CN102223197A - 一种时钟同步方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种时钟同步方法及设备，用以在时钟同步网络中，避免下游设备由于选择出现故障的父辈设备跟踪而造成的频率和相位波动，保障时钟同步网络的稳定。其中，时钟同步方法，包括：下游设备接收各上游设备发送的时钟传递报文；所述下游设备根据时钟传递报文中携带的时钟同步信息，确定对应的上游设备时钟同步异常时，从除被确定为时钟同步异常的上游设备以外的其它上游设备中选择上游设备作为父辈设备进行跟踪，或者忽视时钟同步异常的上游设备发送的时钟传递报文中携带的时钟同步信息，从全部上游设备中选择上游设备作为父辈设备进行跟踪；在未确定出对应的上游设备时钟同步异常时，从全部上游设备中选择上游设备作为父辈设备进行跟踪。
Description
技术领域
本发明涉及时钟同步技术领域，尤其涉及一种时钟同步方法及设备。
背景技术
在通信网络中，时钟同步网是必不可少的一个组成部分，不同的业务对同步有着不同的要求。随着3G网络的高速发展，在分组网络中实现对频率和相位同步信号的传送，有两类可行的技术：一是基于物理层的同步技术，如ITU-TG.8261的同步以太网技术；二是基于分组包的同步技术，例如IEEE 1588 V2。syncE只能支持频率信号的传送，不支持相位信号的传送，所以单纯的syncE方案只适用于不需要相位同步要求的场景；IEEE 1588V2是一种精确时钟同步协议，简称PTP(Precision Time Protocol)，PTP可以同时实现频率同步和相位同步，但它在实现频率同步时收敛时间过长，并且1588报文经过复杂的数据网路，抖动和非对称性的不可控，导致恢复频率和相位难以保证。由此，现有技术提出了第三种同步技术：时间同步以太网，先使用同步以太网实现高精度的频率同步，在此基础上，PTP用来实现相位同步，同步以太网的使用有力地保证了PTP协议的收敛时间。
在上述三种时钟同步技术中，时钟同步网络中的上游设备周期性的向下游设备发送announce报文。announce报文为广播发送，下游设备可能同时接收到多个上游设备发送的announce报文，announce报文中携带了祖母(GM，GrandMaster)时钟的时钟精度信息等，下游设备需要根据announce报文中携带的时钟精度信息选择一个时钟精度信息较优的上游设备跟踪，被选择的上游设备称为下游设备的父辈设备。由此，通过announce报文的传递建立网络拓扑，根据建立的网络拓扑，上游设备通过sync报文向下游设备传递时钟信息，使得下游设备根据接收到的sync等报文调整其频率和相位。
如图1所示，为某时钟同步网络的一个网络片段结构示意图，其中，A设备为上游设备，B设备为下游设备(例如，B设备可以为基站)；A设备可以通过北斗(GPS，Global Positioning System)、时间同步以太网(SyncE+PTP)、PTP等方式跟踪上游设备或者时钟源，B可能通过SyncE+PTP、PTP方式锁定A。若A是通过SyncE+PTP、PTP方式跟踪上游设备，即A设备不是时钟同步网络的祖母时钟设备，A设备发送的announce报文结构如表1所示。根据A设备发送的announce报文，B设备无法获知A设备频率或相位锁定是否锁定成功，若A设备锁定频率或者相位不成功，此时若B设备选择A设备作为父辈设备跟踪，将导致B设备的频率和相位波动。
表1
其中，header字段为announce报文的标准头部信息；字段originTimestamp为发送announce报文的时间戳；字段currentUtcOffset为UTC偏差；reserved为保留字段；字段grandmasterPriority1为标识GM设备是否为主GM时钟的值；字段grandmasterClockQuality为GM设备的时钟等级，精度方差数值；grandmasterPriority2标识GM设备是否为备选GM时钟的值；字段grandmasterIdentity为GM设备的地址标识；字段stepsRemoved标识GM设备到本设备经过的跳数；字段timeSource为GM设备同步的时钟源。
由上述分析可知，若下游设备选择的父辈设备由于故障未锁定频率或者相位未同步，而导致该下游设备频率和相位的波动，影响了时钟同步网络的稳定。
发明内容
