发布时间：2020-07-28 文章来源：广播与电视技术

 

    1.2 PTP时间戳（TimeStamp）和传输机制

 

    时间戳是能证明一个数据包在某个特定时间之前已经存在的可验证数据，通常是一个字符序列唯一地标识某一刻的时间，是使用数字签名技术产生的数据。

 

    目前在4K-EFP制作系统中视音频媒体流的IP传输都是利用UDP数据报协议建立连接完成的。UDP协议传输数据的实时性较好但缺点是不可靠，不符合广电制作业务的安全要求，因此在此基础上扩展出RTP实时传输协议（Realtime Transport Protocol），RTP是传输层上的协议，它需要依靠UDP先建立连接。RTP协议依然对实时性要求高的视音频数据流保持良好的传输性，但是业务服务的质量则需要RTCP（Realtime Transport Control Protocol）子协议来负责，二者机制一样必须配合使用。RTCP能够监控和诊断传输过程中各参与流的信息状态（包括丢包信息、网络状态等），从而对RTP的传输操作做出相应的调控以达到实时传输下的质量控制。

 

    PTP协议用于时钟同步数据包的传输，其时钟的精确同步机制在于主、从时钟之间周期性的交换同步报文来确定时钟偏移量和网络延时估值以达到持续校准从时钟与主时钟同步的作用。这个估值精度决定了同步的精度，但它（估值精度）又取决于时钟同步报文时间戳的精确程度（时间戳包含有同步包的发送时间信息）。因为PTP时钟同步报文从主时钟发出，需要经过网络OSI模型从高到低的层层下传后由物理层送到网络上，这一过程最大的问题就是延时干扰。消除延时是实现高精度时钟同步的必要方法，因此采用在物理层上给PTP时钟同步包打时间戳的办法是解决时钟精度的精确方式。

 

    那么视音频数据包传输用的RTP/RTCP协议是如何携带上时钟同步信息的呢？答案还是时间戳。RTP报文内容包括待传数据的报文头和报文负载，报文数据头包括序列号、时间戳和传输监视等信息，负载就是视音频数据流。报文头会专门提供固定字节位用于时间戳的携带，这样接收设备就可以通过时间戳解读出负载数据的同步时间用于数据重组。由此可见视音频、辅助数据包最后都是通过同步时钟组合在一起的。

 

    4K-EFP制作系统中PTP同步时钟系统组成及技术分析

 

    2.1 PTP同步系统

 

    新搭建的4K-EFP视频制作系统中PTP同步时钟系统由2台Tektronix的SPG8000A信号发生器、1GE/40GE接口光模块、MPO线缆、2台Cisco-N9336c主备交换机和若干制作设备组成。两台SPG8000A信号发生器互为主备，各自通过1GE光模接口分别与主、备交换机连接，主备交换机之间再各取一个40GE接口做互通来传递PTP同步数据，这样整个PTP传输的主备环路就打通了，每台交换机都能够收到两台SPG8000A发出的同步信号，方便进行数据比对。SPG8000A信号发生器本身通过内置的高稳定性晶振就可以产生PTP，当然也可以在SPG8000A上外接GPS来产生更高精度的PTP，不过这套EFP系统暂且没有涉及。在4K制作系统中用来传输PTP同步数据包的整个网络路由和设备统称为PTP域。