CN102104476B - 时钟同步装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了时钟同步装置及方法，该装置采用硬件实现精密时钟同步协议PTP 1588，包括：时间处理模块，用于进行采样并根据采样得到的时间信息生成和/或修改PTP 1588的报文的时间戳；识别模块，连接至时间处理模块，用于使用非对称补偿值和路径延迟值对时间处理模块接收到的报文进行修正；分离模块，连接至识别模块，用于根据时间同步装置的工作模式对接收到的报文进行路径处理；协议处理机，连接至分离模块，用于获取接收到的报文的类型，并对接收到的报文进行与其类型对应的处理；CPU处理模块，用于使用最佳主时钟算法选择主时钟和/或用于计算主从时间偏差并进行时间同步。通过本发明提高了时间和频率恢复精度。

Description

时钟同步装置及方法

技术领域

本发明涉及数据通信领域，具体而言，涉及时钟同步装置及方法。

背景技术

分组传输网络(Packet Transport Network，简称为PTN)可以实现分组业务的高效率传送，其中，PTN不但可以传送以太网、通用多协议标志交换(Generalized Multi Protocol LabelSwitching，简称为GMPLS)等数据还可以传送时分复用(Time Division Multiplex，简称为TDM)的数据。

PTN对时钟的同步主要体现在两个方面：其一，在承载TDM的业务，或者和公共交换电话网络(Public Switched Telephone Network，简称为PSTN)互通时，需要在TDM的接口处提供同步功能；其二，当PTN网络承载3G基站业务时，例如，时分同步码分多址(TimeDivision-synchronous Code Division Multiple Access，简称为TD-CDMA)、CDMA2000、WiMAX类型的3G业务基站需要提供高精度的时间同步信息。因此，需要PTN网路能够提供高精度的时间和频率的同步功能。

例如，可以使用精密时钟同步协议(Precision timing Protocol，简称为PTP)1588协议来进行时间同步。目前，PTP 1588由V1版本已经演进到V2版本，V2版本精度可以达到亚微秒级精度，可以满足电信级PTN网络的同步需求。PTP 1588 V2同时可以支持频率和时间的同步，可以在PTN网路内替代GPS以满足像3G业务的高精度同步需求。

在相关技术中实现PTP 1588的方案除对硬件实现时间戳的提取和修改之外，均使用软件实现，例如使用CPU软件管理PTP报文，在这样的处理方式下，当PTP 1588协议处理器维护大量的端口时负担过重(尤其是在频率恢复时需要PTP报文频率高，否则会影响恢复精度)，因此，使用CPU软件维护PTP报文，会产生CPU负担重、影响时间同步精度的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供时钟同步装置及方法，以至少解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种时钟同步装置，用于通过硬件实现精密时钟同步协议PTP1588，所述装置包括：时间处理模块，用于进行采样并根据采样得到的时间信息生成和/或修改PTP1588的报文的时间戳；识别模块，连接至所述时间处理模块，用于使用非对称补偿值和路径延迟值对所述时间处理模块接收到的报文进行修正；分离模块，连接至所述识别模块，用于根据所述时间同步装置的工作模式对所述接收到的报文进行路径处理；协议处理机，连接至所述分离模块，用于获取所述接收到的报文的类型，并对所述接收到的报文进行与其类型对应的处理；CPU处理模块，用于使用最佳主时钟算法选择主时钟和/或用于计算主从时间偏差并进行时间同步。

优选地，所述识别模块用于根据所述接收到的报文获取所述接收到的报文的虚拟端口，并使用该虚拟端口所对应的非对称补偿值和路径延迟值对所述接收到的报文进行修改，其中，不同的虚拟端口与不同的主时钟一一对应。

优选地，所述识别模块用于对所述接收到的报文中携带的信息进行哈希HASH收敛得到所述接收到的报文的虚拟端口；或者，所述识别模块用于根据所述接收到的报文中携带的信息在预先定义的表中查找所述接收到的报文的虚拟端口。

