PTP在广电IP系统中的应用

随着4K、8K技术的快速发展,广播电视制作与播出领域进行了网际互连协议(Internet Protocol,IP)化的迭代,为高分辨率节目的传输提供更加快捷、灵活的应用环境。在这一过程中,同步时钟起到了重要的保障作用。基于此,分析IP系统中精确时间协议(Precision Time Protocol,PTP)时钟同步原理,阐述PTP在不同场景的应用,探讨如何构建一个统一基准的同步系统,以满足广电系统IP化的需求。

IP网络架构下无压缩4K视频码流的PTP同步信号解析

随着网络技术的发展,数据码流传输模式逐步由SDI架构过渡至IP化架构,简化了网络结构,提升了传输效率,但同时对发射端和接收端的同步问题提出了更高要求。本文针对IP网络架构下无压缩4K视频码流的同步问题,基于PTP协议对同步信号和RTP信号进行解析,进一步理清RTP和PTP协议协同工作时视频码流时钟与源时钟的同步关系。

一种基于PTP协议的局域网高精度时钟同步方法

PTP协议是IEEE-1588中定义的一种精密时钟同步协议,广泛应用于分布式系统中。但当采用纯软件实现时,同步精度受到网卡的缓存效应、网络的平稳性和操作系统的进程调度等多种因素的影响,难以达到亚毫秒的精度。本文通过分析各种影响因素的特点,结合PTP协议时钟同步机制,提出了一种高精度时钟同步方法,通过采用握手机制以及对测量数据进行处理,有效减弱了各种因素的影响,并结合基于CPU定时器构造的高精度时钟,实现了亚毫秒精度的时钟同步。

基于灰预测的PTP协议改进方法

随着无线网络节点时钟同步需求的日益增加和实时性应用的增多,时钟同步的地位越来越突出,在改善用户体验、提高节点资源的使用率、提高系统稳定性等方面,时钟同步也有着重要意义。精确时钟同步协议(precision time protocol,PTP)广泛运用在时钟同步机制,然而,由于无线网络中存在随机不对称时延,使得PTP的精确度下降。尽管通过统计和估计的方法可以提高同步精度,但需要收集大量的样本,这将导致收敛速度减慢,对于资源有限的设备节点还会引发内存占用问题。首先给出了无线网络中节点之间时钟偏差的特性分析,然后提出了一种基于GM(1,1)的灰预测模型的快速时钟同步方法,该方法基于灰预测理论,灰理论是针对既无经验,数据又少的不确定问题。而对于资源有限的无线网络节点的时钟同步,不对称时延是不确定性的,同时样本很少,非常适合用灰理论进行时延估计。实验结果表明所提解决方案可以实现高精度的快速时钟同步。

用于船舶综合电力系统同步测量的高精度PTP混合时钟同步方法

为了满足船舶综合电力系统同步测控亚微秒级的精度要求,通过分析各种时钟同步协议的优缺点和传统时钟同步方法对船舶同步测量的局限性,提出一种基于IEEE1588协议的卫星时钟同步与时钟同步频率补偿算法相结合的混合时钟同步方案以实现同步测量。所提方案以环星型拓扑结构的交换式以太网为背景,基于集成IEEE1588协议功能的以太网收发器设计了同步测量节点,并研究了一种频率补偿算法,可以动态地对时钟节点的晶振频率进行补偿,使时钟具有良好的守时性,保证了主从时钟的偏差恒定。通过仿真分析和试验对同步偏差性能进行测试,结果显示同步精度维持在±200 ns以内,达到了IEC61850关于同步测量的标准,满足了船舶综合电力系统时间同步的需要。

PTP网络非对称时延抖动修正算法设计与分析

为了改进PTPV2时间同步网络非对称时延抖动对主从时钟同步精度的影响,设计了传输报文的非对称时延抖动修正算法;基本思路是在主从时钟交换报文信息中,找出最佳报文用于从时钟的调整;采用两级过滤先进增强时间恢复算法,即使发生网络传输阻塞,也能筛选出未受阻塞的幸运报文用于时钟偏差估计;新算法能够很容易集成到PTPV2协议中,而不会影响基本的报文信息交换;实际测试结果表明,新设计的时间恢复算法,在普通交换机网络中,可有效抑制非对称时延抖动,主从时钟同步精度也可优于100ns。

