CN102237996B

CN102237996B - 一种同步时钟的方法和时钟同步装置

Info

Publication number: CN102237996B
Application number: CN201010159330.7A
Authority: CN
Inventors: 宋雪雁
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2010-04-26
Filing date: 2010-04-26
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2030-04-26
Also published as: BR112012027512A2; CN102237996A; WO2011134371A1

Abstract

本发明公开了一种同步时钟的方法和时钟同步装置，其中方法包括步骤：检测待同步设备的所有PTP端口的状态，据此确定所述各个PTP端口的角色；如果在所述各个PTP端口中存在从端口，则待同步设备只进行与其他设备的PTP时钟同步处理。一种时钟同步装置，包括GPS模块和PTP模块，还包括冲突检测模块，所述冲突检测模块与PTP模块和GPS模块连接，用于设备同时存在PTP报文收发与GPS报文收发时，检测设备的所有PTP端口的端口角色，如果存在从端口，则通知PTP模块进行与其他设备的PTP时钟同步处理。本发明通过设置冲突检测机制，解决了设备上同时存在GPS协议报文和PTP协议报文情况时的时间同步处理问题，实现了全网的时间同步。

Description

一种同步时钟的方法和时钟同步装置

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种同步时钟的方法和时钟同步装置。

背景技术

以太网是目前使用最广泛的网络，随着网络的发展，其组网形态、业务类型和使用场合等均已发生深刻的变化，以太网在走向网络融合的过程中，对时钟同步也提出了越来越高的需求。

其中TD-SCDMA移动网路中，基站之间不仅要求频率同步，而且要求实现严格的时间同步，目前网络中通过GPS(Global Position System)来完成此要求，成本较高；后续需要实现在分组传送网中用PTN设备来承载TD-SCDMA RAN业务的传送，并能够支持时间的同步传送。以太网时钟同步技术作为一种GPS的替代方案，可以在不过分依赖GPS的情况下，实现基站之间的精确时间同步。且时间精度可以达到亚微秒的数量等级。目前业界使用最多的时间同步技术是IEEE1588(精确时钟同步协议)。

IEEE1588的基本功能是使分布式网络内的最精确时钟与其他时钟保持同步，它定义了一种精确时间协议PTP(Precision Time Protocol)，用于对标准以太网或其他采用多播技术的分布式总线系统中的传感器、执行器以及其他终端设备中的时钟进行亚微秒级同步，1588协议通过四种报文完成时间对齐和延时补偿，这四种报文分别为：SYNC报文，FOLLOW_UP报文，DELAY_REQ报文和DELAY_RESP报文，设备通过这4种报文的交互完成PTP端口角色及设备的时钟类型的设定，PTP的端口角色主要包括master端口、slave端口及passive端口，master端口所在的设备为master主时钟，slave端口所在的设备为slave从时钟。主时钟和从时钟是一个相对的概念。如果时钟端口处于slave状态，则通过master时钟获取时间；如果端口处于master状态，则自主运行本地时钟，或者同步GPS等外部时钟；如果时钟端口处于passive状态，则不同步主时钟，也不往外发任何PTP协议报文。如果主时钟在组网内的PTP优先级最高，则为祖父时钟GM(Grandmaster Clock)。祖父时钟决定整个系统的参考时钟。一般在时间同步的应用组网环境，参考时钟为外接GPS时钟源。

在通信网络中，为了提高网络的稳定性，通常在组网时采用双归网络拓扑，通过对链路提供保护，来实现设备的高可靠连接。

如图1所示，图1为典型时间同步组网拓扑，通常采用双归GPS(GlobalPosition System，全球定位系统)接入的组网，同时采用备份祖父时钟(Grandmaster Clock)的组网方案，来实现在GM链接断链后的GM的稳定切换。此种组网方案的采用保证了GM的平滑切换，保证了时间同步业务的稳定运行。

通过对上述组网进行优化，同时为了说明方便将图1的网络拓扑简化，考虑采用备份GM的线形组网拓扑图如图2所示。其中A设备为GM，B设备为备份GM，GM和备份GM均进行了GPS的接入，C设备为从时钟。当A和B直连的链路断链时，由于GPS性能优于PTP，因此，B设备会立即获取到GPS时间，同时通过PTP协议的计算，选举为新的GM，完成与下面从时钟的时间同步。但是当A和B的链接恢复，由于A的PTP优先级高于B，因此，A会优选为GM，但由于此时B设备本身也有GPS时间脉冲的处理，虽然获取到A过来的PTP报文，也不能实现与A的时间同步，导致C也不能实现与GM的时间同步。

