IEEE1588(the Precision Time Protocol 簡稱為 PTP ）全稱是“網絡測量和控制系統的精密時鐘同步協議標準”，是針對基于工業以太網的測控系統的時間同步協議。IEEE1588 協議是通用的提升網絡系統定時同步能力的規范，在起草過程中主要參考以太網來編制，使分布式通信網絡能夠具有嚴格的定時同步，并且應用于工業自動化系統。IEEE1588標準有 version1 和 version2 兩個版本。

時鐘同步簡單介紹

PTP時鐘同步包括頻率同步和時間同步兩個過程。頻率同步簡單來講就是調整主從時鐘時間的快與慢，只要維持他們之間的頻率相同不管他們之間的時間相位，只要調整本地時鐘信號與時鐘源頻率相同，信號在相同瞬間以同一速率出現，而時間同步就是讓主從時鐘有同樣的時間基準，同樣的時刻。時間同步也就是主從時鐘之間不僅頻率同步，相位也要同步。

在很多應用中需要全網同步進行數據采集，像橋梁狀態監測，大壩監測，飛機的靜力實驗，飛機的動態力學實驗，因為采集點數非常多，規模在幾千點甚至上萬點的規模，采集速度從幾十赫茲到幾百赫茲不等，這些應用通過大規模的時鐘板卡系統統一高精度時鐘。時鐘同步包括時間同步和頻率同步：

時間同步，即要求各點之間的絕對時間相同，比如，我們國內都使用北京時間，時間同步設備就是調整本地的時間時鐘，使之與北京時間嚴格同步，并使各地之間的時間時鐘誤差維持在很小的范圍內，這種時間同步對時間精度的要求不高，這樣的需求實現同步很簡單了。

頻率同步，即要求時鐘頻率（速率）相同或相近即可，不關心時間點相同。比如在兩個時鐘系統中一個的系統時間是1970-01-01 00:00:00，另一個系統時間是2019-02-02 00:00:00,只要這兩個系統的時鐘頻率一樣就是頻率同步，比如以太網中分時復用傳輸技術，需要的就是頻率同步，同步以太網(Synce)同步的就是時鐘頻率同步技術。時鐘同步，不僅僅是要求時鐘頻率同步，也要求時鐘時間（時鐘相位）同步，這要比僅僅是頻率同步復雜，難度要大，不容易控制。

PTP時鐘處理模式

PTP時鐘同步模式可以分為：two-step(也叫兩步法或雙歩模式)和one-step(一步法或單歩模式)，這兩種模式都需要軟件協議處理和硬件芯片支持。

one-step和two-step報文標記對比如圖：

當選擇two-step時，標記發送報文時間戳由兩步報文來完成，比如主時鐘發送Sync同步報文產生的時間戳t1，發送的時候硬件芯片標記好并存好放到軟件fifo列表中，等建立followUp報文發送的時候會過來把時間戳t1取走，放到自己的報文時間戳字段里發送給從時鐘同步。

當選擇one-step模式時，主時鐘在發送需要標記的報文時直接發送出去。如主時鐘發送Sync報文時硬件芯片標記好t1并放到Sync報文時間戳字段直接發送出去，不需要followUp過來幫它發送。One-step這種快速處理就需要硬件支持，并且處理損失的時間可以忽略。

PTP的主要應用

PTP在鐵路/公路/橋梁狀態監控中的應用

橋梁狀態監測系統實質是一個同步數據采集和分析系統。比如橋梁兩端同時測量應力計算時， 兩端數據采集系統時鐘就必須高精度同步。鐵路線路無損檢測系統，信號系統更加需要高精度同步。

PTP在計費方面的應用

目前計費業務自動化使用十分普遍，比如電話計費、寬/窄帶上網計費、智能網業務計費，電網計費等這些業務平臺計費系統都是需要精準穩定的時鐘同步，支持IEEE1588(PTP)交換機就很適合在這些應用網絡系統中大量部署了。

PTP在信令系統中的應用

通信網中任意兩個通信終端之間的通信都離不開信令，信令必須正確執行終端用戶之間才能正常通信。IEEE1588(PTP)就很適合滿足這樣的應用需求。

PTP在無線基站中的應用

無線技術不同制式對時鐘的承載有不同的需求。所以看到無線基站要提供精確定位業務就必須保證基站間設備保持亞微米級的高精度同步。

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