基于PTPd2的精密时钟同步软件实现方法

针对软件实现方式在协议栈网络驱动层获取时间戳,易受协议栈延时和抖动影响导致同步精度较低的问题,提出一种精密时钟同步软件实现方法。基于开源代码PTPd2采用纯软件方式实现IEEE 1588协议,通过Linux系统的内核函数在网络驱动层获取报文时间戳,相比网络时间协议在应用层获取时间戳可有效避免协议栈的干扰,同时利用Wireshark抓包软件捕获报文经过介质访问控制(MAC)层的时间,在PTPd2中补偿报文从网络驱动层传输到MAC层产生的延时和抖动,提高了时钟同步精度。实验结果表明,当主-从时钟设备直接相连时,合理设置P、I值和同步周期并补偿出边界时间,时钟同步精度可达19μs,可满足大部分分布式控制系统的要求。

基于PTP协议的提高工业以太网时钟同步精度的方法研究

介绍了PTP系统模型及其时间传播过程、点对点透明时钟的精确时钟同步原理,应用点延时机制计算路径延时。针对晶振频率漂移对硬件打时间戳的影响,用频率补偿算法来获得更准确的时间戳,从而提高工业以太网的时钟同步精度。

基于PTP协议时钟同步系统的实现

由于校区的扩大,对时钟精度的要求越来越高。为了解决这个问题,采用基于PTP协议的时钟同步系统来实现对时钟的精确同步控制,确保了校区内时间的同步性和精确性。

基于PTP的加权时钟同步算法

时钟同步在计算机网络领域中应用广泛,是实现许多网络功能的重要基础。软件定义网络(SDN)作为一种新兴的网络架构,其中的确定性时延、同步传输、网络虚拟化等研究都依赖于网络协议进行软件时钟同步。研究如何通过软件方式提升时钟同步精度在SDN系统中有着重要的意义。本文对现有的PTP的时钟同步方式进行了介绍与分析,在此基础上提出了一种改进的时钟加权算法,通过利用网络中上一层多个节点的时钟信息来提升多跳同步的时钟精度。在对典型网络的仿真测试中,每个节点时钟同步精度的提升幅度从1倍到2.6倍不等。网络中的链路越多,算法提升效果越明显。

基于PTP协议的航空图像高速传输

为了减少传输图像数据量,提高图像传输的速度,实现对航空图像的高速传输,研究一种高速、可行的图像传输方法。基于PTP(Picture Transfer Protocol)协议,采用JPEG图像压缩算法对图像进行压缩,引进文件流的多线程传输模式,自主开发了航空数码相机图像传输系统。介绍了系统设计方案,验证了设计方案的可行性。测试结果显示,图像平均传输速率为53.641 Mb/s,误码率为0.00%,表明该系统能够很好地保证数据的原始性,防止数据丢失,有效地减少数据通道堵塞,实现了图像数据的高速、高质量传输。

基于USB接口的PTP协议在Win32上编程实现

本文简单介绍了PTP(PictureTransferProtocol)协议的背景和内容,并从协议的工作过程出发,在PC上实现其在USB(USB1.1)接口上的编程,进而在此基础上成功的完成了对数码相机的控制。

PTP精密时间同步协议的实现方法与应用

介绍了基于IEEE 1588的PTP时钟同步原理,PTP协议实现中具体的软硬件设计。同时,介绍了PTP精密时间同步协议实现方法的工作流程。最后,提出了PTP在电力系统中的应用场合。

