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软件工程硕士论文开题报告
学号： 123126
东 南 大 学
全日制研究生学位论文测算，设备采用这种方法对准时间后，与标准时间进行比对，误差在1~100毫秒之间。但是这种时钟同步方法，在网络流量越大时间误差也越大，因为发送报文的节点越多，冲突的机会也越多，延时也越大。网络流量的差异是造成这种延时的主要原因，但这类延时通常又是不定的，因此，难以对这种延时差异进行补偿。
综上所述，传统的同步方法误差较大，对于时间精度要求较高的航电网络来说，很难满足其时间同步的需要。
网络时间同步协议
目前可以用于网络对时的协议主要有：时间协议(Time Protocol，简称TP)、日期时间协议(Daytime Protocol，简称DP)、网络时间协议[2](Network Time Protocol，简称NTP)以及简单网络时间协议[3](Simple Network Time Protocol，简称SNTP)。时间协议TP和日期时间协议DP都只能表示到秒，而且这两种协议都没有估算网络延时，因此同步精度较低，目前在工程中应用较少。
由美国特拉华大学的David 教授等人设计开发的网络时间协议NTP（Network Time Protocol），是用于互联网中时间同步的标准互联网协议。在通常的环境下，NTP提供的时间精度在LAN上仅为ms级，NTP时间服务器需要经常维护，也需要外部时钟源的支持，且适用于跨越广域网的大型网络，
这些特点都不符合航电以太网的要求。
SNTP是NTP的一个简单版本，数据包格式与NTP兼容，适用于时间精确度低于NTP的客户机，并强烈建议仅限于使用在时间同步网的终端位置。SNTP的时间精确度为s级，难以满足航电以太网的应用需求。
IEEE 1588时钟同步协议标准
由于许多重要应用领域需要利用计算机控制系统来精确控制关键性的工作与任务，因此对监控和控制的同步性和实时性提出了越来越高的要求。此时，一些研究机构和商业组织开始研究设备之间，尤其是测量和控制设备之间的时钟同步技术。在此背景下，美国的一些研究机构和商业组织在2001年发起成立了一个特别委员会，专门针对设备之间，尤其是网络测控设备之间的时钟同步问题进行研究。经过长时间的不断探索和试验，该委员会向美国电气与电子工程师协会（IEEE）提交一份研究方案，并通过该组织一年多的核准和论证，2002年正式形成IEEE1588协议[4]，2008年对协议做了修改和完善，形成最新版本IEEE1588v2。
IEEE l588协议标准的全称是“网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准”(IEEE Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems，简称PTP)，通常又叫做精密时钟同步协议。IEEE 1588协议主要针对小型同构或异构局域网设计，适合用于支持多播消息的分布式网络通信系统，如标准以太网，其基本功能是使网络内的最精确时钟与其他时钟保持同步。IEEE 1588协议对系统中的传感器、执行器以及其他终端设备中的时钟进行同步，精度可达到亚微秒级。IEEE1588协议与其它对时方案的性能对比由表1给出。
表1 几种对时方案的性能对比
GPS
NTP
北斗
IEEE1588v2
典型授时精度
20ns
10ms
100ns
100ns
需要卫星覆盖
需要
需要
需要
不需要
综合成本
中
低
高
低
支持以太网端口
不支持
支持
不支持
支持
可控性
低
高
中
高
安全性
低
低
高
中
可靠性
中
高
中
高
从上表的对比分析可以看出，IEEE l588协议的各项性能指标都具有较大优势。
IEEE l588协议还具备以下优点：
时钟精度控制在us级，在硬件的帮助下能达到ns级。
对网络设备计算能力、硬件资源的要求较低，适合于在低端设备上应用，极大降低了成本。
IEEEl588协议支持多种传输协议，例如UPD/IPv4，UDP/IPv6，Layer-2 Ethernet。
IEEEl588协议提出了一种包级同步技术，将同步信息封装在数据报文当中，仍然使用原来以太网的数据线传送，无需额外的时钟线。
实现IEEE1588协议的子网只需要很少的管理开销，甚至不需要管理功能(单个子网)。
IEEEl588协议是基于以太网的精确时钟同步技术，但是不仅仅局限于以太网，只要其它