卓 岩 白 涛

(1.上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海 200240；2.深圳中广核工程设计有限公司，广东 深圳 518172)

基于PTP协议的提高工业以太网时钟同步精度的方法研究

卓 岩1白 涛2

(1.上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海 200240；2.深圳中广核工程设计有限公司，广东 深圳 518172)

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。

时钟同步 精度 PTP协议 频率漂移 透明时钟

目前工业以太网的同步技术越来越多地应用于工业控制领域与测量系统[1]。所谓时钟同步就是系统内各节点与时钟源的时间同步技术。目前广泛采用的时间同步协议主要有网络时间(NTP)同步和精确时钟同步(PTP)协议，可达到亚微秒级同步误差。但高要求的计量系统和事件序列分析/控制系统往往需要高精度的同步技术，尤其对于同时发生的事件，需要实现纳秒级的精确同步测量。以太网的时钟同步关键技术之一是同步消息包时间戳的精确性。

时间戳的精确性取决于消息包靠近物理层的程度，影响时间戳精度的因素有晶振的稳定性、物理层特性、时间戳分辨率、消息包收发时的抖动、网络结构与负荷。针对消息包收发时的抖动和晶振稳定性对时间戳精度的影响，文献[2]提出Kalman滤波算法估计消息包收发时的延时抖动，假设延时抖动服从正态分布，而在实际应用中时间戳值和消息包收发时的延时抖动值并不服从正态分布；……