CN102237941A

CN102237941A - 时间同步系统及方法

Info

Publication number: CN102237941A
Application number: CN2011100913020A
Authority: CN
Inventors: 宿飞; 何力; 李争齐; 夏靓
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: Nanjing Zhongxing Software Co Ltd
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2011-04-12
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2031-04-12
Also published as: CN102237941B

Abstract

本发明公开了一种时间同步系统及方法。上述系统包括：频率同步网，用于在实现其各网元的频率同步后，向时间同步网发送频率同步信号；时间同步网，用于接收来自于频率同步网的频率同步信号，根据频率同步信号进行时间计数建立本地时间，交互时间同步协议报文校准本地时间。根据本发明提供的技术方案，可以满足高精度的时间同步要求，同时上述两个网络在频率/时间参考源的选择机制、同步路径的计算机制以及保护切换机制上，所述时间同步网和频率同步网彼此之间逻辑上相对独立，如此构造的两个网络的分层架构可以在物理或逻辑上分离，非常易于维护管理，可以根据具体网络环境对时间同步网进行部署，增加了组网的灵活性。

Description

时间同步系统及方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种时间同步系统及方法。

背景技术

传统的电信同步网是频率同步网络，由不同等级的独立时钟单元和设备时钟通过同步链路连接构成，其实现技术主要是通过锁相环逐次锁定高等级的参考源，实现全网同步，并通过静态配置和同步状态信息(Synchronization Status Message，简称为SSM)实现时钟源及时钟链路保护。目前应用最广泛的是基于同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy，简称为SDH)的同步网，其相关标准由ITU-T制定。在网络设备分组化的趋势下，出现了基于以太网物理层实现频率同步的技术，即ITU-T定义的同步以太网标准。与SDH同步原理相似，同步以太网在物理层提取时钟信号(通常也可以称为频率信号)，进行频率恢复。

IEEE制定了应用于网络测量和控制系统的“精确时间同步协议”(Precision Time Protocol，简称为PTP或1588v2)。PTP通过基于包的方式，采用路径延迟测量原理，调整从时钟与主时钟的时间偏差和频率偏差，实现主时钟与从时钟之间的时间及频率同步。

在无线移动通信系统中，基站的空中接口通常需要+/-50ppb的频率同步精度，采用时分双工模式的基站则需要空口具有严格的相位同步或时间同步(如同步于UTC)。基站的频率同步可以通过频率同步链路(例如，E1，SyncE)取得，也可以通过PTP等基于包的频率恢复技术获得，但将PTP应用于频率同步时，时钟恢复性能受到网络PDV的影响，稳定性很难保证。

相关技术中，基站的时间同步主要通过设置分布式时间参考源，例如，采用GPS等卫星授时的方式实现，该方式可以同时实现频率同步并且易于获得，但是在某些场所卫星授时的覆盖范围受限，并且该方式存在一定的安全隐患。因此更为理想的方式是通过地面传送设备进行时间信号传送，使基站与远端的时间参考源之间保持同步。地面时间传送依赖于某种时间同步协议，例如，精确时间协议(Precision Time Protocol，简称为PTP)。当PTP通过非同步网或不支持PTP协议的一般交换网实现时，其时间同步性能受时钟频率准确度和稳定性以及双向延迟非对称性等因素的影响，难以满足基站的高精度(微秒和亚微秒级)时间同步要求。

发明内容

针对相关技术中时间同步性能受时钟频率同步的准确度、稳定性、以及双向延迟非对称性等因素影响，难以满足基站的高精度时间同步要求等问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种改进的时间同步系统及方法，以解决上述问题至少之一。并进而提出一种频率同步网和时间同步网的双层架构的方案。

根据本发明的一个方面，提供了一种时间同步系统。

根据本发明的时间同步系统包括：时间同步网和频率同步网；频率同步网，用于在实现其各网元的频率同步后，向时间同步网发送频率同步信号；时间同步网，用于接收来自于频率同步网的频率同步信号，根据频率同步信号进行时间计数建立本地时间，交互时间同步协议报文校准本地时间。