优选地，所述协议处理机还用于管理每个虚拟端口的报文，并按照预先配置的发送周期向每个虚拟端口发送报文。

优选地，所述时间处理模块位于媒体接入控制MAC层和/或物理编码子PCS层。对于GE接口速率及以下速率的接口，所述时间处理模块位于MAC层；对于10GE速率及以上速率的接口，所述时间处理模块位于PCS层并设置于异步先入先出FIFO之前。

优选地，所述分离模块，用于对所述接收到的报文进行路径处理时进行以下处理的至少之一：在所述装置的工作模式为透传时钟模式的情况下，所述分离模块将所述接收到的报文转发至所述装置的转发处理模块进行转发处理；在所述装置的工作模式为普通时钟加透传时钟模式的情况下，所述分离模块复制所述接收到的报文，其中的一份报文转发至所述转发模块进行转发处理，另一份报文发送至所述协议处理机；在所述装置的工作模式为普通时钟模式或边界时钟模式的情况下，所述分离模块将所述接收到的报文发送至所述协议处理机。

根据本发明的另一方面，提供了一种时钟同步方法，应用于精密时钟同步协议PTP 1588，所述方法包括：接收到来自不同主时钟的PTP 1588的报文；获取所述报文对应的虚拟端口，其中，每个所述虚拟端口对应一个主时钟；根据所述虚拟端口对应的主时钟进行时间同步。

优选地，获取所述报文对应的虚拟端口包括：对所述报文中携带的信息进行哈希HASH收敛以获取到所述报文对应的虚拟端口；或者，根据所述报文中携带的信息在预先定义的表中查找以获取到所述报文对应的虚拟端口。

优选地，所述报文中携带的信息包括以下至少之一：端口号、虚拟局域网的标识信息、IP地址、MAC地址。

通过本发明的时钟同步装置，采用硬件实现精密时钟同步协议PTP 1588，所述装置包括：时间处理模块，用于进行采样并根据采样得到的时间信息生成和/或修改PTP 1588的报文的时间戳；识别模块，连接至所述时间处理模块，用于使用非对称补偿值和路径延迟值对所述时间处理模块接收到的报文进行修正；分离模块，连接至所述识别模块，用于根据所述时间同步装置的工作模式对所述接收到的报文进行路径处理；协议处理机，连接至所述分离模块，用于获取所述接收到的报文的类型，并对所述接收到的报文进行与其类型对应的处理；CPU处理模块，用于使用最佳主时钟算法选择主时钟和/或用于计算主从时间偏差并进行时间同步。解决了使用CPU软件维护PTP报文，会产生CPU负担重、影响时间同步精度的问题，进而达到了提高时间和频率恢复精度效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的时钟同步装置的结构框图；

图2是根据本发明实施例的时钟同步方法的流程图；

图3是根据本发明优选实施例的时钟同步装置的结构框图；

图4是根据本发明实施例的时钟同步方法的接收方向的处理流程图；

图5是根据本发明实施例的时钟同步装置的PTP 1588协议处理机的处理流程图；

图6是根据本发明实施例的主从节点组网的示意图；

图7是根据本发明实施例的时钟同步方法中采用虚拟端口的处理流程图；

图8是根据本发明实施例时钟同步方法中下行发送方向采用虚拟端口的处理流程图；

图9是根据本发明实施例在E2E模式应用的示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实施例中，提供了一种时钟同步装置，用于通过硬件实现精密时钟同步协议PTP1588，图1是根据本发明实施例的时钟同步装置的结构框图，如图1所示，该装置包括：时间处理模块10、识别模块12、分离模块14、协议处理机16和CPU处理模块18，下面对该结构进行说明。

时间处理模块10，用于进行采样并根据采样得到的时间信息生成和/或修改PTP 1588的报文的时间戳；识别模块12，连接至时间处理模块10，用于使用非对称补偿值和路径延迟值对时间处理模块接收到的报文进行修正；分离模块14，连接至识别模块12，用于根据时间同步装置的工作模式对接收到的报文进行路径处理；协议处理机(或称为协议处理器)16，连接至分离模块14，用于获取接收到的报文的类型，并对接收到的报文进行与其类型对应的处理；CPU处理模块18，用于使用最佳主时钟算法选择主时钟和/或用于计算主从时间偏差并进行时间同步。

