Существует много типов протокола точного времени (PTP). Вот некоторые общие классификации и конкретные типы:

Классификация по сценарию применения

• PTP общего назначения: применимо к общим сценариям промышленной автоматизации. Не требует чрезвычайно высокой точности синхронизации времени. Обычно может достигать точности менее миллисекунды и может удовлетворить потребности взаимодействия оборудования в большинстве промышленных производственных процессов, таких как общее управление производственной линией, автоматизация логистики и другие области.

• Высокоточный PTP: в основном используется в сценариях с чрезвычайно высокими требованиями к точности синхронизации времени, таких как релейная защита энергосистем, аэрокосмическая промышленность, базовые станции связи 5G и другие области. Он может достигать высокоточной синхронизации времени на уровне микросекунд или даже наносекунд.

Классификация по уровню часов

• Главные часы: как источник опорного времени во всей сети PTP, они обычно синхронизируются с высокоточным источником часов (таким как атомные часы, GPS-приемник и т. д.) для обеспечения точных сигналов времени для других устройств в сети.

• Ведомые часы: Получая сообщение о синхронизации времени, отправленное ведущими часами, они корректируют свое собственное время, чтобы синхронизировать его с ведущими часами. Ведомыми часами могут быть различные устройства в сети, такие как промышленные контроллеры, коммутаторы, датчики и т. д.

• Граничные часы: в основном используются для соединения различных доменов PTP или сегментов сети, могут использоваться как подчиненные часы домена для синхронизации с главными часами верхнего уровня и как главные часы другого домена для предоставления услуг синхронизации времени для устройств нижнего уровня, играя роль изоляции и пересылки сообщений синхронизации времени, что помогает улучшить масштабируемость и стабильность сети.

• Прозрачные часы: существует два типа, а именно сквозные прозрачные часы (E2E - TC) и одноранговые прозрачные часы (P2P - TC). Прозрачные часы не участвуют напрямую в процессе синхронизации главных и подчиненных часов, но обрабатывают сообщение синхронизации времени в сети, регистрируют задержку передачи сообщения в сетевом узле и передают информацию подчиненным часам, чтобы помочь подчиненным часам точнее рассчитать отклонение времени между главными часами и главными часами, тем самым повышая точность синхронизации времени.

Классификация по методу синхронизации

• Аппаратная синхронизация PTP: Этот тип PTP полагается на аппаратные схемы для достижения синхронизации времени. Обычно выделенный аппаратный модуль PTP интегрируется в физический уровень или уровень MAC устройства, который может точно измерять и записывать временные метки для достижения высокоточной синхронизации времени. Преимущества аппаратной синхронизации PTP — высокая точность и хорошая стабильность, но стоимость относительно высока. Он подходит для критически важных сценариев с чрезвычайно высокими требованиями к точности синхронизации времени.

• Программная синхронизация PTP: Синхронизация времени достигается с помощью программных алгоритмов и поддержки операционной системы. Реализация программной синхронизации PTP является относительно гибкой и недорогой, но из-за влияния таких факторов, как программная операционная среда и загрузка системы, ее точность синхронизации времени, как правило, ниже, чем у аппаратной синхронизации PTP. Она подходит для некоторых обычных промышленных сценариев или корпоративных сетевых сред, где требования к точности не особенно строгие.

Классификация по версии протокола

• IEEE 1588 - 2002: это ранняя версия PTP, которая определяет базовый механизм синхронизации времени и структуру протокола, закладывая основу для более поздних версий, но производительность и функции в некоторых аспектах недостаточно совершенны.

• IEEE 1588 - 2008: улучшенная и расширенная версия 2002 года, добавлены некоторые новые функции и возможности, такие как улучшенная адаптивность к изменениям в топологии сети, улучшенная точность и надежность синхронизации времени и т. д. Это наиболее широко используемая версия PTP.

Кроме того, существуют некоторые расширенные протоколы или варианты на основе PTP, такие как gPTP (Generalized Precision Time Protocol), используемые в области автомобильной электроники, которые оптимизированы и настроены для особых потребностей в конкретных областях применения.