CN101453316A - 时间信息同步系统及方法以及相关装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种时间信息同步系统及方法以及相关装置，用于提高频率同步或时间同步的精确度。本发明信息同步系统应用端口子系统，用于根据本地运行的实时钟生成至少一个本地时钟，向核心子系统提供所述本地时钟；核心子系统，用于根据所述应用端口子系统提供的时钟的属性从中选取系统最优时钟，将系统最优时钟发送给所述应用端口子系统；其中，所述应用端口子系统根据所述核心子系统提供的系统最优时钟，校准所述实时钟以与核心子系统进行频率同步和/或时间同步。本发明还提供一种时间信息同步方法，核心子系统以及应用端口子系统。本发明可以有效地提高频率同步或时间同步的精确度。

Description

时间信息同步系统及方法以及相关装置
技术领域
本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种时间信息同步系统及方法以及相关装置。
背景技术
在现代通信网络中，随着数据业务的不断发展，一些实时性要求较高的业务对于整个通信网络频率同步甚至时间同步提出了很高的要求，其中频率同步是时间同步的基础，只有频率同步了，时间的步进的精度才可能保证一致，进而才有可能实现时间同步。
IEEE1588 V2协议就是一种频率时间同步协议，IEEE 1588 V2是网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准，简称精密时间协议(PTP，precisiontime protocol)，此协议的目的是为了能够精确地对分散、独立运行的时钟进行同步。
请参阅图1，现有技术中一种应用PTP协议的时间同步方案为：PTP协议规定的所有功能(例如，时戳处理，1588报文组包解包，时钟时间恢复，BMC算法，端口状态算法)均由一专用的核心子系统集中实现；各具体应用端口子系统只负责1588报文的提取(从业务报文中提取1588报文)和插入(将1588报文插入到业务报文中)。具体应用端口子系统与核心子系统之间只传送PTP规定的相关报文。
但是，上述方案中，由于时间戳的处理统一在核心子系统中进行，所以各应用端口子系统与核心子系统之间的报文传输的延时抖动可能会影响核心子系统对时间戳处理的精度；
其次，上述方案中，由于核心子系统完成PTP协议规定的所有功能，所以当各应用端口子系统中的端口增加的时候，可能会给核心子系统增加很大的处理负荷，因此影响了频率同步或时间同步的效率。
请参阅图2，现有技术中另一种应用PTP协议的时间同步方案为：每个应用端口子系统中都有完整的1588处理模块(包括时戳处理、IEEE1588 V2报文的识别、提取和下插/组包解包、BMC算法和端口状态机、时钟时间恢复模块)，从而可以减轻核心子系统的处理负担，同时也解决了报文传输的延时抖动影响时间戳处理精度的问题。
但是，由于各个应用端口子系统中都包含有完整的1588处理模块，所以每个应用端口子系统之间都相互独立，在选取时钟源时，只能选取本应用端口子系统内的最优时钟源，而无法选取整个系统内的最优时钟源，因此影响了频率同步或时间同步的精确度。
发明内容
本发明实施例提供了一种时间信息同步系统及方法以及相关装置，能够提高频率同步或时间同步的精确度。
本发明实施例提供的时间信息同步系统包括：应用端口子系统，用于根据本地运行的实时钟生成至少一个本地时钟，向核心子系统提供所述本地时钟；核心子系统，用于根据所述应用端口子系统提供的时钟的属性从中选取系统最优时钟，将系统最优时钟发送给所述应用端口子系统；其中，所述应用端口子系统根据所述核心子系统提供的系统最优时钟，校准所述实时钟以与核心子系统进行频率同步和/或时间同步。
本发明实施例提供的核心子系统包括：选取单元，用于根据应用端口子系统提供的时钟的属性，选取系统最优时钟；时钟时间单元，用于根据所述选取单元选取的系统最优时钟确定对应的应用端口子系统中的应用端口，并接收所述应用端口发送的第二时间信息以及第一时间信息，根据所述第一时间信息以及第二时间信息进行频率同步和/或时间同步，向应用端口子系统中的各应用端口的实时钟发送所述系统最优时钟以及帧头信息。
本发明实施例提供的应用端口子系统，包括至少一应用端口，所述应用端口包括：实时钟，用于产生时钟，接收核心子系统提供的系统最优时钟以及帧头信息校准所述时钟以与核心子系统进行频率同步和/或时间同步；时间信息处理单元，用于根据所述实时钟产生的时钟对发送的时间信息报文添加第一时间信息，对接收到的时间信息报文添加第一时间信息，从接收到的时间信息报文中读取第二时间信息，将在接收到时间信息报文时添加的第一时间信息以及读取到的第二时间信息发送至核心子系统。
本发明实施例提供的时间信息同步方法，包括：应用端口子系统将本地运行的实时钟生成的本地时钟发送至核心子系统；核心子系统根据所述本地时钟的属性选取系统最优时钟，并将所述系统最优时钟发送至应用端口子系统；应用端口子系统根据所述系统最优时钟校准本地运行的实时钟。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例中，由于应用端口子系统中的各应用端口中包含有各自的实时钟，而不需要依赖核心子系统下发的时钟，所以在传输报文时可以直接根据本地的实时钟确定接收到报文的时间或发送报文的时间，从而避免了报文传输的延时抖动影响时间信息处理精度的问题，因此可以提高频率同步或时间同步的精确度。