根据本发明的另一方面，提供了一种时间同步系统。

根据本发明的时间同步系统包括：时间同步网和频率同步网；其中，时间同步网和频率同步网呈双层架构，时间同步网基于频率同步网提供的频率信号计算本地时间，在频率/时间参考源的选择机制、同步路径的计算机制以及保护切换机制上，时间同步网和频率同步网彼此之间逻辑上相对独立。

根据本发明的又一方面，提供了一种时间同步方法。

根据本发明的时间同步方法包括：时间同步网接收来自于频率同步网提供的频率同步信号，其中，频率同步网中各个网元已实现频率同步；时间同步网根据频率同步信号进行时间计数以建立本地时间；时间同步网交互时间同步协议报文校准本地时间。

通过本发明，将频率同步网和时间同步网进行分层，时间同步网接收来自于实现全网同步的频率同步网提供的频率同步信号；根据频率同步信号进行时间计数以建立本地时间；之后交互时间同步协议报文校准本地时间。解决了相关技术中难以满足基站的高精度时间同步要求等问题，进而可以满足高精度的时间同步要求。

除了以上时间同步网需要基于频率同步网提供的频率信号计算本地时间之外，这2层网络之间在其他机制上彼此之间相对独立。此处主要是指通过各自独立的协议进行频率/时间参考源的选择、同步路径的计算、保护切换。如此构造的两个网络的分层架构可以在物理或逻辑上分离，非常易于维护管理，可以根据具体网络环境对时间同步网进行部署，增加了组网的灵活性。特别适合于在已有的频率同步网基础上，部署新的时间同步网。

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

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为根据本发明实施例的时间同步系统的结构框图；

图2为根据本发明优选实施例的时间同步系统的架构图；

图3为根据本发明实例一的架构图；

图4为根据本发明实例二的架构图；

图5为根据本发明实例三的架构图；

图6为根据本发明实例四的架构图；

图7为根据本发明实例五的架构图；

图8为根据本发明实施例的时间同步方法的流程图；

图9为根据本发明优选实施例的频率同步层和时间同步层的功能示意图。

具体实施方式

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。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1为根据本发明实施例的时间同步系统的结构框图。如图1所示，上述时间同步系统包括：时间同步网10和频率同步网12；

频率同步网10，用于在实现其各网元的频率同步后，向时间同步网发送频率同步信号；

时间同步网12，用于接收来自于频率同步网的频率同步信号，根据频率同步信号进行时间计数建立本地时间，采用时间同步协议报文校准本地时间。

相关技术中，通过地面传送设备进行时间信号传送，使基站与远端的时间参考源之间保持同步。但是时间同步性能受时钟频率准确度、稳定性、以及双向延迟非对称性等因素影响，难以满足基站的高精度时间同步要求，采用上述时间同步系统，可以满足高精度的时间同步要求，同时上述两个相对独立的网络的分层架构非常易于维护管理，可以根据具体网络环境对时间同步网进行部署，增加了组网的灵活性。特别适合于在已有的频率同步网基础上，部署新的时间同步网。

其中，时间同步网和频率同步网呈双层架构，时间同步网基于频率同步网提供的频率信号计算本地时间，在频率/时间参考源的选择机制、同步路径的计算机制以及保护切换机制上，时间同步网和频率同步网彼此之间逻辑上相对独立。频率同步网与时间同步网在物理或逻辑上分离，频率同步主要依靠物理层完成，时间同步依靠协议层完成。频率参考源选择和时间参考源选择通过不同配置或执行不同协议来完成。时间同步网中各网元优先地基于频率同步层选择出的稳定的频率参考信号作为时间计数基础，产生时间协议报文。本网元的Slave端口与对端网元的Master端口之间交互时间协议报文(例如，PTP协议报文)，校准本地时间，从而实现时间同步。

优选地，频率同步网中各网元之间通过频率同步链路进行连接，各网元并通过频率同步网跟踪主参考时钟(PRC)或外部频率源提供的频率同步信号；或者频率同步网中各网元之间通过PTP接口进行连接，各网元之间采用PTP协议进行频率同步信号的传输。