本发明实施例提供一种时钟同步方法及设备，用以在时钟同步网络中，避免下游设备由于选择出现故障的父辈设备跟踪而造成的频率和相位波动，保障时钟同步网络的稳定。
本发明实施例提供一种时钟同步方法，包括：
下游设备接收各上游设备发送的时钟传递报文，所述时钟传递报文中携带有所述上游设备的时钟同步信息；
所述下游设备针对每一个上游设备发送的时钟传递报文中携带的时钟同步信息，确定对应的上游设备时钟同步异常时，从除被确定为时钟同步异常的上游设备以外的其它上游设备中选择上游设备作为父辈设备进行跟踪。
本发明实施例提供一种时钟同步设备，包括：
接收单元，用于接收各上游设备发送的时钟传递报文，所述时钟传递报文中携带有所述上游设备的时钟同步信息；
选择单元，用于针对每一个上游设备发送的时钟传递报文中携带的时钟同步信息，确定对应的上游设备时钟同步异常时，从除被确定为时钟同步异常的上游设备以外的其它上游设备中选择上游设备作为父辈设备进行跟踪。
本发明实施例提供的时钟同步方法及设备，通过在各上游设备向下游设备发送的时钟传递报文中携带该上游设备自身的时钟同步信息，使得下游设备可以获知上游设备的时钟同步状态，当下游设备根据时钟传递报文中携带的上游设备的时钟同步信息确定该上游设备时钟同步异常时，则从除该设备外的其它上游设备中选择父辈设备跟踪，这样，避免了下游设备由于上游设备时钟同步出现异常时，仍然选择该上游设备作为父辈设备跟踪，从而造成该下游设备的频率和相位跟随上游设备波动，保障了时钟同步网络的稳定。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为现有技术中，某时钟同步网络的一个网络片段结构示意图；
图2为本发明实施例中，时钟同步方法实施流程示意图；
图3为本发明实施例中，另外一种时钟同步方法实施流程示意图；
图4a为本发明实施例中，各BC设备均正常工作时的网络拓扑结构示意图；
图4b为现有技术中，BC6设备出现故障后的网络拓扑结构示意图；
图4c为本发明实施例中，BC6设备出现故障后的网络拓扑结构示意图；
图5为本发明实施例中，时钟同步设备一种可能的结构示意图。
具体实施方式
为了实现在时钟同步网络中，避免下游设备由于选择出现故障的上游设备作为父辈设备跟踪，导致的该下游设备的频率和相位的波动，影响时钟同步网络稳定性，本发明实施例提供一种时钟同步方法和设备。
以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明，并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图2所示，为本发明实施例提供的时钟同步方法实施流程示意图，包括：
S201、下游设备接收各上游设备发送的时钟传递报文，该时钟传递报文中携带有该上游设备的时钟同步信息；
S202、该下游设备针对每一个上游设备发送的时钟传递报文中携带的时钟同步信息，确定对应的上游设备时钟同步异常时，从除被确定为时钟同步异常的上游设备以外的其它上游设备中选择上游设备作为父辈设备进行跟踪。
如图3所示，为本发明实施例提供的另外一种时钟同步方法实施流程示意图，包括：
S301、下游设备接收各上游设备发送的时钟传递报文，该时钟传递报文中携带有该上游设备的时钟同步信息；
S302、该下游设备针对每一个上游设备发送的时钟传递报文中携带的时钟同步信息，确定对应的上游设备时钟同步异常时，忽视时钟同步异常的上游设备发送的时钟传递报文中携带的时钟同步信息，从全部上游设备中选择上游设备作为父辈设备进行跟踪。
具体实施中，可以通过设置是否检测上游设备时钟同步状态的开关实现是否检测上游设备的时钟同步状态，若开关关闭，当下游设备接收到上游设备发送的时钟传递报文后，按照现有技术中的方案选择父辈设备跟踪；若开关开启，则可以按照本发明实施例提供的时钟同步方法选择父辈设备跟踪。
具体的，时钟传递报文可以但不限于为announce(通告)报文，或者通过TLV(类型长度值)扩展等方式实现的PTP报文，为了便于描述，本发明实施例中，以announce报文为例进行说明。
具体实施中，下游设备在未确定出对应的上游设备时钟同步异常时，从全部上游设备中选择上游设备作为父辈设备进行跟踪。
