在互联网应用高速发展的当下,高精度网络时间同步是对网络设备之间传输信息的基本要求,基于精确时间协议(Precision Time Protocol,PTP)的高精度网络时间同步系统的优化是一个具有重要现实意义和广阔应用前景的研究课题。本文总结了在实际应用中系统同步精度达不到IEEE1588协议要求的原因,并思考了消除相应因素影响的方法。论文的主要研究工作如下:首先,针对传输链路上下行时延不对称的问题,本文提出了基于链路不对称延迟的动态更新PTP算法。在每一轮同步中对下一轮同步中的主从时钟偏差进行预测和计算,利用链路不对称性之比和时钟偏差预测准确性对PTP报文进行两次滤波,最终使用每一次计算中保存的时钟偏移量对从时钟进行动态更新,通过预测反馈的方法对分布式网络中的链路不对称性带来的时延抖动进行补偿。另外,针对主从时钟之间不支持PTP时钟的网络转发节点为系统带来的随机延迟,本文提出了基于网络中的随机延迟更新从时钟,进而提高同步精度的算法。算法首先按照上下行链路延迟是否相等将PTP同步报文分类,对于上下行延迟不相等的报文,分别计算链路中的最小估计延迟和随机增量延迟。通过对不同情况下局域网中的PTP算法进行改进,估计主从时钟偏差并更新从时钟,补偿网络中延迟的随机性对系统时间同步精度带来的偏差。文中以主从时钟上的时间戳为工具,以计算出的主从时钟偏差作为系统同步精度的衡量标准,评估提出的两种改进算法的效果。通过在主从时钟之间设置2-3个转发路由器的情况下,分别验证的应用两种改进算法的系统时间同步精度得到了显著改善,相较于PTP协议原始算法和其他已知的改进算法,从时钟的矫正效果明显提高,可以满足大多数实际应用中对高精度网络时间同步的要求。