通过上述处理，频率同步网可以实现全网频率同步。频率同步网全网同步可以保证各网元有相同的时间同步精度，减小了时间的误差累计时间。

优选地，与频率同步网并行地，时间同步网中各网元之间通过PTP接口或外部时间接口进行连接，并通过时间同步网跟踪外部时间参考源提供的时间参考信号。

其中，上述外部时间参考源提供的时间参考信号可以为时间同步网提供标准的时标，以便于时间同步网以该时标为基准建立本地时间。同时，当提供频率同步信号的频率参考源发生切换时，时间同步网停止交互时间同步协议报文，还可以采用时间参考信号同步本地时间。

以下结合图2描述上述优选实施架构。

优选地，如图2所示，频率同步网的网元可以包括：第一组传送设备网元和第一组终端网元。

优选地，如图2所示，时间同步网的网元包括：第二组传送设备网元和第二组终端网元；

在优选实施过程中，上述第二组传送设备网元可能包含不支持PTP协议的传送设备网元，对于时间同步网内时间传送路径上某些不支持PTP协议的传送网元，PTP协议报文被作为一般业务报文处理。

上述提到的外部时间参考源包括但不限于：分布式时间参考源，与第二组传送设备网元和/或第二组终端网元中的至少一个网元相连接。

在优选实施过程中，分布式时间参考源可以设置在不同的传送节点，提供冗余保护。分布式时间参考源也可设置在某些终端网元处，与采用PTP协议进行时间同步的方式互为备份，提高稳定性和可靠性。

其中，第二组传送设备网元中的网元与分布式时间参考源之间、第二组传送设备网元与第二组终端网元的网元之间通过不同类型的时间接口连接，例如，PTP接口，1PPS+ToD接口等。

在优选实施过程中，当采用PTP接口进行连接时，各网元根据需要可配置为不同的PTP时钟模式，例如，普通时钟(OrdinaryClock)、边界时钟(Boundary Clock)和透明时钟(Transparent Clock)。

优选地，可以对支持PTP接口的网元，执行PTP协议规范的最优主时钟选择算法(Best Master Clock Algorithm，简称为BMCA)，通过BMCA选择当前可用时间参考源以及PTP端口的状态。

其中，频率同步网中，第一组传送设备网元还可以包括以下功能模块：系统时钟选择模块，用于根据SSM和优先级配置从多路可用频率同步信号中选择获取频率同步信号；第一组传送设备网元和第一组终端网元均可以包括：分组设备时钟模块，用于根据接收到的PTP协议报文恢复频率。

在优选实施过程中，系统时钟选择模块可以根据时钟源选择参数(即从输入时钟中提取的SSM信息)，从各系统时钟源中选择质量等级或优先级最高的频率参考信号作为时间计数模块的输入。通过上述处理，可以选择出一组稳定的频率同步信号。

在优选实施过程中，分组设备时钟模块，在作为Slave端时，根据PTP协议报文恢复频率，锁定对端(Master)时钟。作为Master端时，通过向Slave端发送PTP报文，同步Slave端时钟。

以下结合图3描述基站(相当与上述终端设备网元)与频率/时间参考源之间的网络同步的优选实施过程。如图3所示，白色长方体表示具有频率同步逻辑功能的网元，黑色长方体表示不具有频率和时间同步逻辑功能的网元，三角图案表示具有PTP时间同步功能的终端，带有箭头的实线表示时间同步信号的传输方向，带有箭头的虚线表示频率同步信号的传输方向。在移动回传网中，无线网络控制器(Radio Network Control，简称为RNC)侧设置分布式时间参考源，通过全球定位系统(Global Positioning System，简称为GPS)获取参考频率和标准的时标世界标准时间(Global PositioningSystem，简称为UTC)时间。分布式时间参考源通过外同步接口或PTP接口向分组传送设备提供参考频率，同时通过外部时间接口(1PPS+ToD)或PTP接口向分组传送设备提供参考时间。

当传输设备网元与分布式时间参考源之间通过PTP接口连接时，分布式时间参考源作为PTP普通时钟(Ordinary Clock，简称为OC)，通过PTP协议同步传输设备网元，该传输设备网元设置为PTP边界时钟(Boundary Clock，简称为BC)，通过PTP协议同步下游网元。当传输设备网元与分布式时间参考源之通过外部时间接口(例如，1PPS+ToD接口)连接时，该传输设备网元设置为PTP OC或PTP BC，并通过PTP协议同步下游网元。当传输设备网元集成分布式时间参考源功能时，该传送设备网元可设置为PTP OC或PTP BC。分布式时间参考源设置为OC模式时作为网络中唯一的PTP Grand Master(GM)时钟，同步其他PTP时钟。