附图说明
图1为现有技术中一种同步方案示意图；
图2为现有技术中另一种同步方案示意图；
图3为本发明实施例中时间信息同步系统第一实施例示意图；
图4为本发明实施例中时间信息同步系统第二实施例示意图；
图5为本发明实施例中时间信息同步系统第三实施例示意图；
图6为本发明实施例中时间信息同步系统第四实施例示意图；
图7为本发明实施例中时间信息同步系统第五实施例示意图；
图8为本发明实施例中核心子系统实施例示意图；
图9为本发明实施例中应用端口子系统实施例示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种时间信息同步系统及方法以及相关装置，用于提高频率同步或时间同步的精确度。
本发明实施例中，由于应用端口子系统中的各应用端口中包含有各自的实时钟，所以避免了报文传输的延时抖动影响时间戳处理精度的问题，同时由于应用端口子系统可以将自身选取的一级最优时钟发送至核心子系统进行第二次筛选得到系统最优时钟以进行同步，所以可以提高频率同步或时间同步的精确度。
下面对本发明实施例中的时间信息同步系统进行详细描述，本发明实施例中的时间信息同步系统可以大致分为两类：包含二级时钟选取的方案以及不包含二级时钟选取的方案，下面先介绍包含二级时钟选取的方案，请参阅图3，本发明实施例中时间信息同步系统第一实施例包括：
应用端口子系统302，用于根据本地运行的实时钟生成至少一个本地时钟，并根据所述时钟的属性在本地时钟中选取一级最优时钟；
核心子系统301，用于根据所述应用端口子系统302提供的一级最优时钟的属性选取系统最优时钟，并根据所述系统最优时钟以及应用端口子系统302提供的时间信息(包括第一时间信息以及第二时间信息)进行频率同步和/或时间同步。
其中，应用端口子系统302中包括若干应用端口303，应用端口303又包括：
实时钟3031，用于产生时钟，根据核心子系统301提供的系统最优时钟以及帧头信息校准所述时钟以与核心子系统301进行频率同步和/或时间同步；
时间信息处理单元3032，用于根据实时钟3031产生的时钟对发送的时间信息报文添加第一时间信息，对接收到的时间信息报文添加第一时间信息，从接收到的时间信息报文中读取第二时间信息，将在接收到时间信息报文时添加的第一时间信息以及读取到的第二时间信息发送至核心子系统301，可以理解的是，可以将第一时间信息以及第二时间信息携带于一个时间信息报文中发送至核心子系统301，也可以直接发送。
本实施例以及后续实施例中所描述的第一时间信息均是指时间信息处理单元根据当前的本地实时钟添加入报文的时间信息，第二时间信息均是指接收到报文时报文内携带的时间信息，该时间信息是指发送方发送该报文时添加入报文的时间信息。
本实施例中，时间信息处理单元3032判断应用端口303需要发送时间信息报文时，从实时钟3031读取该报文发送时的本地时间，并将该第一时间信息添加于该报文中，时间信息处理单元3032判断应用端口303接收到一个时间信息报文时，从实时钟3031读取接收到该报文的时间，并从报文中读取第二时间信息。
报文处理单元3033，用于对时间信息报文进行识别，从业务报文中提取时间信息报文，将时间信息报文插入业务报文中，对时间信息报文进行组包和解包；
本实施例中以1588报文作为时间信息报文的例子进行说明，可以理解的是，同样可以是其他类型的时间信息报文；
一级时钟选取单元和端口状态机3034，利用最优时钟算法选取本应用端口最优时钟作为一级最优时钟并上报核心子系统，并根据从核心子系统401接收到的系统最优时钟确定当前应用端口的端口状态。
本实施例中，一级时钟选取单元以及端口状态机是集成在一起实现，可以理解的是，在实际应用中同样可以独立实现。
其中，核心子系统301包括：
二级时钟选取单元3011，用于根据应用端口子系统302提供的一级最优时钟的属性，利用最优时钟算法选取系统最优时钟；
时钟时间单元3012，用于根据二级时钟选取单元3011选取的系统最优时钟确定对应的应用端口子系统302中的应用端口，并接收该应用端口发送的第一时间信息以及第二时间信息，根据第一时间信息以及第二时间信息进行频率同步和/或时间同步，向应用端口子系统302中的各应用端口303的实时钟3031发送系统最优时钟以及帧头信息。
本实施例中，时钟时间单元3012根据系统最优时钟确定了对应的应用端口后，在应用端口子系统的端口状态机中设置该应用端口的端口状态为发送时间信息报文，其他端口的端口状态为不发送报文，则从该端口读取到第一时间信息以及第二时间信息，根据该第一时间信息以及第二时间信息进行同步。
可以理解的是，本实施例以及后续各个实施例中，时钟时间单元可以从该端口接收包含第一时间信息以及第二时间信息的时间信息报文，还可以是通过其他报文方式，为便于理解，在后续实施例中，时钟时间单元从该端口接收时间信息报文，并从报文中读取第一时间信息以及第二时间信息。
本实施例中，根据时钟的属性选取最优时钟的步骤和现有技术中一致，此处不再赘述。
