发展  18-19
    2.1.2 网络时间协议和时码格式简介  19
    2.1.3 国家授时中心NTSC Time 网络授时系统  19-21
  2.2 NTP 同步技术原理介绍  21-25
    2.2.1 NTP 协议简介  21-23
    2.2.2 NTP 同步原理及时间戳格式  23-25
  2.3 网络同步技术的发展  25-27
第三章 IEEE1588 网络时间同步协议原理  27-47
  3.1 IEEE1588 概述  27-29
    3.1.1 IEEE1588 发展历史  27-28
    3.1.2 IEEE1588 研究目的  28-29
  3.2 PTP 报文  29-34
    3.2.1 报文类型和端口  29
    3.2.2 PTP 报文格式  29-33
    3.2.3 报文域  33-34
    3.2.4 时间戳数据类型  34
  3.3 PTP 时钟模型  34-37
    3.3.1 普通时钟(OC)  34-35
    3.3.2 边界时钟(BC)  35
    3.3.3 端对端透明时钟  35-36
    3.3.4 点对点透明时钟  36-37
  3.4 PTP 操作  37-47
    3.4.1 系统边界和通信  38-39
    3.4.2 最佳主时钟选择  39
    3.4.3 时钟同步  39-44
    3.4.4 PTP 通信  44-45
    3.4.5 PTP 网络  45-47
第四章基于IEEE1588 网络时间同步协议实现  47-62
  4.1 系统平台搭建  47-48
    4.1.1 PTP 系统拓扑结构  47
    4.1.2 PTP 系统平台  47-48
  4.2 系统硬件结构  48-50
    4.2.1 ARM32 位处理器介绍  48-49
    4.2.2 PHY 芯片介绍  49-50
  4.3 PTP 时钟源  50-51
  4.4 协议实现模型  51-57
    4.4.1 协议实现概述  51-52
    4.4.2 系统初始化模块  52
    4.4.3 PTP 传输报文配置模块  52-53
    4.4.4 PTP 接收报文配置模块  53-54
    4.4.5 读时间值和写时间值模块  54-55
    4.4.6 时间值校正模块  55
    4.4.7 1PPS 信号配置模块  55-56
    4.4.8 10MHz 基准信号配置模块  56-57
  4.5 时钟同步模块实现  57-62
    4.5.1 同步报文接收  57-58
    4.5.2 跟随报文的接收  58-59
    4.5.3 延迟请求报文接收  59
    4.5.4 延迟请求响应报文接收  59-60
    4.5.5 从时钟校正模块  60-61
    4.5.6 IEEE1588 协议开发平台实物图  61-62
第五章同步精度的测试  62-66
  5.1 同步精度测试方法简介  62-63
  5.2 精度测试结果及分析  63-66
第六章结束语  66-68
  6.1 论文总结  66
  6.2 展望  66-68
参考文献  68-70
硕士期间发表论文及科研成果  70-71
致谢  71

相似论文

精密时钟同步协议研究与实现,TP393.11
通信网端到端单向时延测量技术的研究,TN915.06
无线传感器网络中时间同步算法的研究,TN929.5
基于IEEE802.16e的WiMAX系统物理层同步算法研究,TN929.531
分组网时间同步的实现技术研究,TN915.09
NCUC-Bus现场总线技术研究及实现,TP273.5
用于认知过程的视力分配监测技术研究,V328.1
基于误差修正的无线传感器时间同步协议的研究,TP212.9
4G通信系统中MIMO-OFDM同步技术的研究,TN929.5
综合干扰下导航卫星授时的时间误差分析及仿真研究,V474.2
长时延网络时间同步技术的研究,TN915.01
基于ARM7平台的zigbee协议MAC层的实现与改进,TP212.9
无线传感器网络时间同步算法研究,TP212.9
基于无线传感器网络的目标跟踪研究,TP212.9
基于IGS系统的导航卫星自主定轨仿真计算,P228.4
事件驱动型无线传感器网络在工业监控中的应用研究,TP277
尿AD7c-NTP在阿尔茨海默病早期诊断中的价值,R749.1
无线传感网不同拓扑结构的时间同步算法研究,TN929.5
时基同步分布式人工影响天气作业指挥平台及应用,P48
赤星病菌代谢产物对烟草BY-2细胞程序化死亡的诱导,S435.72