上述模块的处理可以由单芯片来实现，芯片设计工程师可以根据上述模块的功能很容易编写出芯片实现电路的代码并综合成底层电路。其中，CPU处理模块可以放到芯片内也可以放到芯片外部，两种方式都兼容。

通过上述装置，原来由软件所执行的功能分布到不同的硬件模块上，而CPU处理模块用于选择主时钟及计算时间偏差，相比于相关技术，CPU的负荷大大降低，同时，由于对PTP报文的相关处理均由硬件模块来实现，可以提高处理速度，从而提高了时间和频率恢复的精度。

其中，对于时间处理模块10可以位于MAC层和/或物理编码子PCS层。例如，对于GE接口速率及以下速率的接口，时间处理模块10可以位于MAC层；对于10GE速率及以上速率的接口，时间处理模块10可以位于PCS层。更优地，时间处理模块10可以设置于异步先入先出FIFO之前。

为了解决不同PTP 1588域的隔离，实现在同一端口下对不同PTP时间域的同步管理，在本实施例中还提供了一种时钟同步方法，图2是根据本发明实施例的时钟同步方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S202，接收到来自不同主时钟的PTP 1588的报文；

步骤S204，获取该报文对应的虚拟端口，其中，每个虚拟端口对应一个主时钟；例如，可以对报文中携带的信息进行哈希HASH收敛以获取到该报文对应的虚拟端口；或者，还可以根据报文中携带的信息在预先定义的表中查找以获取到该报文对应的虚拟端口

步骤S206，根据该虚拟端口对应的主时钟进行时间同步。

通过上述步骤，引入了虚拟端口的概念，从而实现了同一端口下对不同PTP时间域的同步管理。

对应于图1中所示出的模块，上述方法可以由识别模块12实现，即识别模块12用于根据接收到的报文获取接收到的报文的虚拟端口，并使用该虚拟端口所定义的非对称补偿值和路径延迟值对接收到的报文进行修改，其中，不同的虚拟端口与不同的主时钟一一对应。

优选地，在实施时，识别模块12用于对接收到的报文中携带的信息进行哈希HASH收敛得到接收到的报文的虚拟端口；或者，识别模块用于根据接收到的报文中携带的信息在预先定义的表中查找接收到的报文的虚拟端口。其中，报文中携带的信息可以区分出该报文所来源的主时钟，例如，报文中携带的信息可以包括以下至少之一：端口号、虚拟局域网的标识信息、IP地址、媒体接入控制(Media Access Control，简称为MAC)地址。在实施时，引入虚拟端口之后，可以由协议处理机16管理每个虚拟端口的报文，并按照预先配置的发送周期向每个虚拟端口发送报文。

需要说明的是，可以根据实际的需要将上述模块制成一个芯片，通过这样的集成，一个芯片就可以实现PTP 1588协议。当然，也可以对于不同的工作模式，可以提供只在该工作模式下进行处理的芯片，即分离模块14用于对接收到的报文进行路径处理时进行以下处理的至少之一：在装置的工作模式为透传时钟模式的情况下，分离模块将接收到的报文转发至装置的转发处理模块进行转发处理；在装置的工作模式为普通时钟加透传时钟模式的情况下，分离模块复制接收到的报文，其中的一份报文转发至转发模块进行转发处理，另一份报文发送至协议处理机；在装置的工作模式为普通时钟模式或边界时钟模式的情况下，分离模块将接收到的报文发送至协议处理机。

图3是根据本发明优选实施例的时钟同步装置的结构框图，下面结合该图对本发明的一个优选实施例进行说明。需要说明的是，图3中的模块的处理可以由单芯片来实现。其中，基准时钟接口模块可以接GPS或标准时钟。

如图3所示，该时钟同步装置包括：MAC/PCS层时间处理模块(实现时间处理模块10的功能)、PTP 1588识别模块(实现识别模块12的功能)、PTP 1588分离模块(实现分离模块14的功能)、PTP 1588协议处理机(实现协议处理机16的功能)、CPU处理模块(实现CPU处理模块18的功能)，除上述模块外，本优选实施例中的装置还包括：规则和报文等配置模块、时间产生模块、基准时钟接口模块、时间戳搜集模块、PTP 1588插入模块、以及其他的辅助模块。下面对各模块的功能进行说明。

