张端阳　肖　力　付忠敏

（华中科技大学自动化学院　武汉　430074）

1　引言

工业现场的数据采集变得越来越模块化，但当需要测量多个外部的数据时，可能需要多个模块。将这些由传感器采集的数据通过网络上传的时候，由于没有时间信息，远程上位机不能很好将采集数据融合处理，一般只能独立的对采集上来的数据处理。为了实现对采集数据的时钟同步，需要对数据采集模块间进行时钟同步。

当前几种比较流行的时间同步协议有NTP（Network Time Protocol）［1］和 PTP（Precision Time Protocol）［2］，两者的原理类似，都是实现主时钟节点和从时钟节点间的时间同步，其中PTP协议是网络测量和控制系统时钟同步协议（IEEE1588协议）的简称，具体的差异如图1所示。从图中可以看出，NTP和PTP时间戳的截取的位置不同。NTP获取的时间戳的位置是应用层，而PTP时间戳的截取的位置是在物理层。正是由于获取时间戳的位置不同，这样PTP可以有效地去除运行操作系统和TCP/IP协议栈时间抖动对时钟同步的影响。但是由于PTP获取时间戳位置的在物理层，所以需要特殊的硬件支持，即在具体的应用中硬件需要支持PTP，这个实际的硬件设计带来了一定的成本，但是NTP不需要硬件支持。获取时间戳的位置的差异促使PTP的同步时钟精度是NTP同步时钟精度的10000倍。PTP的同步时钟精度是亚微秒级（100ns）。在该精度下可以满足大多数时间同步的精度要求，比如PTP可用于高速铁路地震预警系统采集设备［3］。

图1　时间戳截取的位置

由于上述的对硬件特殊要求［4～9］，这使 PTP 的实用性远没有NTP简单。……