下面对上述方案进行详细介绍：
本实施例中实现方案由两大子系统组成：应用端口子系统302，以及IEEE1588 V2核心子系统301。其中，应用端口子系统302主要由各种端口1588处理模块组成，IEEE 1588 V2核心子系统301主要由二级最优时钟算法(BMC，Best Master Clock algorithm)算法和控制模块、时钟时间模块组成。
其中，应用端口子系统302：
主要是常用端口(此处所描述的端口是指端口类型，而不是端口的数目)的1588处理模块，包括但不限于以太端口(包括二三层协议的报文等)、SDH端口(包括STM-N帧等)、PDH端口(包括E1、E3等)。
每个应用端口主要完成1588时间戳的处理，端口状态机的运行，1588报文的识别、提取/插入(从业务报文中提取1588报文，将1588报文插入业务报文中)、组包解包，根据一级BMC算法算出该应用端口最优时钟：Erbest时钟作为一级最优时钟，本地实时钟模块的运行。
IEEE1588 V2核心子系统301：
由BMC和控制模块、时钟时间模块组成。其中BMC和控制模块根据具体应用子系统送出来的Erbest时钟及其参数，运行数据集比较算法和BMC算法，算出整个系统的Ebest，即系统最优时钟，并下发给应用端口子系统302中的各个应用端口和时钟时间单元。时钟时间单元主要是根据BMC和控制模块送过来的Ebest时钟源，完成所跟踪的源的时钟时间的恢复，并运行系统实时钟模块。
为了能够实现上述两个子系统之间的数据通讯，下面介绍上述两个子系统之间的接口：
A、应用端口子系统302与时钟时间单元3012之间的接口：
(1)时钟时间单元3012从应用端口子系统302获取时间戳信息，用来恢复时钟时间；
本实施例中所描述的时间戳信息包括时间信息处理单元3032从时间信息报文中获取到的第二时间信息以及时间信息处理单元3032接收到该报文时添加的第一时间信息，可以理解的是，后续各个实施例中所提到的时间戳信息均为此含义。
本实施例中，恢复时钟时间是进行时间信息同步的过程，即是通过恢复时钟时间以实现时间信息同步。可以理解的是，后续各个实施例中均为此含义。
(2)时钟时间单元3012向应用端口子系统302提供时钟供应用端口子系统302中各应用端口的实时钟3031运行；
(3)时钟时间单元3012向应用端口子系统302提供系统最优时钟，校准应用端口子系统302的实时钟3031的时间(包括帧头信息和帧头所代表的时间信息)。
B、应用端口子系统302与BMC和控制模块之间的接口：
(1)应用端口子系统302向BMC和控制模块上报Erbest时钟的数据集；
(2)BMC和控制模块向应用端口子系统302通报Ebest时钟的数据集；
(3)BMC和控制模块向应用端口子系统302设置各种应该配置的数据集；
(4)应用端口子系统302向BMC和控制模块通报其1588模块运行状态。
C、BMC和控制模块与时钟时间单元3012之间的接口：
(1)BMC和控制模块向时钟时间单元3012通报被选为Ebest时钟的端口，时钟时间单元3012根据此信息向应用端口子系统302的具体端口读取时间戳信息；
(2)时钟时间单元3012向BMC和控制模块报告其运行状态。
D、时钟时间单元3012对外时间接口：
外界向系统提供时间信息或者系统向外界直接提供时间信息，包括帧头和帧头信息所代表的时间信息。
下面介绍上述系统在具体实现中的实现方式：
IEEE1588 V2核心子系统301：
二级BMC算法和控制模块由CPU来完成；
时钟时间单元由专用芯片来完成；
对外时间接口的秒帧头由TTL电平接口对外连接，时间信息接口由RS232接口完成。
应用端口子系统302：IEEE1588端口处理模块(通过专用芯片完成)完成了1588时间戳的处理，端口状态机的运行，1588报文的识别、提取/下插(从业务报文中提取1588报文，将1588报文插入业务报文中)、组包解包，本地实时钟模块的运行；应用端口的CPU完成BMC算法算出该应用端口最优时钟——Erbest时钟，端口状态机的运行的功能，以及通过CPU接口控制IEEE端口处理模块。
系统CPU与应用端口CPU之间的通信采用以太网接口；
时钟时间单元3012与IEEE1588端口处理模块之间的接口：时间戳信息和时间信息可以采用IIC接口完成，每个应用端口占用1个完整的IIC接口，时钟和秒帧头接口通过TTL电平的接口。
需要说明的是：端口状态机的功能也可以归到IEEE1588端口处理模块中，其次，时钟时间单元3012的实现方案可以采用分立的芯片代替，再次，系统CPU与应用端口CPU之间的通信接口可以用CPU接口等代替，再次，时钟时间单元3012与IEEE1588端口处理模块之间的接口可以采用SPI接口等专用的其他硬件接口完成，其他具体的接口可以根据实际应用的不同进行替换，此处不作限定。
在上述实施例以及后续各个实施例中，选取最优时钟的过程均为现有技术，具体可以为根据待选时钟的属性(例如时钟等级信息或者1588时钟标识或者时钟校验差信息等)采用最优时钟选取算法选择，具体过程不再赘述。
上述实施例中，应用端口子系统中的每个应用端口均有各自的一级时钟选取单元以及端口状态机，可以理解的是，可以使得一个应用端口子系统中的各个应用端口使用同一个一级时钟选取单元以及端口状态机，请参阅图4，本发明实施例中时间信息同步系统第二实施例包括：
