CN102332974A

CN102332974A - 支持多个ieee1588时钟域同步的方法及系统

Info

Publication number: CN102332974A
Application number: CN201110339115A
Authority: CN
Inventors: 蒋震; 许俊; 廖继平
Original assignee: Centec Networks Suzhou Co Ltd
Current assignee: Centec Networks Suzhou Co Ltd
Priority date: 2011-11-01
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2012-01-25

Abstract

本发明提供一种支持多个IEEE1588时钟域同步的方法及系统，其中方法包括以下步骤：通过默认计数器来记录PTP报文接收方向上的时戳；解析PTP报文，获取默认计数器与所述报文对应时钟域计数器差值，将PTP报文接收方向的时戳转换为对应时钟域的时戳；使用时钟域时戳，计算处理后将结果调整到时钟域计数器中去。本发明可以在一台核心设备上承载多个PTP时钟同步业务，确保每一个用户之间的时钟同步互不影响。

Description

支持多个IEEE1588时钟域同步的方法及系统

技术领域

本发明涉及网络通讯技术领域，尤其涉及一种支持多个IEEE1588时钟域同步的方法及系统。

背景技术

随着移动通信行业的发展，TD-SCDMA/TD-LTE、CDMA2000等技术的广泛部署，无线回传网的时间/相位同步的要求越来越严格。传统的无线回传网每一个站使用GPS进行时间相位的同步，由于GPS天线需要120度净空角，因此面临着难以部署和安装的问题；由于雷击等各项因素，GPS的故障率高，维护困难；并且GPS成本高，安全性稳定性差，因此急需一种解决上述问题的技术。

目前普遍采用PTP （Precision Time Protocol，精确时间协议，于IEEE1588-2008定义）技术，该技术采用了主从时钟方案，周期时钟发布，在接收方利用网络链路的对称性进行时钟偏移测量和延时测量，实现主从时钟的频率、相位和绝对时间的同步。

PTP是一种低成本的时间/相位同步技术，可以做到亚微秒级别的同步精度，因此得到运营商的广泛部署。由于核心网的运营商通常要给多家提供移动业务的运营商提供服务，因此在核心运营商的设备上就会同时存在多个移动业务运营商的业务流量。根据无线回传的要求整个部署PTP的网络设备需要在一个时钟域内，因此核心网设备在每一个回传网中都是一个同步时钟角色。不同的无线回传网有着不同的主参考时钟，这就需要承载多个移动业务的核心网设备上可以支持多个PTP时钟同步域，而目前标准并没有对这种场景做过考虑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种支持多个IEEE1588时钟域同步的方法。

本发明的另一目的在于提供一种支持多个IEEE1588时钟域同步的系统，该系统应用于所述支持多个IEEE1588时钟域同步的方法。

相应地，本发明的一种支持多个IEEE1588时钟域同步的方法，包括以下步骤：

S10，通过默认计数器来记录PTP报文接收方向上的时戳；

S20，解析PTP报文，获取默认计数器与所述报文对应时钟域计数器差值，将PTP报文接收方向的时戳转换为对应时钟域的时戳；

S30，使用时钟域时戳，计算处理后将结果调整到时钟域计数器中去。

作为本发明的进一步改进，在S20中，通过报文的VLAN标签、UDP端口号、MPLS标签以及PTP域中的一个或组合来确定报文对应的时钟域。

作为本发明的进一步改进，每一时钟域对应一个时钟域计数器。

作为本发明的进一步改进，所述时钟域计数器根据一定的本地参考频率计数，并将其数值转换成实际时间值。

相应地，本发明的一种支持多个IEEE1588时钟域同步的系统，包括：

报文记录模块，用以通过默认计数器来记录PTP报文接收方向上的时戳；

报文解析模块，用以解析PTP报文，获取默认计数器与所述报文对应时钟域计数器差值，将PTP报文接收方向的时戳转换为对应时钟域的时戳；

报文处理模块，用以使用时钟域时戳，计算处理后将结果调整到时钟域计数器中去。

作为本发明的进一步改进，所述报文解析模块通过报文的VLAN标签、UDP端口号、MPLS标签以及PTP域中的一个或组合来确定报文对应的时钟域。

本发明的有益效果是：本发明可以在一台核心设备上承载多个PTP时钟同步业务，确保每一个用户之间的时钟同步互不影响。

附图说明

图1示出了组网中存在多个时钟域的典型拓扑结构图；

图2示出了本发明一实施方式中支持多个IEEE1588时钟域同步的方法的流程图；

图3是图2的具体处理流程图；

图4是本发明一实施方式支持多个IEEE1588时钟域同步的系统的模块组成图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

本发明提供了一种在同一台核心设备上支持多个PTP同步域的方法，组网中存在多个时钟域的典型的拓扑结构如图1所示。其中，A区域为一个时钟域，B区域为另一个时钟域。在时钟域A中，GM_A为这个时钟域的主时钟，与时钟源相连，负责通过1588协议来分发时间信息；S_A为这个时钟域的从时钟，负责通过解析计算主时钟分发来的1588报文提取出时间供与其连接的通信基站使用。在时钟域B中，GM_B为这个时钟域的主时钟，与时钟源相连，负责通过1588协议来分发时间信息；S_B为这个时钟域的从时钟，负责通过解析计算主时钟分发来的1588报文提取出时间供与其连接的通信基站使用。时钟域A和B分别代表两家运营商，其时间同步流同时通过更高一级的核心网运营商的同一台设备，那么需要这个设备上能够将这两个时钟流完全分离。

