一種選擇時鐘源的方法及裝置的製作方法

2023-06-01 16:01:36

專利名稱：一種選擇時鐘源的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及時鐘同步技術領域，尤其涉及一種選擇時鐘源的方法及裝置。
背景技術：
隨著3G(第三代移動通訊技術)網絡的高速發展，1588時間同步協議在通訊網絡中得到了越來越多地重視和廣泛地應用。更多的運營商使用1588協議進行時間同步，逐步替換使用GPS(全球定位系統)進行時間同步。ITU-T G. 8265.1標準規定了在分組網絡中，採用單播方式實現PTP (精確時間協議)頻率同步的方式，規定了 BMC(Alternate Best Master Clock,候選最佳主時鐘)算法選擇時鐘源，時鐘源的選擇流程中需要考慮三個因素(I)時鐘等級(Quality Level, QL)；(2)優先級(Priority) ； (3)分組定時信號失效(Packet Timing Signal Fail, PTSF) BMC算法在選擇時鐘源時，首先考慮時鐘等級QL，在時鐘等級QL相同的情況下，考慮優先級Priority,在時鐘等級QL和優先級Priority都相同的情況下,考慮PTSF。分組定時信號失效PTSF，包括PTSF-lossSync (同步報文丟失)、PTSF-lossAnnounce (通告報文丟失)和PTSF-unusable (不可用)；標準規定，當產生PTSF-1ossSync或PTSF-lossAnnounce信號時，Slave時鐘設備必須重新選擇時鐘源，PTSF-1ossSync和PTSF-lossAnnounce均是用數值作為衡量指標，通過比較數值即可實現不同Maste (主)時鐘設備之間PTSF-1ossSync和PTSF-lossAnnounce的比較，例如，對於PTSF-lossSync採用同步報文丟失的數量作為衡量的指標，當同步報文丟失的數量大於指定值時，產生PTSF-1ossSync信號，而目前，PTSF-unusable並沒有一個可度量的指標，因此，Slave時鐘設備在選擇時鐘源時,在時鐘等級、優先級、PTSF-lossSync和PTSF-lossAnnounce均相同的情況下,無法完成時鐘源的選擇。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種選擇時鐘源的方法及裝置，能夠優化時鐘源的選擇，提聞時鐘的同步性能。為解決上述技術問題，本發明的一種選擇時鐘源的方法，包括從時鐘設備接收主時鐘設備發送的精確時間協議(PTP)報文，在接收到所述PTP報文後，獲取所述PTP報文經過的跳數，根據所述PTP報文經過的跳數從所述主時鐘設備中選擇時鐘源。進一步地,還包括所述從時鐘設備在接收到時鐘源發送的PTP報文後，將該PTP報文經過的跳數與預先配置的跳數閾值進行比較，在所述時鐘源發送的PTP報文經過的跳數大於所述跳數閾值時，產生PTSF-unusable (分組定時信號失效_不可用)信號，並執行所述根據所述PTP報文經過的跳數從所述主時鐘設備中選擇時鐘源。 進一步地，根據所述PTP報文經過的跳數從所述主時鐘設備中選擇時鐘源，包括
所述從時鐘設備對所述主時鐘設備的時鐘等級、優先級、PTSF-lossSync (分組定時信號失效-同步報文丟失)和PTSF-lossAnnounce (分組定時信號失效_通告報文丟失)依次進行比較，在所述時鐘等級、優先級、PTSF-lossSync和PTSF-lossAnnounce均相同時，選擇經過的跳數最小的PTP報文對應的主時鐘設備作為時鐘源。進一步地,還包括所述主時鐘設備向所述從時鐘設備發送PTP報文後，在所述主時鐘設備與從時鐘設備之間轉發所述PTP報文的設備對所述PTP報文累計跳數，並將所述跳數記錄在所述PTP報文中。進一步地，所述主時鐘設備為所述PTP報文配置固定的初始生存時間(TTL)值；轉發所述PTP報文的設備對所述PTP報文累計跳數，並將所述跳數記錄在所述PTP報文中，包括在接收到所述PTP報文後，對所述PTP報文的TTL值進行修改。進一步地，獲取所述PTP報文經過的跳數，包括所述從時鐘設備從所述P TP報文中獲取所述PTP報文的TTL值，將所述PTP報文的初始TTL值減去從所述PTP報文中獲取到的TTL值，得到所述PTP報文經過的跳數。