应用端口子系统402，用于根据本地运行的实时钟生成至少一个本地时钟，并根据所述时钟的属性在本地时钟中选取一级最优时钟；
核心子系统401，用于根据所述应用端口子系统402提供的一级最优时钟的属性选取系统最优时钟，并根据所述系统最优时钟以及应用端口子系统402提供的时间信息(包括第一时间信息以及第二时间信息)进行频率同步和/或时间同步。
其中，应用端口子系统402中包括若干应用端口403以及一级时钟选取单元和端口状态机404，一级时钟选取单元和端口状态机404，用于根据实时钟产生的时钟，利用最优时钟算法选取本应用端口最优时钟作为一级最优时钟，并根据从核心子系统401接收到的系统最优时钟确定当前应用端口的端口状态，应用端口403又包括：
实时钟4031，用于产生时钟，根据核心子系统401提供的系统最优时钟以及帧头信息校准所述时钟以与核心子系统401进行频率同步和/或时间同步；
时间信息处理单元4032，用于根据实时钟4031产生的时钟对发送的时间信息报文添加第一时间信息，对接收到的时间信息报文添加第一时间信息，从接收到的时间信息报文中读取第二时间信息，将在接收到时间信息报文时添加的第一时间信息以及读取到的第二时间信息发送至核心子系统401，可以理解的是，可以将第一时间信息以及第二时间信息携带于一个时间信息报文中发送至核心子系统401，也可以直接发送。
本实施例中，时间信息处理单元4032判断应用端口403需要发送时间信息报文时，从实时钟4031读取该报文发送时的本地时间，并将该第一时间信息添加于该报文中，时间信息处理单元4032判断应用端口403接收到一个时间信息报文时，从实时钟4031读取接收到该报文的时间，并从报文中读取第二时间信息。
报文处理单元4033，用于对时间信息报文进行识别，从业务报文中提取时间信息报文，将时间信息报文插入业务报文中，对时间信息报文进行组包和解包；
本实施例中以1588报文作为时间信息报文的例子进行说明，可以理解的是，同样可以是其他类型的时间信息报文。
本实施例中，一级时钟选取单元以及端口状态机是集成在一起实现，可以理解的是，在实际应用中同样可以独立实现。
其中，核心子系统401包括：
二级时钟选取单元4011，用于根据应用端口子系统402提供的一级最优时钟的属性，利用最优时钟算法选取系统最优时钟；
时钟时间单元4012，用于根据二级时钟选取单元4011选取的系统最优时钟确定对应的应用端口子系统402中的应用端口，并接收该应用端口发送的时间信息报文，从该报文中读取第一时间信息以及第二时间信息，根据第一时间信息以及第二时间信息进行频率同步和/或时间同步，向应用端口子系统402中的各应用端口403的实时钟4031发送系统最优时钟以及帧头信息。
本实施例中，时钟时间单元4012根据系统最优时钟确定了对应的应用端口后，在应用端口子系统的端口状态机中设置该应用端口的端口状态为发送时间信息报文，其他端口的端口状态为不发送报文，则从该端口读取到包含第一时间信息以及第二时间信息的时间信息报文，根据该第一时间信息以及第二时间信息进行同步。
本实施例中，各子系统之间的通讯接口以及在实际应用中的具体实现均于上一实施例类似，此处不再赘述。
上面介绍了包含二级时钟选取的方案，下面对不包含二级时钟选取的方案进行介绍：
请参阅图5，本发明实施例中时间信息同步系统第三实施例包括：
应用端口子系统502，用于根据本地运行的实时钟生成至少一个本地时钟；
核心子系统501，用于根据应用端口子系统502提供的时钟的属性选取系统最优时钟，并根据系统最优时钟以及应用端口子系统502提供的时间信息进行(包括第一时间信息以及第二时间信息)频率同步和/或时间同步。
其中，应用端口子系统502包括若干应用端口503，应用端口503包括：
实时钟5031，用于产生时钟，根据核心子系统501提供的系统最优时钟以及帧头信息校准所述时钟以与核心子系统501进行频率同步和/或时间同步；
时间信息处理单元5032，用于根据实时钟5031产生的时钟对发送的时间信息报文添加第一时间信息，对接收到的时间信息报文添加第一时间信息，从接收到的时间信息报文中读取第二时间信息，将在接收到时间信息报文时添加的第一时间信息以及读取到的第二时间信息发送至核心子系统501，可以理解的是，可以将第一时间信息以及第二时间信息携带于一个时间信息报文中发送至核心子系统501，也可以直接发送；
具体的时间信息处理单元5032的功能流程与前述各实施例中时间信息处理单元类似。
第一报文处理单元5033，用于对时间信息报文进行识别，从业务报文中提取时间信息报文，将时间信息报文插入业务报文中。
本实施例中以1588报文作为时间信息报文的例子进行说明，可以理解的是，同样可以是其他类型的时间信息报文。
核心子系统包括501包括：
第二报文处理单元5011，用于对时间信息报文进行组包和解包处理；
时钟选取单元和端口状态机5012，用于根据应用端口子系统502提供的时钟的属性，利用最优时钟算法选取系统最优时钟，并根据该系统最优时间确定应用端口子系统502中各应用端口503的端口状态；