在该实例中，分布式时间参考源作为PTP GM。PTP GM-1和PTP GM-2分别与汇聚层分组传送设备BC-1-1和BC-1-2连接，互为备份。

分组传送设备之间通过SyncE链路(GE，10GE)互连，构成汇聚环和接入环。汇聚环的分组传送设备的PTP时钟类型配置为BC模式，接入环的分组传送设备配置为BC模式(如BC-2-1)或TC模式(如TC-4-1)。

基站与接入环的分组传送设备通过SyncE接口(例如，FE接口)连接获取频率，基站与分组传送设备之间通过PTP接口或外部时间接口(1PPS+ToD)获取时间。

正常情况下，PTP GM-1作为主用，分组传送设备和基站通过同步以太网链路跟踪PTP GM的频率信号，形成频率同步网。

设置为BC和OC的分组传送设备执行BMCA，确定PTP端口状态，建立时间分发路径。时间分发路径建立后，PTP Slave端口和PTP Master端口之间通过PTP协议，调整Slave端的时间，保持与Master端的时间同步，从而使各节点都跟踪PTP GM-1的时间，形成时间同步网。

基站通过PTP接口与分组传送设备连接时，基站作为PTP Slave与传送设备保持时间同步。基站与分组传送设备通过外部时间接口连接时，基站通过外部时间信号同步与分组传送设备同步。

图4为根据本发明实例二的架构图。在图3所示的同步网络中，当PTP GM-1失效时，频率同步网的频率源切换到PTP GM-2。分组传送设备(即上述传送设备网元)根据SSM值重新选择时钟源，确定频率同步路径。

分组传送设备检测到频率参考源变化后，停止使用PTP协议同步本地时间，而是使用保持模式系统时钟维持本地时间，或者通过外部参考时间信号同步本地时间。当频率参考源切换完成后，各节点恢复使用PTP协议进行时间同步。

图5为根据本发明实例三的架构图。在图3所示的同步网络中，还可设置频率和时间参考源为不同网元，如图5所示，通过配置GM-1和GM-2的输出端口的时钟质量等级(QL)，使各网元跟踪GM-2的频率同步信号(图中带箭头的较稀疏的虚线表示频率同步信号的传输方向)，并配置各网元端口的状态或时钟优先级，形成如图所示的频率同步分发路径。同时通过配置GM-1和GM-2的优先级，使各网元通过BMCA或PTP端口状态配置跟踪GM-1的时间参考信号(图中带箭头的较密集的虚线表示频率同步信号的传输方向)，形成时间分发路径。当然，频率与时间分发也可以是不同径的。当时间参考源由GM-1切换到GM-2时，各网元时间分发路径根据BMCA或预先配置进行相应倒换，而频率分发路径不变，如图6所示，时间分发路径倒换后，与频率分发路径相同。

图7为根据本发明实例五的架构图。当移动运营商的业务由多种传送技术混合承载时，其频率和时间传送方式存在多种可能的应用方式。如图7所示，与RNC相连的汇聚侧网络由基于同步以太网(GE或10GE)或SDH的设备通过同步链路连接构成，汇聚侧设备从分布式时间参考源获得源于PRC的频率同步信号和源于UTC的时间同步信号。接入侧网络设备可以是以太网微波设备，或者PON/DSL的线路终端设备等。

以以太网微波接入为例，与汇聚侧设备BC-1-4连接的接入侧设备BC-2-1通过物理同步链路同步来源于PRC的频率同步信号。同时该接入侧设备作为PTP BC或PTP OC，通过基于包的方式同步与基站相连的末端接入设备BC-2-2，基站通过外部同步接口或PTP接口同步BC-2-2，或者基站可直接接收来自BC-2-1的PTP报文，进行频率恢复(此时BC-2-2不进行频率恢复)。由于汇聚侧网络的频率同步基于SSM信息的时钟源选择，因此BC-2-1必须提供SSM信息的传递，BC-2-2或基站根据SSM信息中的时钟源质量等级(QL)选择应同步的时钟源。

