ICS 25. 040 N 10
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T 25931—2010/IEC 61588:2009
网络测量和控制系统的精确
时钟同步协议
Precision clock synchronization protocol for networked
measurement and control systems
(IEC 61588:2009,IDT)
2011-05-01实施
2011-01-14 发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T 25931—2010/IEC 61588:2009
目 次
前言引言· 1 范围 2 规范性引用文件 3术语和定义、缩略语· 3. 1 术语和定义 3. 2 缩略语 4 约定 4. 1 描述性词汇形式的语法 4.2 词用法 4.3行为规范表示法 5PTP系统的数据类型和传输格式 5.1 概述 5. 2 基本数据类型规范 5.3 派生数据类型规范· 5. 4 传输格式· 6 时钟同步模型 6.1 概述· 6.2 关于网络的基本假设和实现推荐 6.3 PTP 系统 6.4 PTP报文类 6.5 PTP设备类型 6.6 同步综述· 6.7 PTP通信综述 7 PTP实体的特性 7. 1 域· 7. 2 PTP 时标 7.3 PTP通信 7.4 PTP通信媒体 7.5 PTP端口 7.6 PTP设备特性 7.7 PTP时间特性 8PTP数据集 8.1 数据集成员通用规范 8. 2 普通时钟和边界时钟的数据集 8.3透明时钟的数据集· 9PTP普通时钟和边界时钟 9.1PTP普通时钟和边界时钟的通用协议要求
XII XTII
6
+
8
.9
9 9 10 12 13 13 13 14 14 15 24 31 34 34 35 35 38 39 44 50 51 51 53 60 61 61 I
-
+*
+++.
. GB/T 25931—2010/IEC 61588 :2009
9.2 状态协议 9.3 最佳主时钟算法 9.4 最高级时钟· 9.5 报文处理语义· 9.6本地时钟的改变…. 10 透明时钟的 PTP 10.1 端到端和点到点透明时钟的通用要求 10.2 端到端透明时钟要求 10.3 点到点透明时钟要求
61 67 74 75 84 84 84 85 85 85 85 85 86 87 91 93 95 95 96 96 96 96 96 100 100 101 101 101 101 102 102 103 103 103 103 104 105 105 105 106 106 106 108
时钟偏移，路径延时，驻留时间和不对称校正
11
11.1 通用规范 11. 2 普通时钟和边界时钟的时钟偏移的计算 11.3 延时请求-响应机制 11.4对等延时机制 11.5 对于PTP版本2事件的透明时钟驻留时间校正· 11.6对于 PTP版本2事件报文的不对称校正 12时钟的同步与谐振 12.1 谐振 12.2 同步 13PTP报文格式 13.1 概述 13. 2 通用报文格式要求 13.3 报文头 13.4 报文尾· 13.5 Announce 报文 13.6 Sync 和 Delay_Req 报文 13.7 Follow_Up报文 13.8 Delay_Resp 报文 13.9 Pdelay_Req 报文 13.10 Pdelay_Resp 报文 13.11 Pdelay_Resp_Follow_Up 报文 13.12 信号报文 13.13 管理报文 14 TLV实体规范 14. 1 通用要求…. 14.2 实验性 TILV 14. 3 制造商和标准组织扩展TLV 15 管理 15. 1 概述· 15.2 PTP管理机制 15.3 管理报文的处理. 15. 4 管理报文格式 15.5 管理TLV 1
中
..
-..
.
TE GB/T 25931—2010/IEC 61588:2009
16 通用可选特征·. 16.1单播报文协商（可选）· 16.2路径追踪（可选） 16.3 备选时标（可选）· 17状态配置选项…· 17.1 概述· 17.2 选项的数据类型· 17.3 最高级时钟簇（可选） 17.4 备选主时钟（可选） 17.5单播发现（可选）…. 17.6可接受主时钟表（可选） 18兼容性要求· 18.1 版本2与未来版本的兼容性· 18.2 版本1与版本2之间的兼容性· 18.3 报文格式和数据类型…. 18. 4 命名变化· 18.5 对混合版本1和版本2系统的限制· 19 一致性· 19. 1 -致性目标。 19.2 PTP一致性要求 19.3PTP行规附录A（资料性附录）使用PTP A. 1 概述 A.2 物理设计 A.3 逻辑设计.· A. 4 组件问题 A. 5 本地实现问题 A.5.1 概述 A.5.2 时序问题 A.5.3 精度问题 *+ A.5.4 时间戳精度 A.5.5 稳定性问题· A.6 系统实现问题. A.7 性能
126 126 129 131 134 134 135 135 137 :138 139 141 141 141 141 146 146 147 147 147 148 150 150 150 151 151 152 152 152 152 153 153 153 154 154 155 155 155 155 155 157 157 157
→
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++++
+
....