时钟时间单元5013，用于根据时钟选取单元5012选取的系统最优时钟确定对应的应用端口子系统502中的应用端口，并接收该应用端口发送的时间信息报文，从该报文中读取第一时间信息以及第二时间信息，根据第一时间信息以及第二时间信息进行频率同步和/或时间同步，向应用端口子系统502中的各应用端口的实时钟发送系统最优时钟以及帧头信息。
具体的时钟时间单元5013的功能流程与前述各实施例中时间信息处理单元类似。
本实施例中，组包解包、BMC算法、端口状态机全都合并在IEEE1588 V2核心子系统中，此时应用端口子系统502和IEEE1588 V2子系统501之间的接口信息需要进行一些调整：
应用端口子系统502与第二报文处理单元5011之间：增加IEEE1588 V2报文传输通道。
应用端口子系统502与BMC和控制模块之间：
(1)BMC和控制模块向应用端口子系统502通报各个端口的状态信息；
(2)应用端口子系统502向BMC和控制模块通报其1588模块运行状态。
应用端口子系统502与时钟时间单元5013之间的接口：
(1)时钟时间单元5013从应用端口子系统502读取时间戳信息，用以恢复时钟时间，此步骤非必要；
(2)时钟时间单元5013向应用端口子系统502提供时钟供应用端口子系统502中各应用端口503的实时钟5031运行；
(3)时钟时间单元5013向应用端口子系统502提供时间信息，校准应用端口子系统502中各应用端口503的实时钟5031的时间(包括帧头信息和帧头所代表的时间信息)。
第二报文处理单元5011与BMC算法、端口状态机和控制模块(即时钟选取和端口状态机5012)之间：
(1)第二报文处理单元5011向时钟选取和端口状态机5012提供各个端口的数据集；
(2)时钟选取和端口状态机5012向第二报文处理单元5011设置各种应该配置的数据集信息。
第二报文处理单元5011与时钟时间单元5013之间：
第二报文处理单元5011向时钟时间单元5013提供时间戳信息，供时钟时间单元5013恢复时钟时间。
下面介绍另外两种不包含二级时钟选取的实施例，下述的实施例比较适合用于应用端口子系统中应用端口数目不是很多，子系统不是很复杂的情况下：
请参阅图6，本发明实施例中时间信息同步系统第四实施例包括：
应用端口子系统602，用于根据本地运行的实时钟生成至少一个本地时钟；
核心子系统601，用于根据应用端口子系统602提供的时钟的属性选取系统最优时钟，并根据系统最优时钟以及应用端口子系统602提供的时间信息(包括第一时间信息以及第二时间信息)进行频率同步和/或时间同步。
其中，应用端口子系统602包括若干应用端口603，应用端口603包括：
实时钟6031，用于产生时钟，根据核心子系统601提供的系统最优时钟以及帧头信息校准所述时钟以与核心子系统601进行频率同步和/或时间同步；
时间信息处理单元6032，用于根据实时钟6031产生的时钟对发送的时间信息报文添加第一时间信息，对接收到的时间信息报文添加第一时间信息，从接收到的时间信息报文中读取第二时间信息，将在接收到时间信息报文时添加的第一时间信息以及读取到的第二时间信息发送至核心子系统601，可以理解的是，可以将第一时间信息以及第二时间信息携带于一个时间信息报文中发送至核心子系统601，也可以直接发送。
报文处理单元6033，用于对时间信息报文进行识别，从业务报文中提取时间信息报文，将时间信息报文插入业务报文中；
本实施例中以1588报文作为时间信息报文的例子进行说明，可以理解的是，同样可以是其他类型的时间信息报文。
端口状态机6034，并根据核心子系统601提供的系统最优时间确定应用端口子系统602中各应用端口603的端口状态。
核心子系统包括601包括：
时钟选取单元6011，用于根据应用端口子系统602提供的时钟的属性，利用最优时钟算法选取系统最优时钟；
时钟时间单元6012，用于根据时钟选取单元6011选取的系统最优时钟确定对应的应用端口子系统602中的应用端口，并接收该应用端口发送的时间信息报文，从该报文中读取第一时间信息以及第二时间信息，根据第一时间信息以及第二时间信息进行频率同步和/或时间同步，向应用端口子系统602中的各应用端口的实时钟发送系统最优时钟以及帧头信息。
本实施例中，只在核心子系统601中包含有时钟选取单元。此时应用端口子系统602与BMC算法和控制模块(即时钟选取单元6011)之间的接口传递的信息的内容变为：
(1)应用端口子系统602向BMC算法和控制模块上报各个1588端口时钟的数据集；
(2)BMC算法和控制模块向应用端口子系统602通报Ebest时钟的信息；
(3)BMC算法和控制模块向应用端口子系统602设置各种应该配置的数据集信息；
(4)应用端口子系统602向BMC算法和控制模块通报其1588模块运行状态。
请参阅图7，本发明实施例中时间信息同步系统第五实施例包括：
应用端口子系统702，用于根据本地运行的实时钟生成至少一个本地时钟；
核心子系统701，用于根据应用端口子系统702提供的时钟的属性选取系统最优时钟，并根据系统最优时钟以及应用端口子系统702提供的时间信息(包括第一时间信息以及第二时间信息)进行频率同步和/或时间同步。
其中，应用端口子系统702包括若干应用端口703，应用端口703包括：
