前言

隨著計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，以太網(wǎng)通信技術(shù)以其通信速率高、兼容性好、互聯(lián)和可擴展性好等優(yōu)點，在電力系統(tǒng)、交通、自動駕駛和自動化控制等系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。由于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜惡劣，以太網(wǎng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場，必須保障通信網(wǎng)絡(luò)的實時性、確定性、可靠性和安全性等問題。其中實時性和可靠性問題尤為突出。

工業(yè)通訊設(shè)備作為工業(yè)以太網(wǎng)的關(guān)鍵部件，除了構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)，還必須傳輸各種控制信號、監(jiān)測數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)等。隨著工業(yè)以太網(wǎng)中傳輸數(shù)據(jù)量的增大，網(wǎng)絡(luò)通信帶寬和通信速率的不斷提高，在各系統(tǒng)中，設(shè)備之間對時鐘同步精度要求也逐漸提高，為了保證工業(yè)以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性和實時性，實現(xiàn)亞微秒級甚至納秒級時鐘同步精度的工業(yè)通訊設(shè)備應(yīng)運而生。

網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議 (NTP)-時間同步技術(shù)之基礎(chǔ)

NTP（網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議）是一種分層次的時間同步協(xié)議，它通過建立多個時間源和時鐘服務(wù)器來提供準確的時間信息。網(wǎng)絡(luò)時鐘同步協(xié)議（NTP）是最早解決網(wǎng)絡(luò)時鐘同步的方案，其同步精度能夠達到毫秒級。

以MWG-2620G-NTP為代表的上海兆越通訊工業(yè)級高精度NTP服務(wù)器，采用高性能的工業(yè)級32位通信處理器和工業(yè)級無線模塊，以嵌入式實時操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺，同時提供2個以太網(wǎng)LAN，2個天線接口（1個4G天線接口，1個GPS天線接口），可支持GPS/北斗雙模對時，支持NTP對時服務(wù)器功能，GNSS定位精確度2.5米，NTP授時精度最高可達微秒級。保證了工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中各類設(shè)備的時間統(tǒng)一，為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的維護提供了可靠的時鐘保障。

MWG-2620G-NTP方案拓撲

方案特點：

1. 使用GPS/北斗雙模對時
2. NTP對時精度高，可達到微秒級
3. 可選備用4G通道獲取北京時間
4. 實施方便，不需要改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
5. NTP服務(wù)器尺寸小，安裝方便，功耗低
6. 工業(yè)級NTP服務(wù)器，環(huán)境適應(yīng)性強

精確時間協(xié)議 (PTP)-時間同步技術(shù)之進階

PTP（精確時間協(xié)議）是一種基于網(wǎng)絡(luò)的時間同步協(xié)議，也被稱為IEEE 1588，該標準分為兩個版本：1588v1和1588v2。它利用帶時間戳的網(wǎng)絡(luò)包在網(wǎng)絡(luò)中傳遞時間信息，并通過對同步和延遲補償算法的運算，使得網(wǎng)絡(luò)中各設(shè)備的時間同步。隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展和復(fù)雜的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的出現(xiàn)，NTP在某些需要高級同步的工業(yè)應(yīng)用場景中精度可能達不到要求，而作為一種高精度的時間同步協(xié)議，PTP可以達到納秒級的精度，彌補了NTP在精度上的不足。

上海兆越通訊技術(shù)有限公司針對當(dāng)前對網(wǎng)絡(luò)通訊的時鐘同步精度提出的更高要求，基于精度高、實現(xiàn)簡單、安全性高、占用帶寬資源少和成本低等多方面關(guān)鍵因素的考量，突破了傳統(tǒng)NTP協(xié)議只能實現(xiàn)ms級別的時間同步瓶頸.打造出支持IEEE 1588網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)精確時鐘同步協(xié)議的系列PTP交換機，該系列產(chǎn)品同步精度可達±50ns，為各行各業(yè)提供了高精度的時間同步解決方案。

兆越PTP交換機代表產(chǎn)品：

PTP交換機特點：

• 支持硬件時間戳的IEEE1588v2，同步精度可達±50ns
• IEEE802.1w快速生成樹協(xié)議，IEEE802.1S MSTP和IEEE802.1D STP 兼容
• IGMP Snooping組播功能
• 支持基于端口的VLAN和IEEE802.1Q VLAN標記和GVRP
• IEEE802.1pQoS優(yōu)先級控制
• 基于MAC地址的自動連接中繼故障切換
• RS-232控制臺、Telne、SNMP、Web瀏覽器和TFTP管理
• 支持IEEE 802.1x安全
• 端口速率控制
• 靜態(tài)安全的每端口MAC地址
• 端口鏡像
• 支持端口聚合，支持IEEE802.3ad，3 條聚合鏈路組
• 10/100Mbps-Full/Half-duplex，自動協(xié)商，Auto-MDI/MDIX
• 全線速轉(zhuǎn)發(fā)速率
• 支持NTP對時系統(tǒng)

PTP交換機的應(yīng)用方案：

方案特點：

• 組網(wǎng)時，與傳統(tǒng)以太網(wǎng)無任何區(qū)別，完全可以在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上組建IEEE 1588網(wǎng)絡(luò)，這非常有利于降低施工難度和實施成本。
• 可多臺1588交換機共用一臺1588時鐘源進行授時，完成對終端精密授時。
• 支持POE供電，AT和AF標準，只需要用少量的交換機即可組成室內(nèi)組網(wǎng)并對PD設(shè)備進行供電，可大大減少實施周期和實施成本。
• 支持硬件時間戳IEEE1588v2功能：支持OC模式、BC模式、TC模式、單跳精度±50ns完全滿足對時間精度要求。