A.8 有助于致性测试的推荐 A.9 在单播网络或具有非PTP网桥和路由器网络中的实现推荐 A.9.1 概述··· A.9.2 单播模型中的边界时钟和透明时钟 A.9.3 单播选项· A.9.4 单播一致性附录B（资料性附录）PTP中的时间戳和历元 B. 1 总则 B. 2 UTC、TAI和 PTP历元
I GB/T 25931—2010/IEC 61588:2009
B.3标准时间源附录C（资料性附录）驻留时间和不对称校正实例 C. 1 概述 C.2用延时请求-响应机制计算 C.2.1给出驻留时间校正的主时钟、端到端透明时钟和所有单步从时钟 C.2.2给出驻留时间和不对称计算的主时钟、点到点透明时钟和所有单步从时钟 C.2. 3给出驻留时间和不对称计算的双步主时钟、端到端透明时钟和单步从时钟 C.2.4给出驻留时间和不对称计算的主时钟、端到端透明双步时钟和单步从时钟 C. 2. 5 给出驻留时间和不对称计算的单步主时钟、端到端透明双步时钟和单步从时钟 C.3使用对等延时机制的计算 C. 3. 1 给出驻留时间和不对称计算的单步对等请求方时钟、端到端透明时钟和对等响应方时钟·：166 C. 3. 2 给出驻留时间和不对称计算的单步对等请求方时钟、双步端到端透明时钟和单步对等响应
158 159 159 159 159 ：160 ...162 ：163 ....*. 165
+
..166
方时钟
167
+
C. 3. 3 给出驻留时间和不对称计算的单步对等请求方时钟、双步端到端透明时钟、双步对等响应
方时钟- 选项1
169
C.3.4给出驻留时间和不对称计算的单步对等请求方时钟、双步端到端透明时钟和双步对等响应
方时钟- 选项2
170
C.3.5显示驻留时间和不对称计算的单步对等请求方时钟、单步端到端透明时钟和双步对等响应
方时钟 -选项2
.171
C. 3.6 给出从主时钟到从时钟传输时间的单步对等主时钟、双步点到点透明时钟和单步对等从
172 174 174 174 174 174 175 175 175 176 176 176 176 177 177 177 178 178 178 178 178 179 179
时钟
附录D（规范性附录）PTP在IPV4用户数据包协议上的传输 D. 1 概述· ... D. 2 UDP端口号 D. 3 IPv4多播地址 D. 4 transportSpecific 字段值 D. 5 可选值 D.6 IPv4选项、 D. 7 协议地址附录E（规范性附录）PTP在IPv6用户数据协议（UDP）上的传输 E. 1 概述· E.2 UDP端口号 E.3IPv6 多播地址 E. 4 transportSpecific 字段值 E.-5可选值 E.6协议地址附录F（规范性附录）PTP在IEEE802.3/Ethernet上的传输 F.1 概述 F.2 Ethertype F.3 多播MAC地址 F.4 transportSpecific 字段值 F.5 可选值 F.6 协议地址 IV GB/T 25931—2010/IEC 61588:2009
附录 G（规范性附录）PTP在 DeviceNET 上的传输· G.1 协议.... G.2事件报文时间截点 G.3 clockIdentity G.4　PTP报文格式 G.5 PTP 的 DeviceNet 寻址 G.6 transportSpecific 字段值附录 H（规范性附录）PTP在 ControlNET上的传输 H. 1 协议· H.2 clockIdentity H.3PTP报文格式 H. 4 PTP 的 ControlNet 寻址 H. 5 5transportSpecific 字段值附录I（规范性附录）PTP在IEC61158类型10上的传输 1. 1 背景 1. 2 报文规范 I.3IEC 61158类型 10 的 DLPDU 1. 3. 1 DLPDU 的抽象句法 1. 3. 2 DLPDU字段目标地址的编码 1.3. 3 字段 LT的编码 1.3. 4 字段 FrameID的编码 1. 3. 5 编码规范附录」（规范性附录）缺省PTP行规 J.1 概述 J.2 通用要求 J.3 延时请求-响应缺省 PTP行规 J.3.1 标识 J. 3. 2 PTP属性值 J.3.3 PTP选项 J.3.4 时钟物理要求 J. 4 点到点缺省PTP行规 J.4.1 标识 J.4.2 PTP 属性值 J.4.3 PTP选项 J.4.4 时钟物理要求附录K（资料性附录） 安全协议（实验性） K.1 概述 K.2 协议综述 K.3通用要求 K.4挑战-响应交换 K.5安全联盟更新交换 K.6完整性校验值(ICV)测试 K.7 安全联盟查找
180 180 180 180 181 181 181 182 182 182 182 182 182 183 183 184 184 184 184 185 185 186 189 189 189 189 189 189 189 189 190 190 190 190 190 191 :191 191 192 192 193 193 194
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V GB/T 25931-2010/IEC 61588 :2009
K.8 keyld 检验 K.9 重放保护机制 K.10 挑战-响应检验 K.11 共享密钥分发 K.12 密钥产生 K.13 安全数据集 K.13. 1 概述 K.13.2 密钥列表 K.13.3 安全联盟 K.13.4 defaultDS数据集安全变量 .......... K.14 协议操作 K.14.1 概述
194 194 194 195 195 195
光业
电e电电e
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..+..