实时钟7031，用于产生时钟，根据核心子系统701提供的系统最优时钟以及帧头信息校准所述时钟以与核心子系统701进行频率同步和/或时间同步；
时间信息处理单元7032，用于根据实时钟7031产生的时钟对发送的时间信息报文添加第一时间信息，对接收到的时间信息报文添加第一时间信息，从接收到的时间信息报文中读取第二时间信息，将在接收到时间信息报文时添加的第一时间信息以及读取到的第二时间信息发送至核心子系统701，可以理解的是，可以将第一时间信息以及第二时间信息携带于一个时间信息报文中发送至核心子系统701，也可以直接发送。；
报文处理单元7033，用于对时间信息报文进行识别，从业务报文中提取时间信息报文，将时间信息报文插入业务报文中；
本实施例中以1588报文作为时间信息报文的例子进行说明，可以理解的是，同样可以是其他类型的时间信息报文。
核心子系统包括701包括：
时钟选取单元和端口状态机7011，用于根据应用端口子系统702提供的时钟的属性，利用最优时钟算法选取系统最优时钟，并根据该系统最优时间确定应用端口子系统702中各应用端口703的端口状态；
时钟时间单元7012，用于根据时钟选取单元7011选取的系统最优时钟确定对应的应用端口子系统702中的应用端口，并接收该应用端口发送的时间信息报文，从该报文中读取第一时间信息以及第二时间信息，根据第一时间信息以及第二时间信息进行频率同步和/或时间同步，向应用端口子系统702中的各应用端口的实时钟发送系统最优时钟以及帧头信息。
本实施例中，只在核心子系统701中包含有时钟选取单元，此时应用端口子系统702与BMC算法、端口状态机和控制模块(即时钟选取单元和端口状态机7011)之间的接口传递的信息的内容变为：
(1)应用端口子系统702向时钟选取单元和端口状态机7011上报各个1588端口时钟的数据集；
(2)时钟选取单元和端口状态机7011向应用端口子系统702通报各个端口的状态信息和Ebest时钟的数据集；
(3)时钟选取单元和端口状态机7011向应用端口子系统702设置各种应该配置的数据集信息；
(4)应用端口子系统702向时钟选取单元和端口状态机7011通报其1588模块运行状态。
上面通过各个实施例对本发明实施例中的时间信息同步系统进行了描述，由上述各实施例可以得知，本发明实施例中：
首先，由于应用端口处处理时间戳，专门的硬件接口传送时戳信息，所以保证时钟时间恢复的精确性；
其次，应用端口子系统根据应用端口的不同，可以用不同的模块，但是与时钟时间单元和BMC控制模块接口都一样，所以提高了扩展性；
再次，集中控制和分布式控制相结合，既能减轻各自应用端口子系统的功能和性能要求，又能使模块相对独立，所以降低了成本；
最后，由于涉及到时间频率恢复模块的子系统整个系统中只有核心子系统，而不需要在每个应用端口子系统中均设置一个，所以进一步降低了成本。
上述系统中的核心子系统以及应用端口子系统均可以独立存在，或在其他类似系统中实现，下面对本发明实施例中的核心子系统以及应用端口子系统进行介绍：
请参阅图8，本发明实施例中核心子系统实施例包括：
选取单元801，用于根据应用端口子系统提供的时钟的属性，利用最优时钟算法选取系统最优时钟；
时钟时间单元802，用于根据所述选取单元选取的系统最优时钟确定对应的应用端口子系统中的应用端口，并接收所述应用端口发送的时间信息报文，从所述报文中读取第一时间信息以及第二时间信息，根据所述第一时间信息以及第二时间信息进行频率同步和/或时间同步，向应用端口子系统中的各应用端口的实时钟发送所述系统最优时钟以及帧头信息。
其中，选取单元801可以为：
时钟选取单元8011，用于根据应用端口子系统提供的时钟的属性，利用最优时钟算法选取系统最优时钟；
或
二级时钟选取单元8012，用于根据应用端口子系统提供的一级最优时钟的属性，利用最优时钟算法选取系统最优时钟。
本实施例中的核心子系统还包括：
端口状态机803，用于根据系统最优时钟确定当前应用端口的端口状态。
本实施例中的核心子系统还包括：
第二报文处理单元804，用于对时间信息报文进行组包和解包处理。
请参阅图9，本发明实施例中应用端口子系统实施例中的应用端口包括：
实时钟901，用于产生时钟，根据核心子系统提供的系统最优时钟以及帧头信息校准所述时钟以与核心子系统进行频率同步和/或时间同步；
时间信息处理单元902，用于根据所述实时钟产生的时钟对发送的时间信息报文添加第一时间信息，对接收到的时间信息报文添加第一时间信息，从接收到的时间信息报文中读取第二时间信息，将在接收到时间信息报文时添加的第一时间信息以及读取到的第二时间信息发送至核心子系统，可以理解的是，可以将第一时间信息以及第二时间信息携带于一个时间信息报文中发送至核心子系统，也可以直接发送。
本实施例中的应用端口还包括：
一级时钟选取单元903，用于根据实时钟产生的时钟的属性，利用最优时钟算法选取本应用端口最优时钟作为一级最优时钟并上报核心子系统。
本实施例中的应用端口还包括：
处理单元904，用于对报文进行处理。
本实施例中的处理单元904可以为：
报文处理单元9041，用于对时间信息报文进行识别，从业务报文中提取时间信息报文，将时间信息报文插入业务报文中，对时间信息报文进行组包和解包；
或
