PTP (Precision Time Protocol, IEEE 1588)

O que é

PTP (Precision Time Protocol), padronizado como IEEE 1588, distribui um relógio comum e preciso por uma rede Ethernet.

Com carimbo de tempo por hardware na placa de rede e switches compatíveis com PTP, o protocolo sincroniza os endpoints com precisão de submicrossegundos em toda a LAN.

É a espinha dorsal de temporização que permite ao SMPTE ST 2110 enviar vídeo, áudio e dados auxiliares não comprimidos como fluxos IP separados e recombiná-los sem perdas no destino.

Como funciona

Um dispositivo da rede é eleito Grandmaster Clock e distribui mensagens de sincronização em intervalos regulares.

Os switches compatíveis com PTP acrescentam carimbos de tempo à passagem dos pacotes, de modo que cada endpoint a jusante conhece tanto a hora do mestre quanto o tempo de residência de cada pacote na rede. Os endpoints ajustam seus relógios locais para coincidir.

O padrão IEEE 1588 define dois perfis principais — o perfil padrão (default) e o SMPTE ST 2059-2 (um perfil de mídia usado em plantas de broadcast para fluxos ST 2110).

Por que importa

AV sobre IP não comprimido só funciona se todos os endpoints compartilharem um relógio comum com precisão de submicrossegundos.

Sem PTP, um fluxo de vídeo ST 2110-20 e o fluxo de áudio ST 2110-30 que lhe pertence chegam com uma deriva que se acumula até virar erro visível de sincronia labial.

O custo é que a rede precisa ser compatível com PTP de ponta a ponta — todo switch no caminho deve suportar a função de boundary clock ou transparent clock.

Com isso, o PTP passa a ser um item da especificação de rede, e não um detalhe deixado para depois.

PTP vs. NTP

Confusão comum. O NTP (Network Time Protocol) é o protocolo padrão de sincronização de tempo da internet — alcança precisão de milissegundos em uma LAN típica e de dezenas de milissegundos pela internet pública.

Isso basta para logs, carimbos de tempo de arquivos e a maioria dos usos no nível de aplicação. Não basta para sincronização de vídeo com precisão inferior a um quadro, e é aí que o PTP justifica sua complexidade.

Plantas de broadcast rodam PTP para os fluxos de mídia e NTP para todo o resto, na mesma rede ou em redes separadas.

PTP e IPMX

O IPMX — a variante ProAV do ST 2110 criada pela AIMS Alliance — torna o PTP opcional, e não obrigatório.

A razão é operacional: a maioria das implantações de salas de controle e ProAV não precisa de sincronização de submicrossegundos, e impor PTP em toda instalação eleva substancialmente a barreira de especificação dos switches.

O PTP opcional é uma das escolhas deliberadas do IPMX que tornam o padrão mais fácil de implantar fora das instalações de broadcast.

Termos relacionados

• SMPTE ST 2110
• IPMX
• NMOS
• AV sobre IP