MAC/PCS时间处理模块：对接收方向时间戳的采样处理、发送方向的时间信息的修改更新、发送方向时间戳采样并自动回传。对于GE的接口及以下速率的接口可以将该功能放到MAC层处理，对于10GE的接口及以上的接口则将该功能放到PCS层处理并控制该功能放在异步FIFO的前面以减少FIFO对时间精度的影响。

PTP 1588识别模块：对接收的1588报文进行解析并根据配置提取报文相关信息，通过该信息进行HASH收敛或查表得到该接收报文的虚拟端口，并根据该虚拟端口查表得到该端口的非对称补偿值和路径延迟值以修正该1588报文。

PTP 1588分离模块：对接收的报文进行路径区分，主要区分：透传时钟模式、普通加透传时钟模式、边界时钟模式、普通时钟模式。透传模式则转至转发处理模块进行转发处理，普通加透传时钟模式则等效复制两份报文，一份通过转发处理模块做转发处理，一份转1588协议处理机做同步处理。对于边界和普通时钟两种模式则转1588协议处理机做同步处理。

PTP 1588协议处理机：完成对接收报文进一步解析，对1588子类型进行分析，若是1588请求报文则自动提取信息并做应答处理，应答处理会自动产生1588应答报文并立刻发送处理。对于需要同步处理的报文如Sync报文等，需要对时间信息进行提取、时间信息关联匹配并进行上报CPU处理模块进行处理。该模块同时不间断搜集下行方向MAC/PCS回送的时间信息并对时间信息进行关联匹配处理。对于周期性发送的1588报文，该模块会管理每个虚拟端口1588报文按照预先配置的发送周期周期性向各个虚拟端口发送1588报文。

规则和报文等配置模块：完成规则的配置、报文的封装、发送频率以及各域的信息配置。

CPU处理模块：完成BMC算法的状态决策和同步时间信息的下发等处理。该模块根据PTP 1588处理机的上报时间信息运行最佳主时钟(Best Master Clock，简称为BMC)算法计算主从关系，同时下发时钟偏移到时间产生模块，时间产生模块则自动更新本点时钟信息从而达到同步主节点功能。

时间产生模块：完成标准时间信息的产生，并根据时间更新指令，每秒钟更新时间戳产生的基准。

基准时钟接口模块：把外部的时钟基准通过时间产生模块传给CPU处理模块处理，CPU处理模块提取相应的基准时间信息等。

PTP 1588插入模块：完成从PTP 1588协议处理机模块发送报文下行方向的插入，同时对来自非本点的PTP 1588报文进行识别区分，并通过数据分离模块传递到各个端口的MAC/PCS层，MAC/PCS层再对该1588报文进行时间戳的修改。

其他辅助处理模块：例如完成时钟透传模式下的报文转发，完成接收数据的汇聚和发送方向的数据分离等功能模块。

通过上述装置，在接收方向在MAC/PCS层采样并产生时间信息，并将该信息放到报文头携带到PTP 1588识别模块，PTP 1588识别模块对PTP 1588报文进行识别并根据配置提取抽象虚拟端口，根据抽象的虚拟端口查表得到当前虚拟端口所对应的工作模式、使能标志是否打开、非对称补偿值、路径延迟值等信息。并在进入PTP 1588识别模块后将MAC/PCS得到时间信息、非对称延迟值、路径延迟值和PTP 1588报文中时间信息进行运算，以实现对前一级网络延迟、非对称的补偿。在PTP识别模块处理完成后，报文会送至PTP 1588分离模块进行数据路径分离，当普通时钟(Ordinary Clock，简称为OC)/边界时钟(Boundary Clock，简称为BC)模式下报文转到PTP 1588协议处理机处理，当透传时钟(Transparent Clock，简称为TC)模式下直接送转发模块处理，当OC+TC模式下复制两份报文一份转至PTP 1588协议处理机处理，另一份直接送转发模块进行转发处理。PTP 1588协议处理机则完成对接收报文的解析，做合法性判断，并对PTP 1588报文进行关联，当关联匹配后将相关匹配时间信息上报CPU进行同步处理。CPU模块实现BMC算法和主从偏差计算，并通过接口更新时间，从而达到主从节点同步。下行方向在MAC/PCS层进行修改校正域和时间戳计算更新处理，同时若需要返回时间信息，则通过接口把MAC/PCS层的时间信息传给时间戳搜集模块。