发明内容

本发明的目的是提供一种同步时钟的方法和时钟同步装置，解决了GPS和PTP冲突的问题，实现了全网的PTP时间同步。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种同步时钟的方法，包括步骤：

检测待同步设备的所有PTP端口的状态，据此确定所述各个PTP端口的角色；

如果在所述各个PTP端口中存在从端口，则待同步设备只进行与其他设备的PTP时钟同步处理。

优选的，所述的方法，还包括步骤：

如果PTP端口均为主端口，则接收GPS报文，实现设备与GPS时钟源的同步及GPS时间的获取，然后进行设备间PTP的同步处理。

优选的，如果在所述各个PTP端口中存在从端口，则接收GPS报文并做丢弃处理。

优选的，如果在所述各个PTP端口中存在从端口，则待同步设备进行主时钟和从时钟的PTP时钟同步处理。

一种时钟同步装置，包括GPS模块和PTP模块，还包括冲突检测模块，所述冲突检测模块与PTP模块和GPS模块连接，用于设备同时存在PTP报文收发与GPS报文收发时，检测设备的所有PTP端口的端口角色，如果存在从端口，则通知PTP模块进行与其他设备的PTP时钟同步处理。

优选的，所述冲突检测模块还用于，如果PTP端口均为主端口，则通知GPS模块进行正常的GPS报文接收处理。

优选的，所述冲突检测模块还用于，如果在所述各个PTP端口中存在从端口，则冲突检测模块还发送检测报文给GPS模块，通知丢弃GPS报文。

优选的，所述PTP模块进行与其他设备的PTP时钟同步处理为主时钟和从时钟的PTP时钟同步处理。

与现有技术相比，本发明通过设置冲突检测机制，在GPS双归组网接入时，检测待同步设备的所有PTP端口的状态，据此确定所述各个PTP端口的角色；如果存在从端口，则待同步设备只进行与其他设备的PTP时钟同步处理，解决了设备上同时存在GPS协议报文和PTP协议报文情况时的时间同步处理问题，实现了全网时间同步。

附图说明

图1为典型时间同步组网拓扑；

图2为采用备份GM的线形组网拓扑图；

图3为本发明实施例提供的一种同步时钟的方法流程图；

图4为本发明实施例提供的一种时钟同步装置框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

请参阅图3所示，如图3本发明给出了设备上存在GPS与PTP冲突时的详细实施流程处理。包括以下步骤：

步骤301：按照组网需要对组网中的节点，进行PTP相关配置；

步骤302：根据PTP端口状态选择算法计算端口状态为master、slave还是passive端口；

步骤303：进行GPS时钟源的接入及配置；

步骤304：检测设备上存在GPS接入的同时，是否也存在PTP的Slave端口，如果是，则转到步骤305，如果否，则转到步骤306；

步骤305：对收到的GPS报文作丢弃处理；

步骤306：接收GPS报文；

步骤307：对接收到的GPS报文进行处理，实现设备与GPS时钟源的同步及GPS时间的获取；

步骤308：进行设备间PTP的同步处理，实现拓扑组网内所有设备的时间同步。

下面通过具体实例，结合备份GM的线形组网图2，对加了本实施例提出的冲突检测处理后的PTP同步过程作以说明。

对图2的备份GM的线形组网拓扑，A和B设备均进行了GPS的接入，同时，配置A设备的PTP优先级高于B，B高于C，因此，A设备被选为组网中的主时钟GM，B设备为A断链后的主时钟，因此，B设备作为组网拓扑中的备用主时钟GM。由于A和B都接入了GPS，因此，在A和B间链路断链又恢复时，A重新被选为主时钟，B由主时钟GM切换回从时钟，而B同时存在外接GPS，导致出现PTP与GPS的冲突，B不能完成与A的时间同步。在加入了冲突检测机制后，此问题便可解决，详细过程如下：

