由 IEEE 标准化的网络协议,在以太网各端点间以亚微秒精度分发统一时钟——SMPTE ST 2110 等无压缩 AV-over-IP 标准的授时骨干。
什么是 PTP
PTP(Precision Time Protocol),标准化为 IEEE 1588,在以太网上 分发精确的统一时钟。借助网卡上的硬件 时间戳和支持 PTP 的交换机,PTP 能在整个 LAN 范围内将各端点同步到亚微秒精度。正是 这一授时骨干,让 SMPTE ST 2110 得以将无压缩视频、音频和辅助数据作为独立 的 IP 流发送,并在下游无损地重新组合。
工作原理
网络中有一台设备被选为主时钟(Grandmaster Clock)。它按固定间隔分发同步报文;支持 PTP 的交换机在数据包经过时为其添加时间戳, 因此每个下游端点既知道主时间,也知道每个 数据包穿越网络的驻留时间。各端点据此调整 其本地时钟以与之匹配。IEEE 1588 标准定义 了两个主要配置——默认配置和 SMPTE ST 2059-2(一种用于广播厂区 ST 2110 流的 媒体配置)。
为何重要
无压缩 AV-over-IP 只有在每个端点都共享 一个亚微秒精度的统一时钟时才能工作。没有 PTP,一路 ST 2110-20 视频流与属于它的 ST 2110-30 音频流到达时会产生漂移,累积成 可见的唇音不同步误差。其代价是网络必须 端到端支持 PTP——路径上的每台交换机都必须 支持边界时钟或透明时钟功能,于是 PTP 成为 网络规格中的一个明细项,而非事后才考虑的 事情。
PTP 与 NTP
常见的混淆。NTP(Network Time Protocol) 是标准的互联网时间同步协议——它在典型 LAN 上可达毫秒级精度,在公网上为数十毫秒。这对 日志记录、文件时间戳和大多数应用层用途已经 足够,但对亚帧级视频同步则不够,而那正是 PTP 凭借其复杂度立足之处。广播厂区为媒体流 运行 PTP,为其他一切运行 NTP,二者可在同一 张网络上,也可分置于不同网络。
PTP 与 IPMX
IPMX——AIMS Alliance 推出的 ST 2110 ProAV 变体——把 PTP 设为 可选而非必需。原因在于运营:大多数控制室 和 ProAV 部署并不需要亚微秒同步,而在每次 安装中强制使用 PTP 会大幅抬高交换机规格 门槛。可选 PTP 正是 IPMX 刻意做出的选择 之一,使该标准在广播设施之外更易部署。