PTP，也稱為 IEEE1588v2，是一種基于以太網(wǎng)的定時(shí)協(xié)議，旨在通過數(shù)據(jù)包的硬件時(shí)間戳和累積延遲計(jì)算向終端設(shè)備提供高精度的定時(shí)數(shù)據(jù)包。它在某種意義上類似于 NTP，并被開發(fā)用于提供亞微秒或者說納秒的計(jì)時(shí)精度。

PTP 是如何工作的？

與 NTP 一樣，PTP 使用乒乓方法將準(zhǔn)確的時(shí)間傳輸?shù)綇脑O(shè)備。參考圖 1 所示的簡(jiǎn)化圖像，該過程從主時(shí)鐘向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送同步數(shù)據(jù)包開始。根據(jù)使用的設(shè)置，這將作為單播或多播消息發(fā)送。數(shù)據(jù)包在從時(shí)鐘發(fā)送時(shí)帶有時(shí)間戳。此同步數(shù)據(jù)包包含準(zhǔn)確的 TAI 時(shí)間以及數(shù)據(jù)包離開端口 TS1 的“準(zhǔn)確”時(shí)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(shí)間戳 TS2，在數(shù)據(jù)包離開時(shí)對(duì)其進(jìn)行時(shí)間戳 TS3。這稱為延遲請(qǐng)求數(shù)據(jù)包。

主機(jī)接收到延遲請(qǐng)求數(shù)據(jù)包并在收到它時(shí)加上時(shí)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(shí)間戳。
從設(shè)備現(xiàn)在知道時(shí)間戳 TS1 到 TS4。使用這些數(shù)據(jù)，它可以計(jì)算完整的內(nèi)部處理時(shí)間以及主設(shè)備和從設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)延遲。
 在 PTP 中，假設(shè)網(wǎng)絡(luò)延遲是對(duì)稱的——兩個(gè)方向的延遲相同。如果存在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑，這可能是不正確的，從而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)傳播延遲不再對(duì)稱的情況。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)階段應(yīng)考慮這一點(diǎn)，以確保保持亞微秒級(jí)精度。

PTP 是否使用 UTC 時(shí)間？

PTP 使用稱為國際原子時(shí)或簡(jiǎn)稱 TAI 的時(shí)基。TAI 基本的形式是 UTC 時(shí)間加上自 1972 年“時(shí)間開始”以來添加的“閏秒”。截至 2016 年 12 月 31 日，TAI 時(shí)間正好比 UTC 早 37 秒。
在許多應(yīng)用程序中，這無關(guān)緊要，因?yàn)?PTP 從站會(huì)自動(dòng)調(diào)整其時(shí)間輸出以匹配 UTC。

是什么讓 PTP 如此準(zhǔn)確？

PTP 使用所謂的硬件時(shí)間戳來實(shí)現(xiàn)亞微秒級(jí)精度。在 PTP 感知設(shè)備中，傳入的數(shù)據(jù)包在進(jìn)入端口時(shí)會(huì)帶有 TAI 時(shí)間標(biāo)記；在任何數(shù)據(jù)包處理完成之前。隨著時(shí)間標(biāo)記在硬件中完成，軟件處理數(shù)據(jù)包需要多長時(shí)間不再重要，消除了由軟件延遲造成的不準(zhǔn)確或變化。
對(duì)于許多設(shè)備，時(shí)間戳的精度在端口級(jí)別小于 100 ns。發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，會(huì)在實(shí)際離開端口時(shí)對(duì)其進(jìn)行時(shí)間戳記。在許多情況下，郵票在碰到電線時(shí)被捆綁到數(shù)據(jù)包中，這意味著它是在最后可能的時(shí)刻附上的。
隨著數(shù)據(jù)包在每次進(jìn)入和離開設(shè)備時(shí)都被標(biāo)記，它通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臅r(shí)間被測(cè)量出來。當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)其目的地時(shí)，終端設(shè)備將知道數(shù)據(jù)包離開時(shí)鐘的時(shí)間以及到達(dá)那里花了多長時(shí)間。然后它可以使用此信息來計(jì)算當(dāng)前時(shí)間，精度為 1 μs 或更高！