随着不同行业与技术的快速发展,网络授时已经成为不仅对于科学研究而且对于工业网络的挑战。对于新兴的关键基础设施,网络授时的需求一直在快速增长,并且越来越多的行业和应用对网络授时的要求也在不断提高;除了同步精度上的要求,在构建授时系统时需要综合考量授时网络搭建的成本,网络设备的复杂程度以及同步算法的实现难易程度等,这毫无疑问对现有的授时网络提出了严峻的挑战。现有的网络授时方案中存在精度受限、网络结构不灵活、设备成本高等问题,难以满足日益提高的要求。软件定义网络作为一种新型网络架构,可通过软件编程的方式定义与控制网络,其控制平面和数据平面分离且具有开放性可编程的特点,为网络授时提供了一种新的思路。在确定了研究课题后,为了解决上述问题,本文主要完成了如下工作:(1)调研了软件定义授时的相关研究。确定时间同步与授时的含义,并对当前常用的授时方法进行分类,并介绍了网络授时与精确时间协议。同时调研了软件定义授时的相关研究,包括软件定义网络的基本概念和软件定义授时的国内外研究进展,并总结了研究进展中所提到的各方案的共同点与差异。(2)在软件定义授时相关研究的基础上,提出了一种软件定义的网络授时方案。方案包括软件定义的授时网络架构,网络架构可垂直分为三个平面:应用平面、控制平面和数据平面;根据控制平面对数据平面的集中控制与时钟补偿原理,设计了控制-数据平面接口,通过扩展OpenFlow协议来实现交换节点时间数据的上传,时间控制器根据网络控制器获得的网络全局视图与交换节点上传的时间数据计算补偿值,提高授时精度。(3)在具体方案实现中,设计并实现了基于时间戳的同步补偿方法。首先分析了不对称时延的组成,对于其中的交换节点引入的非确定的不对称时延问题,提出了基于时间戳的驻留时间测量方法,基于该方法设计了支持测量驻留时间的交换节点。所设计的交换节点测量上下行同步消息经过交换节点的驻留时间,并上传给时间控制器进行计算和补偿。考虑到补偿后的时钟的稳定性问题,应通过算法处理补偿值。以此展开实验,并对比了无算法处理、固定值PID滤波算法处理和基于神经网络的PID滤波算法处理的结果。结果显示使用补偿算法有效地提高了授时精度;最后对两种算法进行了进一步的对比与分析。