IEEE1588精确时钟同步技术

运载火箭测试发射控制系统采用VXI测试系统和光纤传输方案进行性能测试和信号传输,在一定程度上实现了测试过程的网络化,但是设备之间的同步能力比较差(达到毫秒级)。LXI采用IEEE1588精确时钟同步协议,其同步能力可以达到纳秒级,提高了测试系统中各个设备之间的时钟同步能力;对IEEE1588精确时钟同步协议进行研究,详细阐述体系结构和同步原理,最后对影响该协议同步精度的因素进行分析。

基于ISO/IEC/IEEE 8802-1AS广义精确时间协议的时间同步仿真方法

以太网是目前应用最广泛的局域网技术,应用于众多工业领域的实时以太网都面临着数据传输的实时性和确定性的需求。目前在分组网络中应用最广泛的是由IEEE 1588定义的精确时钟同步协议(Precision Time Protocol,PTP),其主要原理是通过一个同步信号周期性地对网络中所有节点的时钟进行校正同步,使分布式网络内的所有时钟与最精确的时钟同步,可以达到亚微米级别的时间同步精度。ISO/IEC/IEEE 8802-1AS基于IEEE1588定义的精确时钟同步协议提出了一种广义精确时间同步协议(generalized precision time protocol,gPTP),用于时间敏感网络中设备时钟的定时和同步,其同步原理与PTP一致。本文通过建立仿真模型对比验证gPTP的同步精度更高。本文首先分析了广义精确时间同步协议的消息同步、传播和转发过程,其次提出了一种对广义精确时间同步协议进行时间同步仿真的方案。通过INET架构和分析gPTP时钟同步协议的基础上,在OMNeT++上对PTP和gPTP协议进行了物理层和MAC层上的信息建模与系统建模,从而仿真了PTP和gPTP的时钟同步过程,实验结果表明gPTP的时钟同步误差范围更小,验证了gPTP相对于PTP在时钟同步方面的优越性。

面向测量与控制的精确时间同步实现方法

IEEE1588协议的不同实现方法对时间同步精度具有重要影响。该文分析了PTP引擎模块体系结构,实现PTP协议状态机、最佳主时钟算法、时钟变量算法、本地时钟同步算法,优化PTP报文发送与接收的控制过程。测试表明,该精确时间同步实现方法可使同步精度达到10微秒级,能有效满足测量与控制领域对时间同步的高精确度要求。

一类网络化控制系统的时延分析及时钟同步方法

针对如何保证精确的分布式时钟同步以实现预期的实时调度和控制问题,通过对一类基于全双工交换式以太网并采用总线型拓扑的网络化控制系统时延特征的分析,结合网络精确时钟同步协议,在分析了其可行性的基础上,给出了网络化控制系统时钟同步的设计及实现方法。

嵌入式SNMP代理的时钟同步功能实现

为提高应用于嵌入式SNMP代理中的同步时钟的性能,设计一种适用于代理的同步时钟。通过研究精确时钟同步协议,结合LPC1766开发板及DP83640以太网收发芯片,基于μC/OS-II操作系统,使用软硬件相结合的方法,使嵌入式SNMP代理具备了精确时钟同步功能。测试结果表明,该时钟较以往代理中的同步时钟在稳定性和精确度方面有明显提升。

以太网时间同步技术的研究进展及其应用

精确的时间同步是网络化测试和控制的一项关键技术。分析比较了几种主要的以太网时间同步协议,并重点介绍了IEEE 1588协议(精确同步时钟协议)如何实现以太网的时间同步,分析了该协议在武器装备领域的应用前景。

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。

电力全网时间同步系统组网思路探讨

随着智能电网的迅速发展,"广域保护"、"广域同步相量测量"等新兴业务的出现发展对电力全网时间同步提出了新的要求。传统的全球定位系统(global positioning system,GPS)时间同步系统已无法满足业务的需求,成为智能电网发展的瓶颈。为此,分析电力业务对时间同步的需求,给出电力时间同步系统存在的主要问题,并在此基础上提出全网时间同步的建设思路与组网结构,并对系统进一步的发展与研究的关键问题进行分析。

1588时间同步技术在PON系统中的实现

介绍了IEEE1588时间同步技术实现的核心机制,分析了1588时间同步技术在PON系统中实现和应用中面临的问题,如频率同步、时间戳技术、最佳主时钟算法等相关问题。提出了在一种PON系统中实现1588时间同步技术的具体解决方案,得到的实验数据验证了该解决方案的可行性。

