一种通信系统时间故障的检测方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种通信技术,尤其是指一种通信系统中系统时间故障的检测方法及其装置。
背景技术
一般地,同步分配式网络系统使用全球定位系统(GPS)通信卫星提供的时间信息保持系统时钟之间的同步。由于GPS通信卫星提供的多种数据中的时间同步信息的原子钟般的精度,同步分配式网络系统接收来自GPS接收机的时间信息,并根据从该时间信息获得的时钟信号使整个系统同步。通信系统的一些业务应用中,需要即时获取到当前的系统绝对时间信息(即从系统绝对零时(1980年01月06日零时)起到当前的时间),获取的时间精度通常在毫秒级的精度范围内。电信设备通常是一个分布式系统,即存在多个处理单元(通常被称为单板),每个单板完成相同或不同的业务功能,而且每个单板可能又包含了多个负荷分担或备份功能的CPU处理实体。为了满足产品业务应用的需求,要求系统中处理同系统绝对时间信息相关业务的CPU实体能够即时获取到当前的系统绝对时间信息。这样就要求这些CPU实体各自维持完全同步的系统绝对时间的计数器,当业务处理需要系统绝对时间的信息支持时,这些CPU实体直接读取这些计数器的数值即可。这些同步计数器依靠单板提供的某一时钟进行计数,但为了实现同步的目的,则需要周期的使用某一标准时间(即系统绝对时间信息标准)去同步校准这些计数器,以达到全局同步的目的。
主备冗余设计已广泛应用于通讯系统设备中,尤其是其实现的热备份功能在很大的程度上提高了设备的可靠性和稳定性。在通讯领域的同步系统中,所有的单板或分系统均工作在其同步时钟下,因此时钟板作为同步系统中的核心,其可靠性尤其重要。电信设备中,通常配备一套主、备用时钟处理单板,主、备用时钟处理单板各配置一块卫星接收机,主、备用时钟处理单板分别接收和处理各自单板上的卫星接收机输出的系统绝对时间信息,然后主、备用时钟处理单板输出同步于系统绝对时间信息的时间标准(称之为同步时间校准信息)给相关CPU实体,各相关CPU实体利用该同步时间校准信息校准本地的系统绝对时间计数器,使其同系统绝对时间信息同步。
可见,输出同步时间校准信息的同步源在系统中起着至关重要的作用,如果输出的同步时间校准信息存在问题,相关各CPU实体的系统绝对时间计数器就会偏离正常的标准,提供给业务处理模块错误的系统绝对时间信息,从而导致业务功能的异常。时钟处理单板输出的同步时间校准信息参考的是卫星接收机输出的时间信息,如果卫星接收机输出的时间信息存在异常,则其输出的同步时间校准信息也将会存在问题。
考虑开发成本以及其他因素,如基于安全考虑等,一些国家指定必须使用其国内生产的卫星接收机,CDMA系统中卫星接收机设备通常属于外购件。一些卫星接收机供应商经常出现停产、版本升级问题,其质量很难控制。虽然实际应用过程中,在设计时已尽可能充分考虑了卫星接收机各种异常的可能处理,但仍可能存在一些被遗漏的异常因素,当发生这样的异常时,就会导致输出的系统绝对时间信息错误。
在现有的通信系统中,主、备用时钟处理单板分别接收和处理各自单板上的卫星接收机信号,每秒产生同步于系统绝对时间的同步时间校准信息作为相关CPU实体系统绝对时间计数器的同步源。如图1所示,同步时间校准信息包括1PPS(One Pulse Per Second,每秒一次脉冲信号)同步脉冲和同步时间信息(前一个1PPS同步脉冲点的时刻信息)。
系统中只有主用时钟处理单板的同步时间校准信息被分发到相关CPU实体,作为系统时间计数器的同步源,如图2所示,备用单板逻辑单元依靠对主备用信号的检测控制备用时钟处理单板的1PPS同步脉冲是不输出的,备用单板CPU控制同步时间信息也是不发送的。