试验舰PTP时间同步系统设计

针对当前靶场试验舰时间同步系统的不足,设计了一种基于PTP协议的高可靠性时间同步系统。研究分析PTP同步原理,重点结合试验舰测控同步需求和舰载网络特点,提供了具体的方案设计和PTP授时模块的硬件实现。系统采用标准化通用模块设计,兼容原有时间同步系统,并具有良好的扩展性。仿真测试验证系统在非PTP链路上可实现微秒级同步,适用于试验舰分布式测控场景下的高精度时间的灵活接入,为试验舰时间同步系统网络化迁移部署提供有益参考。

家庭基站时间同步需求导航卫星授时和PTP1588

本文介绍了家庭基站(Femtocell)的概念及应用场景,比较了实现Femtocell时间同步的三种手段:侦听宏基站的时钟信号、用导航卫星信号定时、通过(网络)精密时间(同步)协议PTP-1588V2进行时钟同步,同时介绍了PTP-1588V2的时间同步原理,并给出典型网络环境下家庭基站同步的大量测试数据,结果表明与北斗授时相结合的PTP-1588V2时钟同步技术,业已达到家庭基站同步需求的商用水平。

基于PTP时钟协议的电梯空载检测装置设计研发

随着科技的飞速发展,计算机和现场总线技术迅速发展,通信设备和主控制设备也在不断改进,并且采用最新的现场总线技术。升降机是保证电梯安全、可靠的先决条件,而能够及时、精确地完成升降机控制与各辅机的通信是目前升降机行业亟待解决的重要课题。

频率漂移对PTPV2链路延迟计算精度的影响与分析

针对基于PTPV2的网络化测试系统中,时钟频率漂移对链路延迟的影响问题,分析了IEEE1588时间同步过程的原理和拓扑结构图,给出了点对点PTP系统中影响同步性能的机理;在此基础上,通过引入频率变化率补偿因子CRF,获得了链路延时误差计算模型;结果表明,均衡提高主从时钟频率稳定度可改善系统同步精度,合理选择报文传递参数可减少时延计算误差。

基于PTP协议的分布式解码系统视频输出同步的研究

大型显示墙通常由多个LCD显示器拼接而成,或者由小间距LED显示模块拼接成大面积显示墙。这种显示墙的图像通常是按单个LCD或按一个特定LED区域输出驱动的,比如一块LCD屏或者一个分辨率为1920×1080的LED点阵区域对应一路HDMI输入,当一个视频图像跨越多个显示屏(或LED显示区域)时,为了保证图像质量,要求每个屏上的图像输出的是同一帧图像,并且要求各路输出的帧同步的相位也是同步的,否则就可能产生图像的“撕裂效应”,这种现象尤其在分布式解码系统上尤为突出并且难于解决。研究了如何在特定的嵌入式解码板上实现基于软件的PTP协议,以及在此基础之上如何实现解码板之间相同帧号的视频同步输出,并且保证各路视频帧同步的相位也基本相同,通过这两种同步的实现,可以完全消除图像的“撕裂效应”。

虚拟化电视播出系统的PTP同步应用实践

随着计算机性能的不断提高和计算机网络技术的进步,广播电视专业视音频节目的制作、播出逐渐具备了在虚拟化系统中部署的条件,可以在虚拟化平台上构建基于SMPTE ST2110系列标准的播出系统。而精确时间协议(Precision Time Protocol,PTP)时间同步在基于ST 2110系列标准的播出系统中非常关键。为此,讨论在虚拟化平台上为播出系统各虚拟机实现PTP高精度同步的工具和方法。

基于TDOA和PTP的高精度WLAN定位系统的设计和实现

针对室内WLAN定位目前难以达到分米甚至厘米级的高精度问题,以IEEE1588v2(PTP)精确网络时钟同步技术和到达时差原理(TDOA)为基础,结合非视距(NLOS)测距误差消除等技术,研究和设计出一套基于现有WLAN(IEEE802. 11x系列标准)设备的高精度实时定位解决方案。实验表明,该系统实现的到达时间测量和定位精度等参数优于UWB、CSS无线定位方案。本案可广泛应用于移动互联网、物流管理、矿业勘探、医疗健康等需要精准位置服务(LBS)的行业领域。