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195 195 196 198 198 198 198 200 . 201 202 204 205 205 206 206 206 206 206 206 206 206 207 207 207 207 207 207 207 207 .. 207 208 ... 208
：
北建
ttte·
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K.14.2 接收报文处理 K.14.3 挑战处理 K.14.4 安全传输处理 K.14.5 安全事件处理 K.14.6 安全透明时钟处理规则 K.15 AUTHENTICATION TLV K.15. 1 概述 K. 15. 2 tlvType K.15.3 lengthField K.15.4 lifetimeId(UInteger 16) K.15.5 replayCounter(UInteger 32) K.15.6 keyld(UInteger 16) .. K.15.7 algorithmId(UInteger 8) K.15.8 填充(Octet[M}) K. 15.9 ICV(Octet(N) K. 16. AUTHENTICATION_CHALLENGE TLV K.16.1 概述 K.16.2 tlvType K.16.3 lenghtField K.16.4 challengeType(UInteger 8) K.16.5 requestNonce(UInteger 32) K.16.6 responseNonce(UInteger 32) .. K.17 SECURITY_ASSOCIATION_UPDATE TLV K.17.1 概述 K.17.2 tlvType K. 17.3 lengthField K: 17. 4 addressType(UInteger 8) K. 17. 5 nextKeyId(UInteger 16) .. K. l7.6 nextLifetimeld(UInteger 16) 附录I（资料性附录）累积频标因子偏移的传输（实验性） I.1 概述 VI
+
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++
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+........
...
208 208 208 209 209
- GB/T 25931—2010/IEC 61588 :2009
L.2使用累积频标因子的频率补偿方案的描述 L.3累积频标因子偏移的通用规范·…· L.4 CUM_FREQ_SCALE_FACTOR_OFFSET TLV 规范 L. 4. 1 tlvType I.. 4. 2 cumulativeFrequencyScaleFactorOffset 参考文献·
209 : 210 211 ..211
-
211 212
图 1 Mealy型状态转换图图 2 普通时钟模型图 3 边界时钟模型图 4 端到端透明时钟模型图 5 端到端驻留时间校正模型图 6 组合的普通时钟和端到端透明时钟图7 点到点透明时钟模型图 8 点到点驻留时间和链路延时校正模型图 9 组合的普通时钟和点到点透明时钟图 10 简单主从时钟层次结构图 11 裁剪的网状拓扑图 12 基本同步报文交换图 13 链路延时测量图14 时间戳产生模型图 15 层次拓扑图16 线型拓扑图 17 多连接拓扑图18 完全不同技术的桥接图19 内部延时常数定义…. 图 20 传输不对称图 21 端口模型图22 方差对数标定值滞后图 23 完整实现的状态机图 24 slave-only实现的状态机图 25 STATE_DECISION_EVENT 逻辑图 26 状态判定算法· 图 27 数据集比较算法，第1部分图 28 数据集比较算法，第2部分图 29 Announce报文接收逻辑图 30 Sync 报文接收逻辑图 31 Follow_Up 报文接收逻辑图 32 Delay_Req 报文接收逻辑图33 Delay_Resp报文接收逻辑图 34 延时请求-响应路径长度的测量图 35 对等延时链路测量图 36 允许的混合系统配置
8
16 17 18 19 21 22 23 25 26 27 28 29 :30 31 32 33 34 :37 ...39
.+
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.+
40 49 63 64 65 70 71 72 77 78 79 80 81 86 88 147