在初始组网A计算为GM，而B和C均为从时钟，实现与A的同步。

在A与B的链路断开后，组网中的A设备依然为GM，并接收GPS，锁定GPS外接时钟源，但由于单独的一台设备，已经没有时间同步的意义；组网中的B设备被选为新组网的祖父时钟GM，经过冲突检测处理后，B设备对收到的GPS报文进行接收处理，完成对GPS外接时钟源的锁频，获取GPS时间，并实现主时钟与从时钟间的时间同步。

在A与B间的链路恢复后，由于A设备的PTP优先级高于B，因此，A设备被重新选举为GM，B设备上与A直连的PTP端口被计算为slave，被重新计算为从时钟，需要实现与A的PTP时间同步，同时，B设备存在外接GPS接入，通过采用本发明提出的冲突检测机制，在GPS接入与PTP的Slave端口同时存在时，丢弃GPS报文，对外接的GPS不作处理，B设备只进行组网中的PTP时间同步处理，而A设备由于为GM，因此，GPS与PTP不冲突，外接GPS做正常的接收处理，锁定外接GPS时钟源，实现全网的PTP时间同步。

根据上述方法，请参阅图4所示，本发明实施例还公开了一种时钟同步装置，包括GPS模块401、PTP模块402和冲突检测模块403，其中：

GPS模块401，用于设备同步外接GPS时钟源，并获取GPS时间。

PTP模块402，用于全网设备的时间同步。

冲突检测模块403，与PTP模块和GPS模块连接，用于设备同时存在PTP报文收发与GPS报文收发时，检测设备的所有PTP端口的端口角色，如果存在从端口，则发送检测报文给GPS模块，通知丢弃GPS报文。

具体地，在设备上同时存在GPS接入与PTP配置时，通过检测设备的PTP端口角色，如果设备上的PTP端口均为Master，则设备为组网中的主时钟GM，因此，允许GPS接入，并采用GPS时钟源作为SSM的外接时钟源，同时进行主时钟与从时钟的PTP时间同步处理。如果检测到设备上的PTP端口角色存在slave端口，则说明设备为组网中的从时钟，则设备对接收到的GPS报文做丢弃处理，只进行与主时钟及与其他从时钟的PTP同步处理。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种同步时钟的方法，其特征在于，包括步骤：

祖父时钟和备用祖父时钟都接入GPS时钟源，且祖父时钟的PTP优先级要高于备用祖父时钟；

在祖父时钟和备用祖父时钟间链路断链又恢复时，对于同时存在PTP报文收发与GPS报文收发的设备，检测该设备的所有PTP端口的状态，据此确定各个PTP端口的角色；

如果所述设备的各个PTP端口中存在从端口，则所述设备只进行与其他设备的PTP时钟同步处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤：

如果所述设备的PTP端口均为主端口，则接收GPS报文，实现设备与GPS时钟源的同步及GPS时间的获取，然后进行设备间PTP的同步处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述设备的各个PTP端口中存在从端口，则接收GPS报文并做丢弃处理。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述设备的各个PTP端口中存在从端口，则所述设备进行主时钟和从时钟的PTP时钟同步处理。

5.一种时钟同步装置，包括GPS模块和PTP模块，其特征在于，还包括冲突检测模块，所述冲突检测模块与PTP模块和GPS模块连接，用于在祖父时钟和备用祖父时钟间链路断链又恢复时，对于同时存在PTP报文收发与GPS报文收发的设备，检测该设备的所有PTP端口的端口角色，如果所述设备的PTP端口中存在从端口，则通知PTP模块只进行与其他设备的PTP时钟同步处理；所述祖父时钟和备用祖父时钟都接入GPS时钟源，且祖父时钟的PTP优先级要高于备用祖父时钟。

6.根据权利要求5所述的时钟同步装置，其特征在于，所述冲突检测模块还用于，如果所述设备的PTP端口均为主端口，则通知GPS模块进行正常的GPS报文接收处理。

7.根据权利要求5所述的时钟同步装置，其特征在于，所述冲突检测模块还用于，如果所述设备的各个PTP端口中存在从端口，则发送检测报文给GPS模块，通知丢弃GPS报文。

8.根据权利要求5所述的时钟同步装置，其特征在于，所述PTP模块只进行与其他设备的PTP时钟同步处理为主时钟和从时钟的PTP时钟同步处理。