对于时间同步，汇聚侧传送设备可配置为PTP BC模式，逐级同步到PTP GM(时间参考源)。接入侧设备BC-2-1与汇聚侧设备BC-4-1通过PTP进行同步。BC-2-1与BC-2-2可通过PTP协议进行同步，中间微波节点对PTP报文作为业务报文处理。但通常微波网络会引入较大的PDV和不对称性，因此时间同步的精度和稳定性很难保证，此时可采用在BC-2-2处设置分布式时间参考源的方式，避免在恶劣环境下，基站的时间同步性能受到较大影响。

如果接入侧网络由PON/DSL等基于TDM技术的设备组成，其系统本身可能具有频率和时间同步机制。因此线路终端设备，如OLT，可与上游汇聚侧设备(BC-1-3)通过物理层同步链路互联获得源于PRC的频率同步信号，并通过系统内部的同步机制使客户侧终端设备，如ONU，跟踪该频率信号。ONU通过外部同步接口或PTP接口同步基站。OLT和ONU需要支持基于SSM的时钟源选择和根据选择的时钟参考源进行SSM信息传递。

时间同步的方式可以是：OLT通过PTP协议同步上游汇聚侧设备BC-1-3(OLT终结PTP报文)，OLT通过系统内部同步机制，使ONU跟踪参考时间源(PTP GM-1)的时间，ONU通过外部时间接口或PTP接口同步基站。或者，基站作为PTP Slave与BC-1-3交互PTP报文，直接同步到BC-1-3。OLT和ONU对PTP报文进行透传。

当某移动运营商需要其他运营商的网络提供业务透明传送时，该运营商的网络如果不能提供物理层频率信息的透明传送或者不支持PTP等同步协议，而且该移动运营商的基站设备也不支持PTP等同步协议，该移动运营商可能需要在基站侧部署支持PTP等同步协议的节点，与核心侧节点之间通过PTP协议实现端到端的频率同步。如图7中所示，移动运营商A的业务通过运营商B提供的MPLS网络进行传送，移动运营商A在基站侧部署接入节点BC-3-1。BC-3-1作为PTP Slave接收来自汇聚侧节点BC-1-2的PTP报文，恢复频率，并将频率信息传递给基站。运营商B的MPLS网络将来自移动运营商A的PTP报文作为业务报文处理。

如果基站需要精确时间同步，考虑到MPLS网络会导致较大的PTP报文延迟变化和双向延迟不对称，如果BC-1-2与BC-3-1之间采用PTP协议同步时间，可能无法保证基站的长期同步性能，因此可以在BC-3-1设置分布式时间源，获得稳定参考时间信号，基站可以通过外部时间接口与BC-3-1同步。

通过上述实施例可知，频率同步网与时间同步网在物理或逻辑上分离，频率同步主要依靠物理层完成，时间同步依靠协议层完成。频率参考源选择和时间参考源选择通过不同配置或执行不同协议来完成。各网元优先地基于频率同步层选择出的稳定的频率参考信号作为时间计数基础，产生时间协议报文，本网元的Slave端口与对端网元的Master端口之间交互时间协议报文，校准本地时间。当网元的频率参考源发生切换并且在重新锁定新的频率参考源之前，时间同步层停止交互时间协议报文，而是依靠本网元的系统时钟或外部稳定频率参考源提供的频率信号进行时间计数。如果在有某外部时间参考源存在的情况下，本网元可切换到该外部时间参考信号输入，同步本地时间。当网元频率同步层重新锁定新的频率参考源时，时间同步层恢复使用锁定后的频率参考信号执行时间同步协议，校准本地时间。

图8为根据本发明实施例的时间同步方法的流程图。如图8所示，该时间同步方法包括以下处理：

步骤S802：时间同步网接收来自于频率同步网提供的频率同步信号，其中，频率同步网中各个网元已实现频率同步；

步骤S804：时间同步网根据频率同步信号进行时间计数以建立本地时间；

步骤S806：时间同步网交互时间同步协议报文校准本地时间。

采用上述时间同步方法，可以满足高精度的时间同步要求，同时上述两个相对独立的网络的分层架构非常易于维护管理，可以根据具体网络环境对时间同步网进行部署，增加了组网的灵活性。特别适合于在已有的频率同步网基础上，部署新的时间同步网。