上述装置有以下优点：实现了对接收的PTP 1588报文自动分析、并对请求报文自动分析应答、自动关联匹配时间信息、自动时间戳修改、计算和更新，所有这些都采用硬件自动完成；MAC/PCS层在下行方向自动更新计算时间戳后根据PTP 1588报文性质自动回传时间戳给PTP 1588协议处理机进一步处理。采用虚拟端口来管理PTP 1588报文，这样可以根据用户配置的规则来划分不同的PTP时钟域，当从节点端口接收到来自多个主节点发送的来的PTP1588报文，通过虚拟端口区分不同主节点来源，从节点可以选择最佳的主时钟并同步该主节点。支持透传、普通+透传、普通、边界时钟模式，同时支持P2P和E2E两种机制，单芯片可同时管理的端口数在32个以上，发包频率最快可以达到1毫秒。采用上述装置可以满足PTN网络的时钟同步需求。

图4是根据本发明实施例的时钟同步方法的接收方向的处理流程图，该流程将接收方向各个模块配合的工作以流程图的形式表示。该处理流程实现了对虚拟端口的抽象、隔离，对虚拟端口的非对称补偿和路径延迟计算，并实现透传模式和非透传模式的数据路径分离处理过程。在图4示出的流程中，在接收方向根据不同速率的接口选择在MAC层或者PCS层采样时间产生模块产生的时间信息，并将该时间信息附着在报文中携带到PTP识别模块；PTP识别模块对报文进行识别，判断是否是PTP 1588报文，如果不是则将报文送至分离模块，由该模块转至转发模块进行正常的转发处理；如果是PTP 1588报文，PTP识别模块根据配置规则提取报文信息；根据报文信息HASH收敛得到1588所属的虚拟端口；根据虚拟端口查表得到当前虚拟端口所对应的工作模式、非对称补偿值、路径延迟值等信息；识别模块处理完成后，将报文送至PTP1588报文分离模块，针对不同的模式进行不同的处理：当OC/BC模式下报文转到PTP 1588协议处理机处理，当TC模式下直接送转发模块处理，当OC+TC模式下复制两份报文一份转至PTP1588协议处理机处理，另一份直接送转发模块进行转发处理。

图5是根据本发明实施例的时钟同步装置的PTP 1588协议处理机的处理流程图，该处理过程主要完成接收方向1588进一步解析，自动提取请求信息，自动产生应答报文，自动匹配接收报文的时间信息，搜集发送方向时间信息并匹配接收的时间信息，根据用户的配置周期自动按照配置周期产生1588报文。在图5示出的流程中，识别模块对报文进行识别后，进一步分析接收方向的PTP报文；判断是否是PTP的合法报文，如果判断为非法报文则做丢弃并统计处理，如果是合法报文，则一方面提取报文中的时间信息留作备用，另一方面判断是否该报文需要应答，如果不需要应答，则进一步判断发送PTP报文定时是否到了，如果没到则返回到分析接收方向的PTP报文的流程；如果判断报文需要应答，则提取REQ应答信息，根据VP并自动产生应答报文，然后判断发送PTP报文定时是否到了，如果没到则返回到分析接收方向的PTP报文的流程，如果定时到了，则读取发送报文配置信息，根据VP自动生成报文，并发送该报文。在发送方向记录并修改时间信息，读取并搜集发送时间信息，判断搜集的发送时间信息和从合法报文中提取的时间信息是否关联匹配，如果匹配则提取重要的时间信息匹配上报CPU，如果不匹配则丢弃，并记录统计。

