PTP (Precision Time Protocol, IEEE 1588)

PTP là gì

PTP (Precision Time Protocol), được chuẩn hóa thành IEEE 1588, phân phối một đồng hồ chung chính xác trên một mạng Ethernet. Với việc đóng dấu thời gian bằng phần cứng trên NIC và các switch hỗ trợ PTP, PTP đồng bộ các điểm cuối tới độ chính xác dưới micro giây trên toàn bộ một mạng LAN. Đó là xương sống định thời cho phép SMPTE ST 2110 gửi video, âm thanh và dữ liệu phụ trợ không nén thành các luồng IP riêng biệt rồi ghép chúng lại không hao tổn ở phía sau.

Cách thức hoạt động

Một thiết bị trong mạng được bầu làm Grandmaster Clock. Nó phát các bản tin đồng bộ theo những khoảng đều đặn; các switch hỗ trợ PTP thêm dấu thời gian khi gói tin đi qua, nên mỗi điểm cuối phía sau đều biết cả thời gian của đồng hồ chủ lẫn thời gian lưu trú của từng gói tin trong mạng. Các điểm cuối điều chỉnh đồng hồ cục bộ của mình cho khớp. Tiêu chuẩn IEEE 1588 định nghĩa hai profile chính — profile mặc định và SMPTE ST 2059-2 (một profile media dùng trong các cơ sở broadcast cho các luồng ST 2110).

Vì sao quan trọng

AV-over-IP không nén chỉ hoạt động nếu mọi điểm cuối chia sẻ một đồng hồ chung với độ chính xác dưới micro giây. Không có PTP, một luồng video ST 2110-20 và luồng âm thanh ST 2110-30 thuộc về nó sẽ đến với độ lệch tích tụ lại thành lỗi lệch tiếng-hình (lipsync) thấy được. Cái giá là mạng phải hỗ trợ PTP từ đầu đến cuối — mọi switch trên đường đi đều phải hỗ trợ chức năng đồng hồ boundary hoặc transparent, và PTP trở thành một hạng mục trong đặc tả mạng chứ không phải thứ tính sau.

PTP và NTP

Một nhầm lẫn thường gặp. NTP (Network Time Protocol) là giao thức đồng bộ thời gian internet tiêu chuẩn — nó đạt độ chính xác cỡ mili giây trên một mạng LAN điển hình và hàng chục mili giây qua internet công cộng. Điều đó ổn cho việc ghi log, dấu thời gian tệp và hầu hết các nhu cầu ở mức ứng dụng. Nó không đủ cho đồng bộ video dưới khung hình, và đó chính là chỗ PTP xứng đáng với sự phức tạp của nó. Các cơ sở broadcast chạy PTP cho các luồng media và NTP cho mọi thứ khác, trên cùng một mạng hoặc trên các mạng riêng.

PTP và IPMX

IPMX — biến thể ProAV của ST 2110 từ AIMS Alliance — làm cho PTP trở thành tùy chọn thay vì bắt buộc. Lý do mang tính vận hành: phần lớn các triển khai trong phòng điều khiển và ProAV không cần đồng bộ dưới micro giây, và việc ép buộc PTP ở mọi lần cài đặt nâng đáng kể rào cản đặc tả switch. PTP tùy chọn là một trong những lựa chọn có chủ ý của IPMX, giúp tiêu chuẩn này dễ triển khai hơn bên ngoài các cơ sở broadcast.

Thuật ngữ liên quan

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