具体的，上游设备在向下游设备发送announce报文时，将自身的时钟同步信息携带在announce报文中一起传递给下游设备。具体实施时，上游设备可以在现有announce报文的基础上增加一个字段，用于标识自身的时钟同步状态，也可以将现有announce报文结构中包含的保留字段修改为自身的时钟状态信息，优选的，如表2所示，为本发明实施例提供的announce报文一种可能的结构示意图。
表2
其中，字段localTimeFlag为本地时钟同步信息，其余字段含义与现有技术中announce报文的相同字段的含义相同，这里不再赘述。
本领域普通技术人员可知，本发明实施例中所述的上游设备和下游设备是相对于announce报文的发送和接收而命名的，例如针对两个网络设备A和B来说，如果announce报文由A传递给B，则A为上游设备，B为下游设备；反之，如果announce报文由B传递给A，则B为上游设备，A为下游设备。
具体实施中，上游设备的时钟同步信息可以包括但不限于该上游设备的频率锁定信息、相位锁定信息中的至少一种。
具体的，若时钟同步信息为频率锁定信息时，即下游设备接收到的announce报文中携带有上游设备的频率锁定信息，下游设备根据该上游设备的频率锁定信息，确定上游设备未锁定频率时，确认该上游设备时钟同步异常，从而在进行父辈设备选择时，从除该上游设备外的其它上游设备中选择父辈设备；同样，若时钟同步信息为相位锁定信息时，即下游设备接收到的announce报文中携带有上游设备的相位锁定信息，下游设备根据该上游设备的频率锁定信息，确定上游设备未锁定相位时，确认该上游设备时钟同步异常，从而在进行父辈设备选择时，从除该上游设备外的其它上游设备中选择父辈设备；若时钟同步信息为频率锁定信息和相位锁定信息时，下游设备在确定出上游设备的频率锁定信息或相位锁定信息其中之一未锁定时，便确定该上游设备时钟同步异常，在进行父辈设备选择时，从除该上游设备外的其它上游设备中选择父辈设备。
具体实施中，若在确定出上游设备时钟同步异常时，下游设备查看本地存储的上一时刻选择父辈设备的标识信息，若与当前时刻确定出的、时钟同步异常的上游设备的标识信息相同，则该下游设备将重新选择父辈设备，即进行父辈设备的切换。优选的，下游设备在选择父辈设备时可以采用最佳时钟算法(BMC，Best Master Clock)算法或者扩展BMC算法进行选择。
具体实施中，若出现故障的上游设备恢复正常后，可以在向下游设备发送的announce报文中携带自身的时钟同步信息，使得下游设备获知自身已经恢复正常，当下游设备选择不被设备跟踪时，可以从包括该上游设备在内的上游设备中选择。
为了更好的理解本发明实施例，以下通过具体的实施例对本发明实施例的实施过程进行说明。为了便于描述，本实施例中以上游设备频率锁定不成功为例。
在时钟同步网络中，各网络设备的时钟按工作模式分为普通时钟(OC，Ordinary Clock)和边界时钟(BC，Boundary Clock)，在OC工作模式下的设备称为OC设备，只有一个通信端口；在BC工作模式下的设备称为BC设备，有一个以上通信端口。BC设备和OC设备的通信端口具备端口状态，通信端口状态包括：主状态(Master，M)、从状态(Slave，S)和被动状态(Passive，P)等，端口状态为Master的通信端口简称为Master端口，Master端口用来向整个网络广播质量最好的时钟源；Slave端口用来跟踪上游设备的时钟；Passive端口处于一个中间地位，既不广播时钟源，也不跟踪上游设备的时钟。
如图4a所示，为各BC设备均正常工作时的网络拓扑结构示意图。图4a中，包括6个BC设备，其中BC1设备跟踪网络外的时钟源(例如GPS)，并通过announce报文将将GM时钟信息传递给选择BC1作为父辈设备的BC2和BC6，BC2和BC6将接收到的announce报文再向下游设备传递。其中BC4设备可能接收到BC3和BC5发送的announce报文，BC4根据接收到的announce报文选择一个作为父辈设备跟踪，例如，本发明实施例中，BC4选择BC5作为父辈设备跟踪。
如图4b所示，为现有技术中，BC6设备出现故障后的网络拓扑结构示意图。在BC6设备出现故障后，频率锁定或者相位锁定不成功，由于其下游设备BC5无法获知BC6由于故障而未锁定频率或者相位，继续选择BC6作为父辈设备跟踪，BC4继续选择BC5设备作为父辈设备跟踪，由此，造成BC5和BC4的频率相位波动，影响了整个时钟同步网络的稳定性。