图6是根据本发明实施例的主从节点组网的示意图，在图6中，M_0、M_1、M_2为三个主节点，每个主节点有N(N为有限值，如N＜256)条虚拟端口通过中间的TC节点连接到三个从节点S_0、S_1、S_2，对于S_0或S_1或S_2单个从节点可能会收到来自三个主节点M_0、M_1、M_2的1588同步报文，但在整个网络中单个从节点所要同步的主节点在某个时刻只能存在一个主节点，即某个时刻S_0或S_1或S_2单个从节点同步的主节点只有一个。根据本方法和装置采用虚拟端口的概念可以将来自三个主节点的1588报文抽象成三个虚拟端口，S_0或S_1或S_2从节点可以同时对三个主节点的时钟进行检测和过滤，当从节点某个时刻检测到其中一个主节点例如M_0的时钟质量最高，此时从节点跟踪M_0主节点，如果某个时刻该从节点检测到M_2的时钟优于M_0，则该从节点可以自动切换并跟踪M_2的主节点。故本方法和装置采用虚拟端口概念后可以对多域进行隔离，实现一从节点同时监听多个主节点并有选择的同步某一个主节点。

图7是根据本发明实施例的时钟同步方法中采用虚拟端口后的处理流程图，以下举例的方式说明该图中的配置规则(即用户划分域的信息)，例如，可以按照端口加VLAN或IP或MAC地址等信息，把这些信息进行哈希收敛得到1588的虚拟端口，也可以通过查表得到该虚拟端口，对于来自同一物理端口或不同物理端口的两个虚拟端口对应的PTP 1588时钟域是相互独立的，即在每个虚拟端口上可以独立运行PTP 1588协议，并且在不同的虚拟端口之间相互隔离互不干涉。对于哈希收敛可能产生冲突问题不是本优选实施例的重点，因为该冲突已经有很多解决方案来处理冲突问题，本优选实施例的重点在于如何利用该虚拟端口对PTP1588多域的隔离。

图8是根据本发明实施例时钟同步方法中下行发送方向采用虚拟端口的处理流程图，该处理过程和上行类似，不同的是在产生报文时采用虚拟端口来发送和维护，例如：如果有256个虚拟端口，那么独立产生256个同一种PTP 1588报文，例如，同步(SYNC)报文，当该虚拟端口的发送使能打开，周期到后会立刻发送该数据报文，否则不发送该虚拟端口的1588报文。

图9是根据本发明实施例在E2E模式应用的示意图。在图9中以端到端(Endto End，简称为E2E)模式为例进行说明，点到点(Peerto Peer，简称为P2P)模式类似，但增加了路径延迟的测量机制。如图9所示，该组网是由OC/BC MASTER、E2E TC、OC/BC SLAVE三个网元节点构成，三个节点中每个网元都应用了本实施例中的装置。其中OC/BC MASTER为主节点，E2E TC为端到端透传节点，OC/BC SLAVE为从节点。在A点网元周期性发送Sync报文，该报文到达透传节点B，在B点应用本方法解析出来源的虚拟端口，并用该虚拟端口查表得到非对称补偿值和路径延迟值，由于该虚拟端口工作在端到端透传模式，因此无路径延迟补偿。在B点发现该报文在该节点为透传模式，通过转发模块转发至端口C，在C点的MAC/PCS层计算并更新校正域后将该报文发送至D，在D点同样解析来源的虚拟端口，并提取MASTER和SLAVE节点的时间信息t1、t2，以及校正域提供给CPU处理单元进行处理。

在E点应用本方法自动按照配置的周期发送Delay_req报文，并记录发送的时间信息t3，当发送到F点时，同样解析Delay_req报文的来源虚拟端口，并根据该虚拟端口查找得到需要补偿的非对称值，由于F点位于端到端的透传节点，故将Delay_req报文转发至G端口，在G端口计算并更新校正域和时间戳信息后转发至H端口，H端口同样会根据配置信息解析该报文所属的虚拟端口，并利用该虚拟端口得到非对称值以及端口状态等信息，由于该端口状态OC/BC的主节点，故将该报文上送只PTP 1588协议处理机，PTP 1588协议处理机进一步解析发现该报文为请求报文，故提取信息后自动生成应答报文，该应答报文通过I接口发送至J接口，J接口同样解析该报文应来源的虚拟端口号，并根据报文性质转发至K接口，由于K接口是端到端的透传节点，故直接转发到L接口。当Delay_Resp报文和Delay_req报文匹配后，可以得到该虚拟端口对应的t3、t4值，并转至CPU模块处理。

