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。

NTP和PTP协议的时间同步误差分析

目前,NTP和PTP两种网络时间协议在电力系统中已经广泛应用,其同步原理及具体实现已有比较全面的分析,但针对两种同步协议的误差来源和数学模型则鲜见报道。为了进一步提高两种协议的时间同步精度,在梳理NTP和PTP的时间同步原理基础上,对同步过程中的误差来源进行了逐项建模,给出了误差的数学模型,最后利用现有设备进行了同步实验。实验结果表明,随着同步间隔的减小,本地时钟频率偏差引起的同步误差减小,同步精度因而提高;PTP由于使用了硬件时间戳,消除了网络协议栈的误差,同步精度远远高于NTP,达到了亚微秒量级。

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。

基于PTP的无线分布式测试系统时钟同步研究

时钟(PTP)的发布使得分布式测试系统时钟同步精度大大提高,让各个传感器、执行器以及其它终端设备能够共享同一时钟基准,并能够精确保证不同终端的时钟同步质量。该文提出了无线分布式测试系统的网络拓扑结构,阐述了PTP时钟同步的过程,分析了PTP时钟同步调节算法的改进。通过MATLAB仿真给出了无线分布式测试系统典型网络拓扑下的PTP时钟同步的精度性能,引入偏移估计和斜率补偿,进一步提高了时钟同步的精度。

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。

PTP精密时钟同步原理分析

随着网络技术的发展,分布式控制系统中对时间同步的要求越来越高,PTP协议就是一种应用于分布式测量和控制系统中的精确时钟协议。本文介绍了PTP协议的基本原理,对其协议核心的最佳主时钟算法和本地时钟同步的原理进行了讨论,最后分析了影响时钟同步的因素。经过分析可知,通过消除或者减小影响时钟同步的因素和采用相同性能的主从时钟,则同步精度会得到很大提高。

基于PTP和RTC的煤矿微震监测系统及应用

为提高煤矿微震监测系统的震源定位精度,结合煤矿实际情况,研制一套具有自主知识产权的高精度煤矿微震监测系统。该系统井下布置多台分站,通过分站采集拾震传感器信号,然后分站通过以太环网将数据上传到地面主机。系统采用PTP(Precision Time Protocol)网络精密时钟同步协议给分站授时作为时间基准,同时采用RTC(Real Time Clock)作为PTP时钟的补充时钟,主机通过对拾取震动波的阈值、时窗和相关有效触发道数判断,对微震事件进行自动识别。系统运行情况表明,监测结果与实际现场情况较吻合,定位结果具有小于10m的精度。

一种增强型PTP光纤级联精细时频同步方法

该文提出了一种增强型PTP光纤级联精细时频同步方法,该方法以PTP同步技术为基础,结合同步以太网时钟传递技术和基于数字双混频时差法的多级级联精细时钟同步技术,对PTP技术进行改进和增强,然后基于该方法,通过多级时频设备光纤级联的形式实现多节点、大跨度、网络化的时频信号传递与同步输出,并解决多级级联情况下同步精度会逐级恶化的问题,实现ns量级的系统时间同步精度,保证系统各环节在高度统一的时间尺度下进行高效同步与联动工作。通过设计、试验,验证了该方法的可行性和有效性。

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。

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时钟同步方案研究

IEEE 1588 PTP(Precise Time Protocol)同步系统的同步精度虽高,但经济成本较高,并不适用于所有的电力系统同步网络。为了平衡时钟同步精度和经济成本,提出了2种PTP同步方案:分别采用普通交换机和透明交换机作为网络交换设备应用于智能电网的PTP同步系统中,并通过OMNeT++软件进行了仿真分析。仿真结果表明方案一同步精度最高只能达到T3等级,但其经济成本较低,适用于时钟同步精度要求不高的子网当中;方案二成本虽高,但其同步精度可达到T5等级,适用于时钟同步等级要求高的子网。

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的多节点微震数据同步采集技术研究

为了同步微震监测系统中各分布式采集节点时钟和提高其精度,提出一种基于PTP(precision time protocol)时钟协议的微震数据同步采集设计方案。该方案将计算机时钟作为系统主时钟,以STM32为处理器,IP178CH为网卡驱动设计时钟分配器,并在其中植入PTP时钟协议,然后通过时钟分配器向网络中各采集节点周期性发送同步信号,最后通过时间偏差和网络延迟时间对每个节点的RTC时钟进行校准,使其与主时钟保持一致,从而实现了节点数据同步采集,其时钟同步精度达到了μs级。

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。

网络音视频系统中基于PTP域的时钟分离应用

阐释PTP同步概念、原理,以及几种常见时钟针对不同应用需求的解决方案,探讨网络构架下的音视频系统中,利用PTP域实现音视频系统的时钟分离。

利用PTP技术计算传输链路频率偏差的探索

通信传输网最低同步时钟精度为1E-6级别,而移动通信基站时钟精度要求为1E-8级别。当通过传输网给基站传送定时信号时,易出现由于定时链路异常而导致的基站空口频偏超标,引起通信质量劣化甚至基站退服。本文利用1588v2 PTP报文,推导相邻设备频率偏差的理论公式,并进行了实验验证。通过该方法,在不使用高精度仪表的前提下,可以方便地计算出主从设备之间的频率偏差。当从设备是基站时,有利于维护人员及时发现传送链路时钟频偏超标并迅速采取措施。

无压缩4K超高清EFP系统中PTP精确时钟同步技术解析

在SMPTE-2110无压缩标准指导下,新的4K-EFP超高清制作系统业务数据全IP化以及4K视频流无压缩处理已是必选方向。这种广电三层结构的IP制作网在IP网络层的互通只是第一步,由于网络环境存在未知性,为了真正确保数据流业务同步、有序、准确的运行使节目生产正常化,PTP网络精确时钟就是非常重要的事情,没有它整个超高清制作系统就会瘫痪无法进行节目制作。本文将依托新搭建的4K-EFP从标准、系统、授文解读、错误判断等方面着重解析PTP网络精确时钟同步涉及的应用技术理念。

一种高精度PTP 时钟同步方法及应用

PTP是实现网络精确时钟同步的热门技术之一,在工业以太网领域应用广泛。在IP流媒体传输领域,时钟同步至关重要。因此,介绍PTP时钟同步原理,提出一种时钟同步的具体实现方法,并将此方法应用于SMPTE ST 2110标准的SDI over IP技术,取得了满足产品实际应用的高精度时钟同步效果。

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。