优选地，在执行步骤S802之前，还可以包括以下处理：频率同步网根据从协议层中提取的时间源选择参数从多路频率同步信号中选择频率同步信号。

优选地，可以通过以下方式获取多路频率同步信号：

(1)频率同步网从物理层线路编码中提取频率同步信号；

(2)频率同步网根据时间同步协议报文(例如，PTP协议报文)获取时钟信号；

(3)频率同步网接收来自于外部同步接口的外部时钟输入信号。

由此可知，频率同步网从以下之一信号中选择出一路稳定的频率信号：物理层线路编码中提取的频率同步信号、根据时间同步网的PTP协议报文获取时钟信号、来自于外部同步接口的外部时钟输入信号来。

在优选的实施过程中，频率同步网优先从物理层线路编码中提取的频率同步信号中选择一路稳定的频率信号。

优选地，如果步骤S802中频率同步信号为从物理层线路编码中提取的频率同步信号，当提供频率同步信号的频率参考源发生切换时，时间同步网停止交互时间同步协议报文，采用时钟信号或外部时钟输入信号进行时间计数。

优选地，步骤S806可以进一步包括以下处理：

(1)时间同步网根据静态配置和/或预设选择算法在外部时间输入信号和时间误差校正信号中选择时间误差校正信号；

(2)时间同步网使用时间误差校正信号校准本地时间。

优选地，如果步骤S802中频率同步信号为从物理层线路编码中提取的频率同步信号，当提供频率同步信号的频率参考源发生切换时，时间同步网停止交互时间同步协议报文，也可以采用外部时间输入信号同步本地时间。

在优选实施过程中，在执行步骤S806时，时间同步网的各网元通过自动执行最佳主时钟选择算法或人工配置，确定时间同步协议端口的状态，建立时间同步路径。

图9为根据本发明优选实施例的频率同步网和时间同步网的功能示意图。以下结合图9中各个功能模块对上述优选实施过程进行描述。

首先描述频率同步网中的功能模块：

(1)物理层时钟模块1，从同步以太网或SDH等物理层线路编码中提取频率参考信号，锁定本地时钟。锁定后频率信号输入系统时钟选择单元，并将锁定后频率信号通过其他端口进行发送。

(2)分组设备时钟模块2，作为Slave端时，根据PTP协议报文恢复频率，锁定对端(Master)时钟。作为Master端时，通过向Slave端发送PTP报文，同步Slave端时钟。

(3)外部时钟模块3，接收来自外部同步接口的频率参考信号，输出参考频率信号到系统时钟选择单元。

(4)时钟选择模块4，从各系统时钟源中选择质量等级或优先级最高的频率参考信号作为时间计数模块的输入。

(5)SSM协议模块5，提取输入时钟的SSM信息，作为时钟源选择参数，根据选择出的当前时钟源质量等级，发送相应的SSM信息。当采用PTP协议进行频率恢复时，SSM信息通过PTP报文发送。

其次描述时间同步网中的功能模块：

(1)时间计数模块6，根据输入的系统时钟的频率进行时间计数，依照标准的时标(如UTC)维持本地时间。或者从外部时间接口获得参考时间，同步本地时间。

(2)PTP协议模块7，执行PTP协议，计算本地时间与参考时间的偏差，从而对本地时间计数模块进行校正。

(3)PTP报文处理模块8，对发送和接收的PTP报文进行处理，如PTP报文类型及合法性检测、时间戳插入和提取等。

(4)系统时间选择模块9，通过静态配置或自动选择算法，从不同类型的时间参考信号中选择出用于同步本地时间的时间参考信号，时间参考信号包括外部时间输入信号(例如，1PPS+ToD)和由PTP协议模块7产生的时间误差校正信号等。