如图4c所示，为本发明实施例中，BC6设备出现故障后的网络拓扑结构示意图。本发明实施例中，在BC6设备出现故障后，若频率锁定不成功，BC6设备将在向下游设备BC5发送的announce中携带自身的频率锁定信息，BC5在接收到BC6发送的announce报文后，获知BC6未锁定频率，BC5跟踪BC6的端口将进入Passive状态，BC5通过向BC4发送的announce报文中携带BC5的频率锁定信息，由于BC5当前时刻未能锁定频率，从而BC4获知BC5锁定频率不成功，同时，BC4根据当前时刻接收到的BC3发送的announce报文中携带的BC3的频率锁定信息获知BC3锁定频率成功，将进行父辈设备的倒换，选择BC3作为父辈设备，同时通过announce报文向BC5传递自身的频率锁定信息和GM时钟信息，BC5根据接收到的频率锁定信息和GM时钟信息选择上有设备跟踪。
本发明实施例中，上游时钟设备将自身的时钟同步信息携带在announce报文中一起传递给下游设备，这样，当某上游设备出现故障无法进行时钟同步时，下游设备能够获知该上游设备时钟同步异常，从而，下游设备在选择父辈设备跟踪时，可以从除该上游设备以外的上游设备中选择父辈设备跟踪，这样，避免了将出现故障的上游设备选择为父辈设备跟踪，造成下游设备频率和相位波动，影响了整个时钟同步网络的稳定性。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种时钟同步设备，由于该设备解决问题的原理与上述时钟同步方法相似，因此该设备的实施可以参见上述时钟同步方法的实施，重复之处不再赘述。
如图5所示，为本发明实施例提供的时钟同步设备的一种可能的结构示意图，包括：
接收单元501，用于接收各上游设备发送的时钟传递报文，该时钟传递报文中携带有上游设备的时钟同步信息；
选择单元502，用于针对每一个上游设备发送的时钟传递报文中携带的时钟同步信息，确定对应的上游设备时钟同步异常时，从除被确定为时钟同步异常的上游设备以外的其它上游设备中选择上游设备作为父辈设备进行跟踪，或者忽视时钟同步异常的上游设备发送的时钟传递报文中携带的时钟同步信息，从全部上游设备中选择上游设备作为父辈设备进行跟踪。
具体实施中，选择单元502还用于在未确定出对应的上游设备时钟同步异常时，从全部上游设备中选择上游设备作为父辈设备进行跟踪。
其中，时钟同步信息包括但不限于频率锁定信息，和/或相位锁定信息中的至少一个。
具体的，当时钟同步信息为频率锁定信息时，选择单元502，可以用于针对每一个上游设备发送的时钟传递报文中携带的频率锁定信息，确定该上游设备频率锁定不成功时，确定该上游设备时钟同步异常；当时钟同步信息为相位锁定信息时，选择单元502，可以用于针对每一个上游设备发送的时钟传递报文中携带的相位锁定信息，确定该上游设备相位锁定不成功时，确定该上游设备时钟同步异常；当时钟同步信息为频率锁定信息和相位锁定信息时，选择单元502，可以用于针对每一个上游设备发送的时钟传递报文中携带的频率锁定信息和相位锁定信息，确定该上游设备频率锁定不成功或相位锁定不成功时，确定该上游设备时钟同步异常。
本发明实施例提供的时钟同步方法及设备，通过在各上游设备向下游设备发送的时钟传递报文中携带该上游设备自身的时钟同步信息，使得下游设备可以获知上游设备的时钟同步状态，当下游设备根据时钟传递报文中携带的上游设备的时钟同步信息确定该上游设备时钟同步异常时，则从除该设备外的其它上游设备中选择父辈设备跟踪，这样，避免了下游设备由于上游设备时钟同步出现异常时，仍然选择该上游设备作为父辈设备跟踪，从而造成该下游设备的频率和相位跟随上游设备波动，保障了时钟同步网络的稳定。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (11)
1.一种时钟同步方法，其特征在于，包括：
下游设备接收各上游设备发送的时钟传递报文，所述时钟传递报文中携带有所述上游设备的时钟同步信息；
所述下游设备针对每一个上游设备发送的时钟传递报文中携带的时钟同步信息，确定对应的上游设备时钟同步异常时，从除被确定为时钟同步异常的上游设备以外的其它上游设备中选择上游设备作为父辈设备进行跟踪，或者忽视时钟同步异常的上游设备发送的时钟传递报文中携带的时钟同步信息，从全部上游设备中选择上游设备作为父辈设备进行跟踪。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在未确定出对应的上游设备时钟同步异常时，从全部上游设备中选择上游设备作为父辈设备进行跟踪。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时钟同步信息为频率锁定信息；以及