進一步地，一種選擇時鐘源的裝置，包括報文接收單元、跳數獲取單元和時鐘源選擇單元，其中所述報文接收單元，用於從主時鐘設備接收精確時間協議(PTP)報文；所述跳數獲取單元，用於在所述報文接收單元接收到PTP報文後，獲取所述PTP報文經過的跳數；所述時鐘源選擇單元，用於根據所述PTP報文經過的跳數從所述主時鐘設備中選擇時鐘源。進一步地，所述時鐘源選擇單元，還用於在所述報文接收單元接收到時鐘源發送的PTP報文後，將該PTP報文經過的跳數與預先配置的跳數閾值進行比較，在所述時鐘源發送的PTP報文經過的跳數大於所述跳數閾值時，產生PTSF-unusable (分組定時信號失效-不可用)信號，並執行所述根據所述PTP報文經過的跳數從所述主時鐘設備中選擇時鐘源。進一步地，所述時鐘源選擇單元具體用於對所述主時鐘設備的時鐘等級、優先級、PTSF-lossSync (分組定時信號失效-同步報文丟失)和PTSF-lossAnnounce (分組定時信號失效-通告報文丟失)依次進行比較，在所述時鐘等級、優先級、PTSF-lossSync和PTSF-lossAnnounce均相同時，選擇經過的跳數最小的PTP報文對應的主時鐘設備作為時鐘源。進一步地，所述跳數獲取單元具體用於從所述PTP報文中獲取所述PTP報文的生存時間(TTL)值，將所述PTP報文的初始TTL值減去從所述PTP報文中獲取到的TTL值，得到所述PTP報文經過的跳數。綜上所述，本發明在PTP報文穿越IP和/或MPLS網絡進行頻率同步時，通過分析報文的TTL值，使Slave時鐘設備能夠獲得報文經過的跳數，將跳數作為BMC算法的一個參考因素，使Slave時鐘設備能更優化地選擇時鐘源並進行同步，從而提高了 Slave時鐘設備的同步性能和同步精度。


圖1為現有技術中分組網絡頻率保護拓撲的示意圖；圖2為本發明實施方式的選擇時鐘源的方法的流程圖；圖3為本發明應用示例的PTP報文轉發及TTL處理的示意圖；圖4為本發明實施方式的選擇時鐘源的裝置的架構圖。
具體實施例方式在穿越IP(網際網路協議)和/或MPLS(多協議標籤交換)網絡等三層網絡實現PTP頻率同步時，隨著跳數的增加，PDV (Packet Delay Variation，分組延遲變化)噪聲隨之增大；並且，背景流量變化引起的延遲非對稱性也隨著跳數的增加而增加；另外，考慮到頻率同步性能，現有標準規定了同步鏈經過的最大跳數。因此，本實施方式中，在PTP信令報文穿越三層網絡時，當Slave (從)時鐘設備發現PTP信令報文的跳數超過跳數閾值時，產生PTSF-unusable信號通告設備自身進行時鐘源的切換，將跳數作為PTSF-unusable的衡量指標，並且，在選擇時鐘源時，在時鐘等級QL和優先級Priority等條件相同的情況下，將PTP報文經過的跳數作為選擇的因素，選擇跳數最少的PTP報文對應的Master時鐘設備作為時鐘源。本實施方式中在PTP報文轉發過程中，在Maste時鐘設備與Slave時鐘設備之間轉發PTP報文的設備累計PTP報文經過的跳數，如Maste時鐘設備為PTP報文配置固定的初始TTL(Time To Live，生存時間)值，轉發PTP報文的設備按照網絡協議的要求修改TTL的值，Slave時鐘設備將PTP報文的初始TTL值減去從PTP報文中的TTL值，得到PTP報文經過的跳數，在選擇時鐘源時，將 PTP報文經過的跳數作為選擇時鐘源參考的因素，從而優化時鐘源選擇，提高同步質量。PTP報文的初始TTL值可以由Maste時鐘設備發送給Slave時鐘設備，也可以預先配置在Slave時鐘設備中。如圖1所示，按照G. 8265的分組定時架構，Slave時鐘設備可以與兩個或兩個以上的Master時鐘設備建立同步關係，並且,Master時鐘設備與Slave時鐘設備之間通過單播方式建立通信，進行參數協商，本實施方式中在PTP報文穿越三層網絡實現頻率同步時，基於跳數實現更優的選擇時鐘源的方法，包括步驟201 =Master時鐘設備向Slave時鐘設備發送PTP報文；步驟202 :PTP報文在三層網絡中轉發，在Master時鐘設備與Slave時鐘設備之間轉發PTP報文的設備在轉發過程中累計PTP報文經過的跳數，並將跳數記錄在PTP報文中；在PTP報文直接封裝為IP或MPLS格式時，每經過一跳，轉發設備會對PTP報文的TTL值減I。