综上所述，根据上述实施例提供的时间同步方案，频率同步层全网同步保证各节点有相同的时间同步精度，减少了时间的误差累计效应。当发生网络保护倒换时，频率同步层可实现快速收敛。当时间同步层协议故障时，时间同步层基于频率同步层进行时间保持。因此可以明显减少时间输出的震荡，提高了稳定性和可靠性。频率同步层提供稳定的频率输出，明显减少了PTP协议的交互次数，使PTP协议占用极少的网络带宽的同时可以在各种网络流量下保持一定的高精度。频率同步网和时间同步网这两个相对独立的网络的分层架构非常易于维护管理，可以根据具体网络环境对时间同步网进行部署，增加了组网的灵活性。特别适合于在已有的频率同步网基础上，部署新的时间同步网。

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，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

1.一种时间同步系统，其特征在于，包括：时间同步网和频率同步网；

所述频率同步网，用于在实现其各网元的频率同步后，向所述时间同步网发送频率同步信号；

所述时间同步网，用于接收来自于所述频率同步网的所述频率同步信号，根据所述频率同步信号进行时间计数建立本地时间，交互时间同步协议报文校准所述本地时间。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述频率同步网中各网元之间通过频率同步链路进行连接，各网元并通过所述频率同步网跟踪主参考时钟或外部频率源提供的频率同步信号；或者

所述频率同步网中各网元之间通过PTP接口进行连接，各网元之间采用PTP协议进行频率同步信号的传输。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述频率同步网的网元包括：第一组传送设备网元和第一组终端网元；

所述第一组传送设备网元包括：

系统时钟选择模块，用于根据同步状态信息和优先级配置从多路可用频率同步信号中选择获取所述频率同步信号；

所述第一组传送设备网元和所述第一组终端网元均包括：

分组设备时钟模块，用于根据接收到的PTP协议报文恢复频率。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述时间同步网中各网元之间通过PTP接口或外部时间接口进行连接，并通过所述时间同步网跟踪外部时间参考源提供的时间参考信号。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述时间同步网的网元包括：第二组传送设备网元和第二组终端网元；

所述外部时间参考源包括：分布式时间参考源，与所述第二组传送设备网元和/或第二组终端网元中的至少一个网元相连接。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二组传送设备网元中的网元与所述分布式时间参考源之间、所述第二组传送设备网元与所述第二组终端网元的网元之间通过不同类型的时间接口连接。

7.一种时间同步系统，包括：时间同步网和频率同步网；

其中，所述时间同步网和频率同步网呈双层架构，所述时间同步网基于所述频率同步网提供的频率信号计算本地时间，在频率/时间参考源的选择机制、同步路径的计算机制以及保护切换机制上，所述时间同步网和频率同步网彼此之间逻辑上相对独立。

8.一种时间同步方法，其特征在于，包括：

时间同步网接收来自于频率同步网提供的频率同步信号，其中，所述频率同步网中各个网元已实现频率同步；

所述时间同步网根据所述频率同步信号进行时间计数以建立本地时间；

所述时间同步网交互时间同步协议报文校准所述本地时间。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，时间同步网接收所述来自频率同步网的频率同步信号之前，还包括：

所述频率同步网根据从协议层中提取的频率源选择参数从多路频率同步信号中选择所述频率同步信号，建立频率同步路径。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过以下方式获取所述多路频率同步信号：

所述频率同步网从物理层线路编码中提取频率同步信号；

所述频率同步网根据时间同步协议报文获取频率信号；

所述频率同步网接收来自于外部同步接口的外部频率输入信号。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述频率同步信号为从物理层线路编码中提取的频率同步信号，还包括：

当提供所述频率同步信号的频率参考源发生切换时，所述时间同步网停止交互所述时间同步协议报文，采用所述频率信号或所述外部频率输入信号进行时间计数。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述时间同步网校准所述本地时间包括：

所述时间同步网根据静态配置和/或预设选择算法在外部时间输入信号和时间误差校正信号中选择所述时间误差校正信号；

所述时间同步网使用所述时间误差校正信号校准所述本地时间。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述频率同步信号为从物理层线路编码中提取的频率同步信号，还包括：

当提供所述频率同步信号的频率参考源发生切换时，所述时间同步网停止交互所述时间同步协议报文，采用所述外部时间输入信号同步本地时间。