如图2所示，本发明支持多个IEEE1588时钟域同步的方法，包括步骤：

S10，通过默认计数器来记录PTP报文接收方向上的时戳；

如图3所示，在S10中，交换机在收到1588报文的时候，按照协议要求，需要在物理层记录这个报文的接收方向的时戳，由于在报文进入交换机的起始点上是无法获知其归属何时钟域，因此在这里使用默认计数器数值作为接收方向的时戳记录下来（图3中的①所示）。这一过程通过报文记录模块（如图4所示）来完成。

在S20中，使用VLAN标签、UDP端口号、MPLS标签以及PTP域中的一个或组合，区分不同的用户的PTP报文，并将其处理映射到各个PTP报文对应的归属时钟域计数器上，核心网交换机为每一个时钟域维护一个这样的计数器，即每一时钟域对应一个时钟域计数器。该计数器根据一定的本地参考频率计数，并将其数值转换成实际的时间值。

具体地，在开始解析报文后，获取到这个报文的详细信息，如VLAN标签ID、UDP端口号、MPLS标签、以及PTP DOMAIN字段等信息，这些信息是网络管理员在部署时用来区分不同客户之间的标识，同样也是标识了时钟域，通过这样的信息，可以获取到这个报文对应到的时钟域地址。也即可以确定该报文对应的时钟域，在这个时间点上，获取默认计数器和归属时钟域计数器之间的差值，相加后就可以得到报文在归属时钟域的时戳，这样就将报文接收方向的时戳转换为对应时钟域的时戳。（图3中的②所示）。这一过程通过报文解析模块（如图4所示）来完成。

进一步使用对应时钟域的时戳，按照协议标准计算处理后，将结果调整到这个时钟域的计数器中去。这样，就不会影响默认的计数器的值。这一过程通过报文处理模块来完成。分发时钟时，各自域使用各自时钟域计数器的值进行分发。从而每一个时钟域的PTP报文都能在其自己的时钟域内得到处理。从宏观上看，不同用户之间的同步域就完全分离了，这样同一台核心设备上就能够满足支持多个PTP时钟域的需求。

由于报文从打上默认时戳到解析的时间极短，在微妙级别，而由于不同时钟域计数器之间的参考钟频率精度误差在电信标准要求的50ppb以内，因此在这段时间内时戳的误差约在十的负15次方秒级，在1588的精度内可以忽略不计。这样，送上1588协议栈处理的报文就带着正确的时间戳了。

在发送方向，由于知道了指定的时钟域，因此可以直接请求物理层打上对应时钟域的时戳。协议栈会根据1588的报文交互，计算出对应时钟域的时间偏移和频率偏移。再分别调整到对应各自的时钟域计数器上去即可。

下面通过具体实施例介绍所述方法的实现过程：

交换机在收到一1588报文的时候，默认计数器计数为1，这样1就作为接收方向的时戳记录了下来；在开始解析报文后，通过报文的VLAN标签、UDP端口号、MPLS标签、以及PTP DOMAIN字段等信息，可以确定该PTP报文对应的时钟域，在这个时间点上，默认计数器计数变为2，而归属时钟域计数器计数为4，两者差值为2，这样就可以得到报文通过交换机时对应时钟域的时戳为3，进一步使用这个时戳，按照协议标准计算处理后，将结果调整到这个时钟域的计数器中去。从而每一个时钟域的PTP报文都能在其自己的时钟域内得到处理。

请参图4所示为用以实施本发明一实施方式支持多个IEEE1588时钟域同步的系统模块图，该系统包括：

由此，本发明可以在一台核心设备上承载多个PTP时钟同步业务，确保每一个用户之间的时钟同步互不影响。

为了描述的方便，描述以上系统时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施方式或者实施方式的某些部分所述的方法。

以上所描述的系统实施方式仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施方式方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

本申请可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置，或通信设备中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种支持多个IEEE1588时钟域同步的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10，通过默认计数器来记录PTP报文接收方向上的时戳；

2.根据权利要求1所述的支持多个IEEE1588时钟域同步的方法，其特征在于，在S20中，通过报文的VLAN标签、UDP端口号、MPLS标签以及PTP域中的一个或组合来确定报文对应的时钟域。

3.根据权利要求2所述的支持多个IEEE1588时钟域同步的方法，其特征在于，每一时钟域对应一个时钟域计数器。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的支持多个IEEE1588时钟域同步的方法，其特征在于，所述时钟域计数器根据一定的本地参考频率计数，并将其数值转换成实际时间值。

5.一种支持多个IEEE1588时钟域同步的系统，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的支持多个IEEE1588时钟域同步的系统，其特征在于，所述报文解析模块通过报文的VLAN标签、UDP端口号、MPLS标签以及PTP域中的一个或组合来确定报文对应的时钟域。

7.根据权利要求6所述的支持多个IEEE1588时钟域同步的系统，其特征在于，每一时钟域对应一个时钟域计数器。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的支持多个IEEE1588时钟域同步的系统，其特征在于，所述时钟域计数器根据一定的本地参考频率计数，并将其数值转换成实际时间值。