在三層網絡作為一個隧道承載PTP報文時，可以在隧道的入口和出口配置TTL映射規則，實現在PTP報文轉發過程中修改PTP報文的TTL值，使Slave時鐘設備能夠獲取到PTP報文經過的跳數。TTL映射規則可以參考IETF標準RFC3443。步驟203 =Slave時鐘設備在接收到PTP報文後，獲取報文內的TTL值，根據TTL值得到PTP報文經過的跳數，將跳數作為選擇時鐘源的條件進行時鐘源選擇。Master時鐘設備為PTP報文配置固定的初始TTL值(如255)，Slave時鐘設備在接收到PTP報文後，獲取PTP報文中的TTL值，將PTP報文的初始TTL值減去從PTP報文獲取到的TTL值，得到PTP報文經過的跳數。PTP報文的初始TTL值可以由Maste時鐘設備發送給Slave時鐘設備,也可以預先配置在Slave時鐘設備中。Slave時鐘設備在進行時鐘源選擇時,對Maste時鐘設備的時鐘等級、優先級、PTSF-1ossSync 和 PTSF-lossAnnounce 依次進行比較，在時鐘等級、優先級、PTSF-1ossSync和PTSF-lossAnnounce均相同的情況下，選擇跳數最小的PTP報文對應的Maste時鐘設備作為時鐘源。另外，Slave時鐘設備是在發現時鐘源發送的PTP報文經過的跳數超過跳數閾值(如，31)時，產生PTSF-unusable信號，並觸發進行時鐘源的選擇。應用示例如圖3所示，下面以PTP報文穿越IP設備和MPLS網絡為例對本實施方式的方法進行說明，其中，MPLS網絡的三層設備支持三層路由協議，並建立三層轉發路徑，PTP報文採用IP或MPLS封裝，並採用單播方式，本實施方式的方法包括步驟a Master時鐘設備與Slave時鐘設備之間建立通信並進行參數協商；步驟b Master時鐘設備向Slave時鐘設備發送PTP報文；步驟c :轉發PTP報文的設備在轉發過程中累計PTP報文經過的跳數，並將跳數記錄在PTP報文中；在PTP報文直接封裝為IP或MPLS格式時，每經過一跳，轉發設備會對PTP報文的TTL值減I。在三層網絡作為一個隧道承載PTP報文時，在隧道的入口和出口配置TTL映射規貝U，實現在PTP報文轉發過程中修改PTP報文的TTL值。步驟d =Slave時鐘設備收到PTP報文，獲取報文內的TTL值，根據PTP報文的TTL值得到PTP報文經過的跳數，將跳數作為BMC算法的選源條件進行時鐘源選擇。圖4為本實施方式的選擇時鐘源的裝置，包括報文接收單元、跳數獲取單元和時鐘源選擇單元，其中報文接收單元，用於從主時鐘設備接收PTP報文；跳數獲取單元，用於在報文接收單元接收到PTP報文後，獲取PTP報文經過的跳數；跳數獲取單元具體用於從PTP報文中獲取PTP報文的TTL值，將PTP報文的初始TTL值減去從PTP報文中獲取到的TTL值，得到PTP報文經過的跳數。時鐘源選擇單元，用於根據PTP報文經過的跳數從主時鐘設備中選擇時鐘源；時鐘源選擇單元具體用於對主時鐘設備的時鐘等級、優先級、PTSF-1ossSync和PTSF-lossAnnounce依次進行比較，在時鐘等級、優先級、PTSF-1ossSync和PTSF-lossAnnounce均相同時，選擇經過的跳數最小的PTP報文對應的主時鐘設備作為時鐘源。時鐘源選擇單元還用於在報文接收單元接收到時鐘源發送的PTP報文後，將該PTP報文經過的跳數與預先配置的跳數閾值進行比較，在時鐘源發送的PTP報文經過的跳數大於跳數閾值時，產生PTSF-unusable信號，並執行根據PTP報文經過的跳數從主時鐘設備中選擇時鐘源。

以上說明，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權力要求書的保護範圍為準。`
權利要求
1.一種選擇時鐘源的方法，其特徵在於，包括從時鐘設備接收主時鐘設備發送的精確時間協議(PTP)報文，在接收到所述PTP報文後，獲取所述PTP報文經過的跳數，根據所述PTP報文經過的跳數從所述主時鐘設備中選擇時鐘源。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括所述從時鐘設備在接收到時鐘源發送的PTP報文後，將該PTP報文經過的跳數與預先配置的跳數閾值進行比較，在所述時鐘源發送的PTP報文經過的跳數大於所述跳數閾值時，產生PTSF-unusable (分組定時信號失效_不可用)信號，並執行所述根據所述PTP報文經過的跳數從所述主時鐘設備中選擇時鐘源。