所述下游设备针对每一个上游设备发送的时钟传递报文中携带的时钟同步信息，确定对应的上游设备时钟同步异常，具体包括：
所述下游设备针对每一个上游设备发送的时钟传递报文中携带的频率锁定信息，确定该上游设备频率锁定不成功时，确定该上游设备时钟同步异常。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时钟同步信息为相位锁定信息；以及
所述下游设备针对每一个上游设备发送的时钟传递报文中携带的时钟同步信息，确定对应的上游设备时钟同步异常，具体包括：
所述下游设备针对每一个上游设备发送的时钟传递报文中携带的相位锁定信息，确定该上游设备相位锁定不成功时，确定该上游设备时钟同步异常。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时钟同步信息为频率锁定信息和相位锁定信息；以及
所述下游设备针对每一个上游设备发送的时钟传递报文中携带的时钟同步信息，确定对应的上游设备时钟同步异常，具体包括：
所述下游设备针对每一个上游设备发送的时钟传递报文中携带的频率锁定信息和相位锁定信息，确定该上游设备频率锁定不成功或相位锁定不成功时，确定该上游设备时钟同步异常。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时钟传递报文为通告announce报文，或者通过类型长度值TLV扩展方式实现的精确时钟同步协议PTP报文。
7.一种时钟同步设备，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收各上游设备发送的时钟传递报文，所述时钟传递报文中携带有所述上游设备的时钟同步信息；
选择单元，用于针对每一个上游设备发送的时钟传递报文中携带的时钟同步信息，确定对应的上游设备时钟同步异常时，从除被确定为时钟同步异常的上游设备以外的其它上游设备中选择上游设备作为父辈设备进行跟踪，或者忽视时钟同步异常的上游设备发送的时钟传递报文中携带的时钟同步信息，从全部上游设备中选择上游设备作为父辈设备进行跟踪。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，
所述选择单元，还用于在在未确定出对应的上游设备时钟同步异常时，从全部上游设备中选择上游设备作为父辈设备进行跟踪。
9.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述时钟同步信息为频率锁定信息；以及
所述选择单元，具体用于针对每一个上游设备发送的时钟传递报文中携带的频率锁定信息，确定该上游设备频率锁定不成功时，确定该上游设备时钟同步异常。
10.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述时钟同步信息为相位锁定信息；以及
所述选择单元，具体用于针对每一个上游设备发送的时钟传递报文中携带的相位锁定信息，确定该上游设备相位锁定不成功时，确定该上游设备时钟同步异常。
11.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述时钟同步信息为频率锁定信息和相位锁定信息；以及
所述选择单元，具体用于针对每一个上游设备发送的时钟传递报文中携带的频率锁定信息和相位锁定信息，确定该上游设备频率锁定不成功或相位锁定不成功时，确定该上游设备时钟同步异常。
Priority Applications (2)
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| CN201110159104.3A CN102223197B (zh) | 2011-06-14 | 一种时钟同步方法及设备 | |
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Applications Claiming Priority (1)
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