IEEE1588精密时钟同步协议测试技术

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图3PTP时钟漂移测量计算

　　为了提高修正精度，可以把主时钟到从时钟的报文传输延迟等待时间考虑进来，即延迟测量，这是同步过程的第二个阶段（见图4）。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图4PTP时钟延迟和偏移计算

　　从时钟向主时钟发出一个"延迟请求"数据报文，在这个过程中决定该报文传递准确时间T2。主时钟对接收数据包打上一个时间戳，然后在"延迟响应"数据包中把接收时间戳B送回到从时钟。根据传递时间戳B和主时钟提供的接收时间戳D，从时钟计算与主时钟之间的延迟时间。与偏移测量不同，延迟测量是不规则进行的，其测量间隔时间（缺省值是4~60s之间的随机值）比偏移值测量间隔时间要大。这样使得网络尤其是设备终端的负荷不会太大。采用这种同步过程，可以消减PTP协议栈中的时间波动和主从时钟间的等待时间。从图4右边可以看到延迟时间D和偏移时间数值O的计算方法。

　　IEEE1588目前的版本是v2.2，主要应用于相对本地化、网络化的系统，内部组件相对稳定，其优点是标准非常具有代表性，并且是开放式的。由于它的开放性，特别适合于以太网的网络环境。与其他常用于EthernetTCP/IP网络的同步协议如SNTP或NTP相比，主要区别是PTP是针对更稳定和更安全的网络环境设计的，所以更为简单，占用的网络和计算资源也更少。NTP协议是针对于广泛分散在互联网上的各个独立系统的时间同步协议。GPS(基于卫星的全球定位系统)也是针对于分散广泛且各自独立的系统。PTP定义的网络结构可以使自身达到很高的精度，与SNTP和NTP相反，时间戳更容易在硬件上实现，并且不局限于应用层，这使得PTP可以达到微秒以内的精度。此外，PTP模块化的设计也使它很容易适应低端设备。

I　　EEE1588标准所定义的精确网络同步协议实现了网络中的高度同步，使得在分配控制工作时无需再进行专门的同步通信，从而达到了通信时间模式与应用程序执行时间模式分开的效果。

　　由于高精度的同步工作，使以太网技术所固有的数据传输时间波动降低到可以接受的，不影响控制精度的范围。

3IXIAIEEE 1588PTP测试方案

　　美国IXIA公司目前提供最为完整的城域以太网功能、性能、一致性测试解决方案，并且最先在2~7层统一IP测试平台实现了IEEE1588PTP时钟同步技术方案。关于IXIA的城域以太网测试解决方案在以前有过详细介绍，在这里对相应的技术点和对应IXIA应用程序做一总结（见表1）。

　　　　　　　　　　　　　表1IXIA城域以太网测试方案及对应程序

　　图5是典型的IEEE1588PTP测试场景，IXIA测试端口可以仿真普通时钟并处于主模式，被测设备，比如以太网交换机处于边界时钟状态，验证其对各种时钟报文的处理能力与实现；另一种测试情况是IXIA端口仿真边界时钟并处于从属模式，这时候被测设备处于主模式，验证被测设备在主时钟模式下的处理机制。IXIA端口都有PTP协议栈，可以对PTP时钟信息做灵活的配置。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图5IEEE1588典型测试场景

　　IXIAIEEE1588PTP测试方案所支持的特性包括：支持目前最为流行的IEEE1588 2.2版本；支持两步时钟配置；一个物理端口可以同时产生PTP流量和非PTP流量；一个物理端口一个时钟信号设置，时钟可以手动设置为主模式或者从模式；可以以柱状图显示从时钟对应于主时钟的偏移量；IXIA IxExplorer内置的实时协议分析解码软件可以对PTP报文直接进行编辑或者解码。在测试过程中可以实时显示各种详细的PTP统计信息，统计信息见表2。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表2IXIAIEEE 1588PTP测试统计信息

　　IXIAIEEE1588PTP方案还可以实现负面测试（NegativeTesting），可以根据需要设定发送Sync报文中Follow-up报文的比例，观察丢弃掉的Follow-up报文对被测设备的影响；在Follow-up报文中增加错误数据包，验证被测设备的处理与检测能力；发送包括抖动与偏移的带有时间戳的数据包迫使Sync报文失败，检验被测设备的处理机制。图6所示为PTP时钟配制界面。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图6PTP时钟配置界面

4结束语

　　根据最新的信息公告，IXIA被eWeek授予年度十大产品奖之一，被Frost&Sullivan授予2008全球三重播放综合测试和监测设备的年度市场领先奖，被Test & Measurement World授予三个最佳测试奖，以及被Internet Telephony授予年度产品奖，详细信息参见下面的链接：http://www.ixiacom.com/news_and_events/press_releases/display.php?skey=225。被如此众多令人尊敬有技术影响力组织机构的认可，进一步证明了IXIA正在推动测试、测量和业务认证市场的进步和战略创新，在城域以太网网技术方面，IXIA同样保持领先的地位，推出了业界第一个100G高速以太网测试加速系统，第一个在统一2~7层IP测试平台上推出了IEEE 1588PTP 精密时钟同步协议测试技术，IXIA这些技术创新和技术的领导地位，都为全面的IP测试提供了可靠保证。