NTP 網絡時間協議和 SNTP 簡單網絡時間協議是常見的支持網絡時鍾同步的協議。但是這種不足之處是沒有硬件支持，精度不高最多達到毫秒級。無法很好的滿足現代工業控制, 如電力行業、軌道交通等對精度要求比較高的的應用需求。然而 PTP 由於使用了硬件時間戳，消除了網絡協議棧的誤差，大大提高了同步精度，PTP 授時精度可達到微妙級別。本文就 PTP 的同步原理、PTP 授時鍾的， 以及 PTP 授時中廠家進行簡單的討論。
一、PTP 授時同步原理
時間同步含義是指按照接收到的標准時間通過調整頻率和相位來調整被授時設備內部的時鍾。時鍾的相位用數值表示出來其實就是我們所說的時刻。時間同步有授時和守時兩大主要功能，通俗的說，授時就是“對表”，通過不定期地對表動作，將本地時間與標准時間進行相位同步；守時即是在對表的間隙里，本地時間與標准時間之間不能出現太大的偏差。
PTP 授時原理為在同一個局域網中, 主時鍾周期性地發送時間同步報文, 從時鍾接收該同步報文, 同時隨機性的給主時鍾發送延遲請求報文, 然后通過同步算法調整自身時鍾的偏差。
從主時鍾所在的系統中由 PTP 協議進行組包同步數據流, 然后經過傳輸層, 網絡層, 數據鏈路層。網絡多播負責將數據流發送給交換機, 交換機將轉發該數據報文到同一個多播組, 同一個多播組的從時鍾將接收到該同步報文, 從鏈路層傳送送到 PTP 協議層進行解包處理。同時從時鍾發送的延遲請求報文過程將由從時鍾協議層組包, 然后通過網絡鏈路傳回到主時鍾，來回傳送的原理類似。
經往返反復計算,得到比較理想的偏差數值后,通過計算從時鍾和主時鍾之間的偏差比率計算得到從時鍾和主時鍾之間的一個相位差和頻率差, 將所獲偏差補嘗給從時鍾設備, 從而達到主從時鍾設備的一致。
二、PTP 授時鍾硬件的設計
ptp 授時精度從理論上來說主要受兩方面的影響，一方面是打時間戳的位置另外是軟件同步的算法。打時間戳目前可以在物理層、數據鏈路層和應用層上進行，同時精度會依次降低。
本文討論的是基於以太網的傳輸媒介, 在物理層打時間戳的方式, 該方式實現可以獲得較高的同步精度。該方式下的 PTP 數據報文流改變標准的以太網物理層( P H Y ) 芯片, 使用精度更高的具有 IEEE1588 PTP 功能的太網物理層芯片。一般來講硬件單元包括 UDP 用戶數據包協議傳輸層、網絡連接協議 IP 傳輸層、MAC 數據鏈路層、 傳輸層和 PHY 物理層。
三、PTP 授時鍾軟件的設計
軟件采用了分層模型, 模塊化設計的思想,協議棧與平台相關的部分分開, 這樣可以很方便的移植到任何平台下, 在系統調試和功能的刪除添加操作非常的方便。
系統初始化單元主要用於對定時器、系統日志模塊、配置模塊等進行初始化。其中初始化包括但不限於資源分配、創建定時器、創建消息隊列以及初始化系統日志等。其中定時器用於完成 PTP 協議交互時的邏輯操作,保證 PTP 協議的正常運轉。消息隊列負責為用戶提供一個外部的 API 接口,方便獲取 PTP 協議運轉過程中發生的異常信息。
在這里需要說明一下人機交互單元，這一單元主要由配置模塊和測試模塊組成， 前者用於提供參數配置接口, 接收用戶輸入的配置請求,根據配置請求對PTP 協議的實現的系統參數進行配置；后者負責提供用於測試的應用程序編程接口, 並對該測試請求要求的 PTP 協議的功能進行測試。用戶輸入的測試請求,就是通過測試模塊完成的。
四、ptp 授時時鍾產品為適應更高精度的時間同步，我公司推出納秒級的時間同步技術 PTP。相關的 ptp 授時系列產品包括 PTP 主時鍾和從時鍾，除此之外還有 PTP 授時板卡，其中板卡分為串口授時和總線控制兩種，采用高速集成芯片實現硬件時間戳打標功能，大幅度提高了對時和授時精度。協議引擎單元包括定時器、PTP 報文處理模塊、網絡通訊模塊、同步算法模塊和時鍾處理模塊。定時器顧名思義為 PTP 協議的運行提供定時功能,一般有同步間隔定時器、接收超時定時器和延遲請求間隔定時器等三種類型的定時器。ptp 報文處理模塊一般處理同步報文、跟隨報文、延遲請求報文和延遲響應報文， 根據 ptp 協議組織並封裝各種 ptp 報文, 通過網絡通訊模塊發送 ptp 報文, 或從網絡通訊模塊接收 ptp 報文,並獲取各 PTP 報文的發送時間戳和接收時間戳。
ptp 授時鍾主要分為主時鍾和從時鍾，一般 1588 時鍾都是主從成套使用， 因此可以選擇 SYN2401 型 PTP 主時鍾和 SYN2403 型 PTP 從時鍾，如果有 1588 時鍾集成能力，可以選擇各種 1588 時鍾板卡，有核心板卡和整塊板卡，1588 核心板卡體積小巧，可以做主時鍾也可以做從時鍾，性價比極高，有需要的客戶可以直接與銷售聯系，有技術問題可以直接與 1588 時鍾技術專員聯系。
五、PTP 授時產品的廠家推薦
西安同步電子科技有限公司專注時頻產品，主營 NTP 時間同步器、gps 北斗同步時鍾、差分轉集電極儀器、秒表檢定儀、時間間隔發生器、子母鍾、PTP 授時鍾等網絡授時產品和 cpcie 授時板卡、模塊。公司服務的單位分布全國各地有研究所、計量院、地震局、軍隊、大學、醫院等行業贏得了良好的口碑。如有需要可以和我公司的銷售業務人員電話或微信溝通。