显而易见,由于主、备时钟处理单板分别接收和处理各自单板上的卫星接收机信号,并且主、备时钟处理单板分别产生各自的同步时间校准信息。即便是一块时钟处理单板上卫星接收机存在异常,如输出的1PPS同标准存在一定偏差,这样时钟板输出的1PPS同步脉冲会跟随该偏差,或者由于其单板自身异常,如单板产生同步1PPS脉冲硬件异常,导致输出同标准偏移了一定的相位。由于每个时钟处理单板各自为政,无法检测到自身存在的异常,故即便系统中针对时钟处理单板进行了主备份,但由于系统无法检测到该异常,也不能进行主、备倒换来解决系统存在的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明所要解决的技术问题是提供一种通信系统时间故障的检测方法,以判断主、备用时钟处理单板输出的同步时间校准信息是否一致。
为解决上述技术问题,本发明是通过采用如下技术方案来实现的:
本发明提供一种通信系统时间故障的检测方法,所述通信系统包括一个主用时钟处理单板和至少一个备用时钟处理单板,该方法包括以下步骤:
A.主、备用时钟处理单板分别产生各自的同步时间校准信息:
B.将主、备用时钟处理单板输出的同步时间校准信息进行比较;
C.根据比较结果判断是否进行主、备用时钟处理单板的倒换。
根据该方法,步骤C具体包括:
C1.如果主、备用时钟处理单板输出的同步时间校准信息不存在偏差,则不需要进行主备用时钟处理单板的倒换;
C2.如果主、备用时钟处理单板输出的同步时间校准信息存在偏差,则需要进一步判断是否进行主备用时钟处理单板的倒换。
根据该方法,如果所述通信系统包括一个备用时钟处理单板时,步骤C2具体是指需要结合当时的业务情况分析判断具体是哪块时钟处理单板出现异常,如果是主用时钟处理单板异常,则进行主备用时钟处理单板的倒换;如果是备用时钟处理单板异常,则不进行主备用时钟处理单板的倒换。
根据该方法,如果所述通信系统包括两个或两个以上备用时钟处理单板时,步骤C2具体是指如果某时钟处理单板输出的同步时间校准信息不同于其他时钟处理单板输出的同步时间校准信息,则确定该时钟处理单板存在异常,再判断出现异常的时钟处理单板是否是主用时钟处理单板,如果是主用时钟处理单板异常,则进行主备用时钟处理单板的倒换;如果是备用时钟处理单板异常,则不进行主备用时钟处理单板的倒换。
本发明还提供一种通信系统时间故障的检测装置,其包括:
主用时钟处理单板,用于产生一同步时间校准信息;
至少一备用时钟处理单板,用于产生至少一同步时间校准信息;
主备同步时间校准信息一致性检测模块,用于比较主、备用时钟处理单板输出的同步时间校准信息,根据比较结果判断主备用时钟处理单板是否存在异常以决定是否进行主备用时钟处理单板的倒换。
与现有技术相比,本发明通过增加主、备用时钟处理单板输出的同步时间校准信息之间的互检,及时检测主、备用时钟处理单板输出的同步时间校准信息是否一致,有效解决了通信系统中的系统时间同步问题。
附图说明
图1是同步时间校准信息的格式。
图2是现有的主备用时钟处理单板1PPS同步脉冲输出的示意图。
图3是根据本发明具体实施方式的主备用时钟处理单板1PPS同步脉冲输出的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的特征和优点更加清楚明白,下面参照附图结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
本发明具体实施例的一种通信系统中系统时间故障的检测方法及其装置,其发明基本思路是:通过增加“比较主备用时钟处理单板输出的同步时间校准信息”,若发现两者存在一定偏差时,则上报告警,再决定是否进行主备用时钟处理单板的倒换。
本发明一实施例的一种通信系统中系统时间故障的检测方法,该系统包括两块时钟处理单板,如图3所示,其中一块作为主用时钟处理单板,另一块作为备用时钟处理单板。通过物理信号线(如图3中实线所示)将主用时钟处理单板输出的1PPS同步脉冲通过主用时钟处理单板的逻辑单元同时输出到备用时钟处理单板的逻辑单元,备用时钟处理单板的逻辑单元逻辑比较外部送来的1PPS同步脉冲(即主用时钟处理单板送来的1PPS同步脉冲)和本单板1PPS同步脉冲的相位偏差,并将鉴相偏差的结果输入到备用时钟处理单板的CPU,当相位偏差超过一定门限时,则说明两块主备时钟处理单板产生的1PPS同步脉冲中其一存在一定的问题。