第一报文处理单元9042，用于对时间信息报文进行识别，从业务报文中提取时间信息报文，将时间信息报文插入业务报文中。
下面对本发明实施例中的时间信息同步方法进行描述，具体步骤包括：
S1、应用端口子系统将本地运行的实时钟生成的本地时钟发送至核心子系统；
S2、核心子系统根据所述本地时钟的属性选取系统最优时钟，并将所述系统最优时钟发送至应用端口子系统；
S3、应用端口子系统根据所述系统最优时钟校准本地运行的实时钟。
本实施例中，步骤S1具体包括：应用端口子系统根据本地时钟的属性在本地时钟中选取一级最优时钟并将所述一级最优时钟发送至核心子系统；
则对应的步骤S2具体包括：核心子系统根据所述应用端口子系统提供的一级最优时钟的属性选取系统最优时钟。
需要说明的是，上述方法实施例中具体的步骤以及实现方式已经在前面的装置实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。
以上对本发明所提供的一种时间信息同步系统及方法以及相关装置进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (21)

1、一种时间信息同步系统，其特征在于，包括：
应用端口子系统，用于根据本地运行的实时钟生成至少一个本地时钟，向核心子系统提供所述本地时钟；
核心子系统，用于根据所述应用端口子系统提供的时钟的属性从中选取系统最优时钟，将系统最优时钟发送给所述应用端口子系统；
其中，所述应用端口子系统根据所述核心子系统提供的系统最优时钟，校准所述实时钟以与核心子系统进行频率同步和/或时间同步。
2、根据权利要求1所述的时间信息同步系统，其特征在于：
所述应用端口子系统还用于，在所述实时钟生成至少一个本地时钟后，根据本地时钟的属性在本地时钟中选取一级最优时钟；
所述核心子系统还用于根据所述应用端口子系统提供的一级最优时钟的属性选取系统最优时钟，并根据所述系统最优时钟与外部网元进行频率同步和/或时间同步。
3、根据权利要求1或2所述的时间信息同步系统，其特征在于，所述应用端口子系统包括至少一个应用端口，所述应用端口包括：
实时钟，用于产生时钟，根据核心子系统提供的系统最优时钟以及帧头信息校准所述时钟以与核心子系统进行频率同步和/或时间同步；
时间信息处理单元，用于根据所述实时钟产生的时钟对发送的时间信息报文添加第一时间信息，对接收到的时间信息报文添加第一时间信息，从接收到的时间信息报文中读取第二时间信息，将在接收到时间信息报文时添加的第一时间信息以及读取到的第二时间信息发送至核心子系统。
4、根据权利要求3所述的时间信息同步系统，其特征在于，所述应用端口子系统中的应用端口还包括：
一级时钟选取单元，用于选取本应用端口的本地时钟内的最优时钟作为一级最优时钟并上报核心子系统；
端口状态机，根据从核心子系统接收到的系统最优时钟确定当前应用端口的端口状态；
报文处理单元，用于对时间信息报文进行识别，从业务报文中提取时间信息报文，将时间信息报文插入业务报文中，对时间信息报文进行组包和解包。
5、根据权利要求3所述的时间信息同步系统，其特征在于，所述应用端口子系统还包括一级时钟选取单元和端口状态机；
所述应用端口子系统中的应用端口还包括：
报文处理单元，用于对时间信息报文进行识别，从业务报文中提取时间信息报文，将时间信息报文插入业务报文中，对时间信息报文进行组包和解包；
所述一级时钟选取单元，用于根据各应用端口中实时钟产生的时钟的属性，选取一级最优时钟；
所述端口状态机，用于根据核心子系统提供的系统最优时钟确定当前每个应用端口的端口状态。
6、根据权利要求3所述的时间信息同步系统，其特征在于，所述应用端口子系统中的应用端口还包括：
第一报文处理单元，用于对时间信息报文进行识别，从业务报文中提取时间信息报文，将时间信息报文插入业务报文中。
7、根据权利要求3所述的时间信息同步系统，其特征在于，所述应用端口子系统中的应用端口还包括：
端口状态机，用于根据核心子系统提供的系统最优时钟确定当前应用端口的端口状态；
报文处理单元，用于对时间信息报文进行识别，从业务报文中提取时间信息报文，将时间信息报文插入业务报文中，对时间信息报文进行组包和解包。
8、根据权利要求3所述的时间信息同步系统，其特征在于，所述应用端口子系统中的应用端口还包括：
报文处理单元，用于对时间信息报文进行识别，从业务报文中提取时间信息报文，将时间信息报文插入业务报文中，对时间信息报文进行组包和解包。
9、根据权利要求4所述的时间信息同步系统，其特征在于，所述核心子系统包括：
二级时钟选取单元，用于根据应用端口子系统提供的一级最优时钟的属性，选取系统最优时钟；
时钟时间单元，用于根据所述二级时钟选取单元选取的系统最优时钟确定对应的应用端口子系统中的应用端口，并接收所述应用端口发送的时间信息报文，从所述报文中读取第一时间信息以及第二时间信息，根据所述第一时间信息以及第二时间信息进行频率同步和/或时间同步，向应用端口子系统中的各应用端口的实时钟发送所述系统最优时钟以及帧头信息。
10、根据权利要求5所述的时间信息同步系统，其特征在于，所述核心子系统包括：
二级时钟选取单元，用于根据应用端口子系统提供的一级最优时钟的属性，选取系统最优时钟；
