vol10. PTP(Precision Time Protocol)について調べてみた

仕事で必要になったので、PTPについて調べてみた。

PTPとは？

Precision Time Protocol の略。
ネットワーク内のデバイスの時刻を高精度で同期するためのプロトコル
類似の技術に、NTP(Network Time Protocol)があるが、PTPはNTPと比べてより高精度である。NTPの誤差はおよそ10ms以下の精度だが、PTPはハードウェアが対応していれば、1us 以下の精度が望める。
PTPは、NTPとGPSのニッチを埋めるための規格である。すなわち、GPS以下のコストで、NTP以上の精度の時刻が実現可能。

versionについて

versionは、以下の通り

PTPv1 IEEE 1588-2002
PTPv2 IEEE 1588-2008
gPTP IEEE 802.1AS-2011

PTPv2はv1より更なる精度向上を目指して定義された。
IEEE 802.1As-2011は、IEEE1588-2008の規格に順じ、特別な(tightly-constrainedな) プロファイルを定義。
これをgPTPと呼ぶ。

なぜ時刻同期が必要か？

例えば、自動車内の環境において

右スピーカーと左スピーカが同時に音を鳴らす
右カメラと左カメラからの映像を同時に表示する。

といったデータストリームを同期するユースケースにて、時刻同期が必要とされている。

アーキテクチャ

マスター、スレーブ型アーキテクチャである。

ネットワーク内において、高精度な時刻を持つデバイスをグランドマスタに指定する。
グランドマスタは、周期的に自身の持つタイムスタンプ情報をネットワークにマルチキャスト配信。
スレーブはマスタから配信された時刻に対して、とある手法で算出されたグランドマスタから自身までのネットワーク遅延時間値で補正し、正確な時刻を算出する。