乙太網在1985年成為IEEE802.3標準後，在1995年將數據傳輸速度從10Mb/s提高到100Mb/s的過程中，計算機和網路業界也在致力於解決乙太網的定時同步能力不足的問題，開發出一種軟體方式的網路時間協定（NTP），提高各網路設備之間的定時同步能力。1992年NTP版本的同步準確度可以達到200μs，但是仍然不能滿足測量儀器和工業控制所需的準確度。為了解決測量和控制套用的分布網路定時同步的需要，具有共同利益的信息技術、自動控制、人工智慧、測試測量的工程技術人員在2000年底倡議成立網路精密時鐘同步委員會，2001年中獲得IEEE儀器和測量委員會美國標準技術研究所（NIST）的支持，該委員會起草的規範在2002年底獲得IEEE標準委員會通過作為IEEE1588標準。
基本介紹
- 中文名：網路測量和控制系統的精密時鐘同步協定標準
- 外文名：IEEE1588
- 獲得通過：2002
- 草案基礎：惠普公司
詳細介紹,主要特點,
詳細介紹
IEEE1588的全稱是“網路測量和控制系統的精密時鐘同步協定標準”，IEEE1588標準的草案基礎來自惠普公司的1990至1998年的有關成果，換句語說，安捷倫科技對IEEE1588標準作出重要貢獻。安捷倫實驗室的資深研究員John Eidson被網路業界視為專家，他的“IEEE1588在測試和測量系統的套用”，以及“IEEE1588：在測控和通信的套用”兩篇論文對IEEE1588協定有精闢和全面的介紹。IEEE1588協定是通用的提升網路系統定時同步能力的規範，在起草過程中主要參考乙太網來編制，使分散式通信網路能夠具有嚴格的定時同步，並且套用於工業自動化系統。基本構思是通過硬體和軟體將網路設備（客戶機）的內時鐘與主控機的主時鐘實現同步，提供同步建立時間小於10μs的運用，與未執行IEEE1588協定的乙太網延遲時間1，000μs相比，整個網路的定時同步指標有顯著的改善。
主要特點
在這裡簡要說明IEEE1588的特點：
·GPIB匯流排沒有同步時鐘傳送，依靠並行電纜和限制電纜長度（每器件距離）不超過5m來保證延遲小於30μs；
·GPIB的數據線與控制線是分開的，VXI和PXI兩種匯流排分別在VME和PCI計算機匯流排上擴展，都要增加時鐘線。IEEE1588無需額外的時鐘線，仍然使用原來乙太網的數據線傳送時鐘信號，使組網連線簡化和降低成本；
·時鐘振盪器隨時間產生漂移，需要標準授時系統作校準，校準過程要縮短和安全可靠。目前常用的有GPS（全球定位系統）和IRIG?B（國際通用時間格式碼），IRIG?B每秒傳送一個幀脈衝和10MHz基準時鐘，實現主控機/客戶機的時鐘同步。IEEE1588採用時間分布機制和時間調度概念，客戶機可使用普通振盪器，通過軟體調度與主控機的主時鐘保持同步，過程簡單可靠，節約大量時鐘電纜；
·IEEE1588推出的時間尚短，還有待完善和修正。例如，對集線器和交換機的透明網路可提供很好的定時同步，但還未克服裝有路由器的帶有不決定性的網路定時。目前正在設計和試產可測量引入延時和自動補償延時的網路交換晶片。還有，IEEE1588完整晶片還未推出，只有FPGA基的代用晶片，Intel公司已聲稱儘快生產可支持奔騰處理器的IEEE1588完整晶片。
在工業自動化方面更早採用IEEE1588，發表的文章也比較多，特別是在自動控制和數據採集方面有所收穫。專門供應網路時間伺服器的Symmetricom公司介紹一種渦輪機控制系統，前端的各種感測器連線到數據採集板，板上安裝的精確時鐘通過IEEE1588協定的乙太網與系統主時鐘同步，使感測器的同步時間發生在1μs內，每秒鐘內要執行200次測量，測量間隔5ms，感測器的輪換時間是1μs。控制系統內的多種測量儀器在時間對準後，按本地時鐘捕捉數據和分析數據，清除了觸發產生的延遲。這種利用IEEE1588協定的乙太網數據採集系統，節省大量分別連線每個感測器的線纜，達到精確定時同步，便於遠控測量，成本降低，已引起業界的重視。當前工業自動化使用IRIG-B格式時間碼，具有每天時間準確度小於1μs。應該看到，IEEE1588具有潛力，再將控制系統的每天時間準確度推進到100ns。原因在於IRIG-B時間碼要每秒傳送1個時鐘脈衝至每個測量設備，並且隨該脈衝傳送每天的時戳，而IEEE1588協定可直接將每天時間信息從主控時鐘傳送到客戶時鐘，更具有優勢。從發展趨勢來看，採用IEEE1588協定的乙太網將在工業自動化系統中占有市場。