时钟时间单元，用于根据所述二级时钟选取单元选取的系统最优时钟确定对应的应用端口子系统中的应用端口，并接收所述应用端口发送的时间信息报文，从所述报文中读取第一时间信息以及第二时间信息，根据所述第一时间信息以及第二时间信息进行频率同步和/或时间同步，向应用端口子系统中的各应用端口的实时钟发送所述系统最优时钟以及帧头信息。
11、根据权利要求7所述的时间信息同步系统，其特征在于，所述核心子系统包括：
时钟选取单元，用于根据应用端口子系统提供的时钟的属性，选取系统最优时钟；
时钟时间单元，用于根据所述时钟选取单元选取的系统最优时钟确定对应的应用端口子系统中的应用端口，并接收所述应用端口发送的第二时间信息以及第一时间信息，根据所述第一时间信息以及第二时间信息进行频率同步和/或时间同步，向应用端口子系统中的各应用端口的实时钟发送所述系统最优时钟以及帧头信息。
12、根据权利要求8所述的时间信息同步系统，其特征在于，所述核心子系统还包括：
端口状态机，用于根据系统最优时钟的属性确定当前应用端口的端口状态；
时钟选取单元，用于根据应用端口子系统提供的时钟的属性，选取系统最优时钟；
时钟时间单元，用于根据所述时钟选取单元选取的系统最优时钟确定对应的应用端口子系统中的应用端口，并接收所述应用端口发送的第二时间信息以及第一时间信息，根据所述第一时间信息以及第二时间信息进行频率同步和/或时间同步，向应用端口子系统中的各应用端口的实时钟发送所述系统最优时钟以及帧头信息。
13、根据权利要求6所述的时间信息同步系统，其特征在于，所述核心子系统还包括：
第二报文处理单元，用于对时间信息报文进行组包和解包处理；
端口状态机，用于根据系统最优时钟的属性确定当前应用端口的端口状态；
时钟选取单元，用于根据应用端口子系统提供的时钟的属性，选取系统最优时钟；
时钟时间单元，用于根据所述时钟选取单元选取的系统最优时钟确定对应的应用端口子系统中的应用端口，并接收所述应用端口发送的第二时间信息以及第一时间信息，根据所述第一时间信息以及第二时间信息进行频率同步和/或时间同步，向应用端口子系统中的各应用端口的实时钟发送所述系统最优时钟以及帧头信息。
14、一种核心子系统，其特征在于，包括：
选取单元，用于根据应用端口子系统提供的时钟的属性，选取系统最优时钟；
时钟时间单元，用于根据所述选取单元选取的系统最优时钟确定对应的应用端口子系统中的应用端口，并接收所述应用端口发送的第二时间信息以及第一时间信息，根据所述第一时间信息以及第二时间信息进行频率同步和/或时间同步，向应用端口子系统中的各应用端口的实时钟发送所述系统最优时钟以及帧头信息。
15、根据权利要求14所述的核心子系统，其特征在于，所述选取单元可以为：
时钟选取单元，用于根据应用端口子系统提供的时钟的属性，选取系统最优时钟；
或
二级时钟选取单元，用于根据应用端口子系统提供的一级最优时钟的属性，选取系统最优时钟。
16、根据权利要求15所述的核心子系统，其特征在于，所述核心子系统还包括：
端口状态机，用于根据系统最优时钟确定当前应用端口的端口状态；
和/或
第二报文处理单元，用于对时间信息报文进行组包和解包处理。
17、一种应用端口子系统，包括至少一应用端口，其特征在于，所述应用端口包括：
实时钟，用于产生时钟，接收核心子系统提供的系统最优时钟以及帧头信息校准所述时钟以与核心子系统进行频率同步和/或时间同步；
时间信息处理单元，用于根据所述实时钟产生的时钟对发送的时间信息报文添加第一时间信息，对接收到的时间信息报文添加第一时间信息，从接收到的时间信息报文中读取第二时间信息，将在接收到时间信息报文时添加的第一时间信息以及读取到的第二时间信息发送至核心子系统。
18、根据权利要求17所述的应用端口子系统，其特征在于，所述应用端口子系统中的应用端口还包括：
一级时钟选取单元，用于根据实时钟产生的时钟的属性，选取本应用端口最优时钟作为一级最优时钟并上报核心子系统；
报文处理单元，用于对时间信息报文进行识别，从业务报文中提取时间信息报文，将时间信息报文插入业务报文中，对时间信息报文进行组包和解包。
19、根据权利要求17或18所述的应用端口子系统，其特征在于，所述应用端口子系统中的应用端口还包括：
第一报文处理单元，用于对时间信息报文进行识别，从业务报文中提取时间信息报文，将时间信息报文插入业务报文中。
20、一种时间信息同步方法，其特征在于，包括：
应用端口子系统将本地运行的实时钟生成的本地时钟发送至核心子系统；
核心子系统根据所述本地时钟的属性选取系统最优时钟，并将所述系统最优时钟发送至应用端口子系统；
应用端口子系统根据所述系统最优时钟校准本地运行的实时钟。
21、根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述应用端口子系统将本地运行的实时钟生成的本地时钟发送至核心子系统的步骤包括：
所述应用端口子系统根据本地时钟的属性在本地时钟中选取一级最优时钟并将所述一级最优时钟发送至核心子系统；
核心子系统根据所述本地时钟的属性选取系统最优时钟的步骤包括：
所述核心子系统根据所述应用端口子系统提供的一级最优时钟的属性选取系统最优时钟。
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