CPU模块接收到四个时间信息后计算得到主从的时间偏差，并根据BMC算法选择某一虚拟端口的主节点作为最佳主时钟，并同步该主时钟，这样就实现了主从节点间的时间同步。

通过上述实施例，采用硬件管理PTP 1588V2的时间戳和协议报文，提高了时间和频率恢复的精度。同时，采用虚拟端口实现PTP 1588V2的方案可以解决不同PTP 1588域的隔离，从而实现在同一端口下对不同PTP时间域的同步管理。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，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。

Claims (10)

1.一种时钟同步装置，其特征在于，用于通过硬件实现精密时钟同步协议PTP 1588，所述装置包括：

时间处理模块，用于进行采样并根据采样得到的时间信息生成和/或修改PTP 1588的报文的时间戳；

识别模块，连接至所述时间处理模块，用于使用非对称补偿值和路径延迟值对所述时间处理模块接收到的报文进行修正；

分离模块，连接至所述识别模块，用于根据所述时间同步装置的工作模式对所述接收到的报文进行路径处理；

协议处理机，连接至所述分离模块，用于获取所述接收到的报文的类型，并对所述接收到的报文进行与其类型对应的处理；

CPU处理模块，用于使用最佳主时钟算法选择主时钟和/或用于计算主从时间偏差并进行时间同步。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述识别模块用于根据所述接收到的报文获取所述接收到的报文的虚拟端口，并使用该虚拟端口所对应的非对称补偿值和路径延迟值对所述接收到的报文进行修改，其中，虚拟端口与主时钟一一对应。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述识别模块用于对所述接收到的报文中携带的信息进行哈希HASH收敛得到所述接收到的报文的虚拟端口；或者，所述识别模块用于根据所述接收到的报文中携带的信息在预先定义的表中查找所述接收到的报文的虚拟端口。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述协议处理机还用于管理每个虚拟端口的报文，并按照预先配置的发送周期向每个虚拟端口发送报文。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述时间处理模块位于媒体接入控制MAC层和/或物理编码子层PCS。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，对于千兆以太网GE接口速率及以下速率的接口，所述时间处理模块位于MAC层；对于10GE速率及以上速率的接口，所述时间处理模块位于PCS层并设置于异步先入先出FIFO之前。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于所述分离模块，用于对所述接收到的报文进行以下路径处理的至少之一：

在所述装置的工作模式为透传时钟模式的情况下，所述分离模块将所述接收到的报文转发至所述装置的转发处理模块进行转发处理；

在所述装置的工作模式为普通时钟加透传时钟模式的情况下，所述分离模块复制所述接收到的报文，其中的一份报文转发至所述转发处理模块进行转发处理，另一份报文发送至所述协议处理机；

在所述装置的工作模式为普通时钟模式或边界时钟模式的情况下，所述分离模块将所述接收到的报文发送至所述协议处理机。

8.一种时钟同步方法，其特征在于，应用于精密时钟同步协议PTP 1588，所述方法包括：

接收到来自不同主时钟的PTP 1588的报文；

获取所述报文对应的虚拟端口，其中，每个所述虚拟端口对应一个主时钟；

根据所述虚拟端口对应的主时钟进行时间同步。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，获取所述报文对应的虚拟端口包括：

对所述报文中携带的信息进行哈希HASH收敛以获取到所述报文对应的虚拟端口；或者，根据所述报文中携带的信息在预先定义的表中查找以获取到所述报文对应的虚拟端口。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述报文中携带的信息包括以下至少之一：端口号、虚拟局域网的标识信息、IP地址、MAC地址。