全IP化是未来网络和业务的发展趋势，分组网络将取代传统SDH网络成为统一的传输承载网络。这时，一方面新的业务和应用会对网络的同步性能提出更高的要求，另一方面在通信网络由电路交换型向分组交换型演进的过程中，对传统TDM业务的兼容及与传统电路型网络的互连互通都需要分组网络提供高质量的同步与定时性能。分组网中对同步的需求主要集中在与传统电路网络及业务的兼容和3G移动通信系统的无线业务承载两个方面。针对分组网络传递高精度时间的需求，IEEE提出了精确时间同步协议（PTP，Precision Time Protocol），目前已发展到第二版本，即IEEE1588v2。IEEE1588v2的核心思想是采用主从时钟方式，对时间信息进行编码，主时钟周期发布时间信息，利用网络链路的对称性和延时测量技术，实现主从时钟的频率同步和时间同步。IEEE1588v2自2008年发布以来，学术上研究IEEE1588v2的论文很多，但多集中在算法的理论研究与模拟仿真，对IEEE1588v2的软件实现与实际应用研究较少。本人在课题研究过程中，将IEEE1588v2的理论研究与实际应用相结合，不仅全面地研究了IEEE1588v2的关键技术与算法，还设计了IEEE1588v2的具体软件实现方案、测试方案及其在实际中的应用方案，为IEEE1588v2时钟同步技术的实际应用提供了参考。本文的创新点主要在于，给出了一种基于软件实现的符合IEEE1588标准的精确时间协议实现方法，设计了基于VxWorks的PTP时钟同步模块，实现了最优主时钟算法、本地时钟同步算法和PTP报文收发控制算法。本文第1章总结了当前通信网中时钟同步技术存在的问题，分析了IEEE1588v2的产生背景、发展现状及其研究目的和意义；第2章介绍了IEEE1588v2的基本概念，主要有PTP设备、PTP网络拓扑结构、PTP数据集和PTP协议报文；第3章研究并分析了IEEE1588v2的关键技术及算法，包括最优主时钟算法和本地时钟同步算法；第4章设计实现了IEEE1588v2协议模块，包括总体设计、接口设计、数据结构设计和程序流程与实现；第5章给出了IEEE1588v2的测试方案和应用场景；第6章总结全文并提出了一些需要完善和深入研究的问题。