通过业务通道或其他途径(如图3中虚线所示)主用时钟处理单板把同步时间信息通过主用时钟处理单板的CPU发送到备用时钟处理单板的CPU,备用时钟处理单板的CPU将主用时钟处理单板送来的同步时间信息同本单板的同步时间信息进行比较,当存在偏差时,则说明主用时钟处理单板输出的同步时间信息或者备用时钟处理单板输出的同步时间信息存在问题。本发明并不限于主用时钟处理单板将同步时间信息发送到备用时钟处理单板上,本发明也可以是备用时钟处理单板将同步时间信息发送到主用时钟处理单板上,由主用时钟处理单板的CPU将备用时钟处理单板送来的同步时间信息同本单板的同步时间信息进行比较。
如果主用时钟处理单板和备用时钟处理单板输出的1PPS同步脉冲的相位之间以及主用时钟处理单板和备用时钟处理单板输出的同步时间信息之间均不存在偏差时,则说明主用时钟处理单板和备用时钟处理单板输出的同步时间校准信息保持一致,则系统不需做任何处理。
如果主用时钟处理单板和备用时钟处理单板输出的1PPS同步脉冲的相位之间或者主用时钟处理单板和备用时钟处理单板输出的同步时间信息之间中其一存在偏差时,则说明主用时钟处理单板和备用时钟处理单板输出的同步时间校准信息存在偏差,此时上报告警。系统需进一步结合当时业务处理情况确定具体是哪块时钟处理单板出现异常。如果系统未发现业务处理存在异常,则说明出现异常的时钟处理单板是备用时钟处理单板,主时钟处理单板是好的,此时即使收到主备时钟处理单板输出的同步时间校准信息不一致告警时,也无需进行主备用时钟处理单板的倒换;如果系统发现业务处理存在异常,且存在主备时钟处理单板输出的同步时间校准信息不一致告警时,说明目前主用时钟处理单板输出的同步时间校准信息存在问题,可以通过下达命令进行主备用时钟处理单板的倒换。
很明显,本发明假设了两块时钟处理单板不会同时出现相同故障模式导致的异常,在实际系统中,主备时钟处理单板的所有硬件配置和外部环境都是完全独立的,其存在同种故障模式的概率基本上为零。且设备的冗余设计也很少会去考虑这种双点故障的情况。因此,本发明通过主备用时钟处理单板输出的同步时间校准信息之间的互检可以很好地检测出系统时间是否出现故障,从而保证该系统中系统时间的同步性。
本发明另一实施例的一种通信系统时间故障的检测方法,该通信系统包括三个或三个以上的时钟处理单板,其中一个作为主用时钟处理单板,其他作为备用时钟处理单板,该方法包括以下步骤:主、备用时钟处理单板分别接收和处理各自单板上的卫星接收机信号,并相应地产生各自的同步时间校准信息,将该这些同步时间校准信息进行比较,如果某块时钟处理单板输出的同步时间校准信息不同于其他时钟处理单板输出的同步时间校准信息,则说明该时钟处理单板存在异常,此时,应上报告警指示具体的异常单板,再判断出现异常的该时钟处理单板是否主用时钟处理单板以决定是否进行主、备用时钟处理单板的倒换。如果出现异常的时钟处理单板为主用时钟处理单板,则下达命令进行主、备用时钟处理单板的倒换;如果出现异常的时钟处理单板为备用时钟处理单板,则系统不需做主、备用时钟处理单板的倒换。
实现上述系统时间故障的检测方法的装置,其包括主用时钟处理单板、备用时钟处理单板及其主备同步时间校准信息一致性检测模块,主、备用时钟处理单板分别用于接收和处理各自单板上的卫星接收机信号,并相应地产生其同步时间校准信息,主、备同步时间校准信息一致性检测模块与主、备用时钟处理单板相连,其可以设置在主用时钟处理单板上,也可以设置在备用时钟处理单板上,用于将主、备用时钟处理单板输出的同步时间校准信息进行比较,并根据比较结果判断主备用时钟处理单板是否存在异常以决定是否进行主、备用时钟处理单板的倒换。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。