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，根據所述PTP報文經過的跳數從所述主時鐘設備中選擇時鐘源，包括所述從時鐘設備對所述主時鐘設備的時鐘等級、優先級、PTSF-1ossSync (分組定時信號失效-同步報文丟失)和PTSF-lossAnnounce (分組定時信號失效_通告報文丟失)依次進行比較，在所述時鐘等級、優先級、PTSF-1ossSync和PTSF-lossAnnounce均相同時,選擇經過的跳數最小的PTP報文對應的主時鐘設備作為時鐘源。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括所述主時鐘設備向所述從時鐘設備發送PTP報文後，在所述主時鐘設備與從時鐘設備之間轉發所述PTP報文的設備對所述PTP報文累計跳數，並將所述跳數記錄在所述PTP報文中。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於所述主時鐘設備為所述PTP報文配置固定的初始生存時間(TTL)值；轉發所述PTP報文的設備對所述PTP報文累計跳數，並將所述跳數記錄在所述PTP報文中，包括在接收到所述PTP報文後，對所述PTP報文的TTL值進行修改。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，獲取所述PTP報文經過的跳數，包括所述從時鐘設備從所述PTP報文中獲取所述PTP報文的TTL值，將所述PTP報文的初始TTL值減去從所述PTP報文中獲取到的TTL值，得到所述PTP報文經過的跳數。
7.一種選擇時鐘源的裝置，其特徵在於，包括報文接收單元、跳數獲取單元和時鐘源選擇單元，其中所述報文接收單元，用於從主時鐘設備接收精確時間協議(PTP)報文；所述跳數獲取單元，用於在所述報文接收單元接收到PTP報文後，獲取所述PTP報文經過的跳數；所述時鐘源選擇單元，用於根據所述PTP報文經過的跳數從所述主時鐘設備中選擇時鐘源。
8.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於所述時鐘源選擇單元，還用於在所述報文接收單元接收到時鐘源發送的PTP報文後， 將該PTP報文經過的跳數與預先配置的跳數閾值進行比較，在所述時鐘源發送的PTP報文經過的跳數大於所述跳數閾值時，產生PTSF-unusable (分組定時信號失效-不可用)信號，並執行所述根據所述PTP報文經過的跳數從所述主時鐘設備中選擇時鐘源。
9.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於所述時鐘源選擇單元具體用於對所述主時鐘設備的時鐘等級、優先級、 PTSF-1ossSync (分組定時信號失效-同步報文丟失)和PTSF-lossAnnounce (分組定時信號失效-通告報文丟失)依次進行比較，在所述時鐘等級、優先級、PTSF-lossSync和 PTSF-lossAnnounce均相同時，選擇經過的跳數最小的PTP報文對應的主時鐘設備作為時鐘源。
10.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於所述跳數獲取單元具體用於從所述PTP報文中獲取所述PTP報文的生存時間(TTL) 值，將所述PTP報文的初始TTL值減去從所述PTP報文中獲取到的TTL值，得到所述PTP報文經過的跳數。
全文摘要
本發明公開了一種選擇時鐘源的方法及裝置，包括從時鐘設備接收主時鐘設備發送的精確時間協議(PTP)報文，在接收到所述PTP報文後，獲取所述PTP報文經過的跳數，根據所述PTP報文經過的跳數從所述主時鐘設備中選擇時鐘源。本發明在PTP報文穿越IP和/或MPLS網絡進行頻率同步時，通過分析報文的TTL值，使Slave時鐘設備能夠獲得報文經過的跳數，將跳數作為BMC算法的一個參考因素，使Slave時鐘設備能更優化地選擇時鐘源並進行同步，從而提高了Slave時鐘設備的同步性能和同步精度。
文檔編號H04L7/00GK103051439SQ20111031137
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月14日 優先權日2011年10月14日
發明者張君輝, 何力 申請人:中興通訊股份有限公司