基于卡尔曼滤波的Link-22数据链网络时间同步算法

为了维持网络正常运行,Link-22数据链所采用的时分多址接入协议必须要求高精度的网络时间同步,传统的RTT算法降低了系统的实时性,PTP算法增大了系统的网络负担,且2种算法都忽略了延迟抖动以及获取时间戳带来的误差,导致时间同步精度低。基于此,文中提出了一种基于卡尔曼滤波的RTT-PTP算法,该算法在不影响系统的实时性以及不增加网络开销的情况下,利用卡尔曼滤波有效地降低延迟抖动以及不同时间戳精度带来的误差。最后通过仿真验证新算法能够有效地提高系统的时钟精度。

时间同步装置在不同网络环境下的性能研究

基于IEEE1588协议的时间同步装置(如时钟、工业以太网交换机、继电保护、测控、合并单元和智能终端等)越来越多地应用到智能变电站系统中,对其安全性和可靠性提出了更高的要求。有别于传统时间同步系统的专线方式,基于IEEE1588协议的时间同步装置处于局域网中,因此网络环境不可避免地会对装置的同步性能产生影响,装置也可能会受到来自网络的各种攻击。文章对基于IEEE1588协议的时间同步装置在不同网络环境下的性能进行了研究,为PTP时间同步装置的设计和应用提供了参考依据。

高精度时间戳跨时钟域设计

本文介绍了基于IEEEl588V2的精确时钟同步协议(PTP)系统中,为解决内部时间戳跨时钟域处理的实时性及硬件对时戳跨时钟域处理的复杂性而提出的一种设计方案。该方法不仅能够在不同时钟域间实时传递时间戳信息,而且在实现上减少设计的硬件资源消耗、降低成本。

系统时间同步改进型设计方案

本文介绍了基于IEEEl588V2的精确时钟同步协议(PTP)系统中,为解决系统主时钟板卡与各从时钟子板卡之间的时间精确同步的设计复杂性,并减少板卡间为实现时间同步所必须的硬件走线互联以减低成本,而提出的一种简化的低成本设计方案。

电网时间同步系统的研究与应用

电网内各节点的时间同步对于电网中各厂站的事故分析有重要作用,文章阐述利用SDH网络、IEEE1588协议以及铷钟等技术研发的电网时间同步系统,实现在GPS、北斗等无线信号以及厂站间有线链路出现问题时仍能保证厂站时间精准同步的方法,为今后时间同步系统的建设和应用提出建议。

车路协同系统仿真实时性优化方法

为了研究车路协同系统的仿真关键技术并构建车路协同系统仿真平台,针对车路协同系统仿真平台中的联邦成员间实时性问题,提出基于PTP(precision timing protocol)协议的高精度仿真主动时钟同步方法。讨论车路协同仿真联邦中各个联邦成员的时间管理策略,并基于时钟同步方法测试2种信息交互策略下的系统延时,提出车路协同系统的信息交互改进策略。仿真测试结果表明:平均同步时钟误差为5.69μs,有效解决了各个联邦成员间的时钟同步问题;仿真系统中1级和2级系统从节点平均仿真延迟为0.77,1.02 ms,较好满足车路协同系统仿真需求。

IEEE1588V2路径延迟自动测量和非对称性补偿

介绍了基于IEEEl588V2的精确时钟同步协议(PTP)系统中为提高普通主时钟与普通从时钟之间时间的同步精度。与此同时,简化设计了一种自动补偿方法,该方法对电路路径延迟的自动测量以及对电路路径延迟造成的不对称性进行硬件上的自动补偿。

基于EPA的分布式控制系统研究与设计

在模拟信号控制的数控系统基础上,设计了基于EPA标准的分布式控制系统;介绍了EPA标准,研究了确定性通信调度机制和精确时钟同步协议的应用这两个关键技术,设计了控制系统中通信模块和嵌入式转接电路板,并对试验结果进行了演示。结果表明,该系统运行稳定,各项性能满足应用需求,对军用控制系统的研究提供了较好的借鉴经验。

网络控制系统的时延分析及数据传输技术研究

二十一世纪,是网络信息发达的时代,电脑的普及大大的提高了人们生活、生产的效率,人们在信息时代的高速发展中,对网络控制系统及数据传输技术都在不停的改进和研究,在这个电脑、通信技术和控制技术融合的新领域里,在网络控制系统中,由网络产生的信息传输时延对系统的控制性能有重大影响。未来了解时延的变化规律,尽可能减小时延对控制系统性能的影响,对不同协议下的传输时延进行了测试和分析,找出了影响时延大小的因素,并为网络控制系统传输协议的选择提供了参考研究的意见。