飞利信实时流媒体精确时钟同步技术 为会议顺利召开保驾护航
随着科技的不断发展，信息交换技术覆盖了各行各业。在自动化领域、工业控制领域，以及现场会议行业，对信息传输的需求越来越广泛，同时也对信息传输提出更高的网络安全性、稳定性、同步性和实时性的要求。
影响实时流媒体系统时钟同步的关键因素
//时钟偏移
由于温度、湿度、电磁干扰、振荡器老化等原因，实时流媒体系统的发送端和接收端的本地时钟频率会出现偏差。流媒体数据的播放、传输等操作是由接收端的本地时钟驱动，若接收端时钟频率高于发送端本地时钟频率，经一段时间后在接收端可能产生数据不足现象，导致流媒体数据的不连续性；反之，可能造成接收端缓冲区溢出，导致数据丢失。
//实时流媒体数据传输处理延时
流媒体数据在传输的过程中所经过的路径拥塞，转发数据时会丢弃部分数据信息，同时由于各接收端处理能力不同，导致不同的流媒体数据所用的处理时间不同，在多个接收端的情况下，如视频会议、网络教学等应用时，实时音视频数据在各接收端的播放时间不同，导致各接收端动作不同步的问题。
飞利信实时流媒体精确时钟同步技术原理
为解决时钟偏移以及网络传输延时等因素引起的实时流媒体系统不同步的问题，飞利信在实时音视频会议系统中设计了一种锁相环+IEEE1588协议标准的精确时钟同步技术。
锁相环技术解决时钟频率偏移问题，它将接收到数据携带的时钟频率与本地时钟频率做鉴相处理，VCO芯片根据其鉴相后输出值对本地时钟进行频率调整，使本地时钟与接收数据时钟频率同步，其原理见图1所示。
图1：锁相环原理图
针对实时流媒体数据传输处理延时导致的不同步问题，飞利信实时音视频会议系统基于IEEE1588同步协议实现一种包同步技术，即把与同步相关的时间信息封装在数据报文中，仍然使用原来的以太网数据线传输，无需额外的时钟线，使组网连接简化。只要按照这个规范去策划和设计网络系统，就可以在不增加网络负荷和组网成本的情况下，实现整个系统的亚微秒级的时钟同步。计算一个从站相对主站的延时如图2所示：
图2：传输延时计算原理
飞利信实时流媒体时钟同步实现方式及性能
飞利信实时音视频会议系统基于FPGA硬件平台实现的精确时钟同步，以主站本地时钟作为参考时钟，所有从站的本地时钟皆通过FPGA+硬件电路方式搭建锁相环与参考时钟进行频率调整，实现频率同步；IEEE1588协议中时钟同步的精确性直接取决于时间戳的精确性。因此，选择使用硬件检测PTP帧的最精确方法，即将介于MAC层和PHY芯片之间的媒体独立接口作为时间戳的处理位置，并采用FPGA高速处理芯片实现流媒体音视频数据的接收、发送处理。并且，系统内所有终端设备连接均采用相同标准6类网线，线缆延时一致。
经过试验检测，见图3所示，系统时钟频率相同，且相位偏差为24ns，即终从站与主站时钟频率同步，且同步抖动小于50ns。