NTP（RFC 5905）、PTP（IEEE 1588v2）、IRIG-B等協(xié)議之間的不同

時間：2022-07-16

今天，我們將簡要介紹您在處理定時網(wǎng)絡(luò)時可能遇到的一些常見協(xié)議。我們涵蓋 IRIG-B、PTP、NTP、SyncE、PRP 和 HSR。

PTP (IEEE 1588v2)

PTP（準確時間協(xié)議）是一種以太網(wǎng)時間代碼，用于在主時鐘和從時鐘之間同步時間和日期。它通過主時鐘將同步數(shù)據(jù)包作為單播或多播消息發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)來工作。數(shù)據(jù)包在退出時鐘時帶有時間戳。此同步數(shù)據(jù)包包含準確的TAI時間以及數(shù)據(jù)包離開端口TS1的“準確”時間（< 100 ns）。從設(shè)備接收數(shù)據(jù)包并在處理數(shù)據(jù)包并將其發(fā)送回主設(shè)備之前應(yīng)用時間戳TS2，并在數(shù)據(jù)包離開時為其添加時間戳：TS3。這稱為延遲請求數(shù)據(jù)包。然后，主設(shè)備接收延遲請求數(shù)據(jù)包并在收到時為其打上時間戳，然后將其作為延遲響應(yīng)消息發(fā)送回來，現(xiàn)在包括TS4時間戳。從設(shè)備現(xiàn)在知道時間戳TS1到TS4。使用這些數(shù)據(jù)，

NTP (RFC 5905)

NTP (網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議) 是古老的以太網(wǎng)時間同步形式。發(fā)送定時消息，計算并補償延遲?？梢杂卸鄠€級別的客戶，稱為分層。該層級決定了時鐘與主源的分離點數(shù)。由于調(diào)用和響應(yīng)程序不同，PTP和NTP之間也存在準確性差異。這兩種協(xié)議還使用不同的硬件來處理時間消息；PTP可以同時使用以太網(wǎng)層（Eth，Layer 2）和用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP，Layer3），而NTP只能使用UDP。

IRIG-B

Inter-Range Instrument Group 時間碼（或簡稱 IRIG）是一系列標準時間碼格式，用于將時間信息（時間、日期、質(zhì)量等）從GPS/原子鐘傳輸?shù)竭B接的從設(shè)備。IRIG-B是非常非常常見的版本，通常用于電力、工業(yè)自動化和控制行業(yè)。

IRIG通常有4個標識符來指示需要發(fā)送和接收哪些脈沖。格式A到H表示在特定時間范圍內(nèi)需要傳輸多少個脈沖。IRIG-B是每秒100個脈沖或每秒100位數(shù)據(jù)。下一個標識符是調(diào)制類型。這決定了用于傳輸數(shù)據(jù)的波形 - 0或DCLS是較常見的。載波頻率是下一個標識符，決定了波的頻率；這僅適用于調(diào)制類型不是DCLS的情況。然后一個標識符是編碼表達式，它確定要通過波形傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

一些較常見的IRIG格式包括：
IRIG-B004 – 無載波的DCLS IRIG-B信號
IRIG-B124 – 帶有 1kHz 載波正弦波的AM信號
IRIG-B224 - 改進的曼徹斯特調(diào)制類型，具有1kHz載波

同步以太網(wǎng) (SyncE) (ITU G.8262)

同步以太網(wǎng)使用以太網(wǎng)線路的物理層頻率來同步多個IED的頻率。這不包括時間戳，因此如果需要時間戳，將在SyncE旁邊使用另一個協(xié)議。SyncE信號通過兼容的以太網(wǎng)硬件從主參考時鐘 (PRC) 發(fā)送。它通過兼容的以太網(wǎng)端口從一個設(shè)備傳遞到另一個設(shè)備，該端口通過硬件將輸出端口頻率鎖定到輸入信號。這種同步向一個方向傳播。這與SONET/SDH和T1/E1等其他技術(shù)的方法相同，其中參考鏈將繼續(xù)，直到它返回參考時鐘以進行同步（在環(huán)形拓撲中時）。由于與這些其他協(xié)議非常相似，SyncE也具有同樣良好的可靠性。然而，時間信號會隨著距離而衰減，因此，有一些稱為同步電源單元 (SSU) 的設(shè)備可充當信號增強器。行業(yè)建議每20個EEC/IED配備一個SSU。（目前不支持）

并行冗余協(xié)議 (IEEE 62439-3)

現(xiàn)在我們將改變策略并從計時協(xié)議轉(zhuǎn)移到可以與它們一起使用的冗余協(xié)議。
并行冗余協(xié)議(PRP)是一種用于PTP的冗余協(xié)議，它通過針對自身驗證數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)來降低數(shù)據(jù)包損壞的風險。它將一個網(wǎng)絡(luò)分為兩個子網(wǎng)，一個主網(wǎng)絡(luò)和一個輔助網(wǎng)絡(luò)。每個數(shù)據(jù)包被復(fù)制并通過兩個子網(wǎng)發(fā)送到接收設(shè)備，然后將兩者進行比較。如果其中一個子網(wǎng)出現(xiàn)故障，另一個子網(wǎng)可以在沒有它的情況下運行。這具有在子網(wǎng)發(fā)生故障時零停機時間的優(yōu)勢。

高可用性無縫冗余 (IEEE 62439-3)

與PRP非常相似，高可用性無縫冗余 (HSR) 用于增加以太網(wǎng)計時系統(tǒng)（如 PTP）中的冗余。與PRP不同，HSR不使用兩個子網(wǎng)來工作，而是使用一個配置為環(huán)形拓撲的網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)包的來源將在網(wǎng)絡(luò)的兩個方向上發(fā)送重復(fù)的數(shù)據(jù)包。環(huán)中任何地方的故障都不是問題，因為數(shù)據(jù)包也在另一個方向傳播，這意味著它們?nèi)匀粫竭_目的地。（目前不支持）

詞條
詞條說明
為什么**導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）授時仍然是主要方式？
隨著許多行業(yè)對網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的需求變得越來越嚴格，對準確時間的需求比以往任何時候都較大。當網(wǎng)絡(luò)上有許多具有自己的時鐘的IED（智能電子設(shè)備）時，這變得難以協(xié)調(diào)，因此*時間服務(wù)器變得有用。網(wǎng)絡(luò)上適當?shù)臏蚀_定時可以保持非常準確的時間源，以使所有IED保持同步，通常在100ns以內(nèi)。準確時間的用途很多，尤其是在需要在正確的時間執(zhí)行數(shù)字指令或數(shù)據(jù)以高速率傳輸?shù)那闆r下。安裝還定期將事件記錄作為一項關(guān)鍵功能。在許
酷鯊主時鐘授時方案，多行業(yè)選擇
隨著如今科技的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)遍及我們的社會各個角落，社會的運轉(zhuǎn)已經(jīng)離不開計算機網(wǎng)絡(luò)，衍生出來各種各樣的電子網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。其中計算機網(wǎng)絡(luò)時間的準確程度影響各行各業(yè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。每個行業(yè)都需有各自的授時方案。這些行業(yè)領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有5G、自動駕駛、智能電網(wǎng)、金融業(yè)（證券、銀行）、廣電業(yè)（廣播、電視）、自動駕駛、物聯(lián)網(wǎng)等需要在大范圍、大額量保持計算機的時間同步和時間準確。因此網(wǎng)絡(luò)中有一個好的時間服務(wù)
5G 將如何改變遠程醫(yī)療
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高精度時間同步協(xié)議與同步時間設(shè)備
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