CN102377502B - 一种多级时间同步系统与实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种多级时间同步系统与实现方法，所述系统主要包括二级时间服务器与三级时间服务器，二级时间服务器接收主时钟发送的PTP信号进行时间同步，并继续向三级时间服务器发送PTP信号，三级时间服务器接收二级时间服务器发送的PTP信号进行时间同步；二级时间服务器服务器包括边界时钟、同步数字体系算法模块和PTP输出端口，同步数字体系算法模块，用于准确、稳定地跟踪并同步于来自同步数字体系网络的PTP信号，边界时钟，用于利用二级时间服务器内部同步上游信号到主时钟时生成的秒脉冲对同步数字体系算法模块从主时钟接收的PTP信号进行补正，将补正后生成新的PTP信号发送给PTP输出端口，PTP输出端口，将PTP信号发送给三级时间服务器。
Description
技术领域
本发明设计时间同步技术领域，特别涉及一种多级时间同步系统与实现方法。
背景技术
随着科学技术不断发展，各行各业对时间同步的要求越来越高，针对时间同步进行的研究也一直在不断的进行。最原始的方法是，在本地相应的安装一台GPS接收器。后来人们意识到，每一个局部的点都与GPS进行对时，安全和质量都得不到保障，也无法形成一个“网”的系统。
针对“时间同步网”的研究和应用，首先出现的是利用数字数据网传送DCLS，也就是未调制的直流IRIG-B码的技术。就是在省一级的机房建一套时间服务器，这套时间服务器跟踪的是GPS，从GPS获得精确的时间，然后系统输出很多的DCLS时间信号，每一路DCLS连接到数字数据网设备上，点对点传送到地市级的机房。在地市级的机房配置了一台接收设备，专门接收省级传来的DCLS时间信号，并与之保持同步。这种方式的同步是单向的，上游往下游传送时间，下游不再返回信号给上游。下游的设备需要对传输链路造成的时延进行手工补偿，通常补偿的数值在毫秒量级。补偿后下游设备基本能稳定在10-20微秒范围。
后来又出现了利用同步数字体系(SDH)传输PTP信号的方法建立时间同步网。这种方式改变了以往单向传输的理念，在主时钟和从时钟之间互相发送PTP信号，并且不受到SDH倒换的影响。但是该方法存在的缺点是由于通过SDH的2M传送PTP信号的方式是点对点的，所以如果不分层次，把所有的从时钟都排列在同等级别，都同时与主时钟进行同步对时，那么，主时钟的这个站点的2M通道就需要很多，这对实际应用是有相当困难的。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多级时间同步系统与实现方法，相应地减少了主时钟侧的2M压力，实现多级时间服务器同步对时。
本发明所述多级时间同步系统与实现方法具体技术方案如下：
一种多级时间同步系统，所述系统包括：二级时间服务器与三级时间服务器；
二级时间服务器，接收主时钟发送的PTP信号进行时间同步，并继续向三级时间服务器发送PTP信号；
三级时间服务器，接收二级时间服务器发送的PTP信号进行时间同步；
所述二级时间服务器向三级时间服务器服务器发送PTP信号通过同步数字体系完成。
所述二级时间服务器包括：边界时钟、同步数字体系算法模块和PTP输出端口，二级时间服务器对主时钟进行时间同步时，内部同步上游信号到主时钟时生成的秒脉冲；
同步数字体系算法模块，连接主时钟，用于准确、稳定地跟踪并同步于来自同步数字体系网络的PTP信号；
边界时钟，连接同步数字体系算法模块和PTP输出端口，用于利用二级时间服务器内部同步上游信号到主时钟时生成的秒脉冲对同步数字体系算法模块从主时钟接收的PTP信号进行补正，将补正后生成新的PTP信号发送给PTP输出端口；
PTP输出端口，接收来自边界时钟的PTP信号，发送给三级时间服务器。
所述二级时间服务器向三级时间服务器发送PTP信号具体为：
二级时间服务器发送以太端口的PTP信号，PTP信号经过协议转换器，转换为2M端口的PTP信号，接入到SDH设备；2M端口的PTP信号经过SDH传输到三级时间服务器所在位置后，再次进入协议转换器，由2M端口转换为以太端口的PTP信号，进入三级时间服务器。
优选的，所述系统还包括：
在三级时间服务器之下进一步设置多个级别的时间服务器，同时所述三级时间服务器采用与所述二级时间服务器相同的配置；则所述三级时间服务器继续向下一级服务器发送PTP信号，同理每级时间服务器都向下一级时间服务器发送PTP信号。
优选的，所述系统进一步包括：
三级时间服务器在对二级时间服务器进行时间同步之前，二级时间服务器与三级时间服务器互相发送脉冲信号，估算出路径延迟补正值；三级时间服务器在进行时间同步时将路径延迟补正值扣除。
一种多级时间同步系统的实现方法，所述方法包括以下步骤：
二级时间服务器接收主时钟发送的PTP信号进行时间同步，并继续向三级时间服务器发送PTP信号；三级时间服务器接收二级时间服务器发送的PTP信号进行时间同步。
所述二级时间服务器接收主时钟发送的PTP信号进行时间同步进一步包括：
二级时间服务器对主时钟进行时间同步时，内部同步上游信号到主时钟时生成的秒脉冲，则所述二级时间服务器向三级时间服务器发送PTP信号具体为，二级时间服务器中的边界时钟根据二级时间服务器内部同步上游信号到主时钟时生成的秒脉冲，边界时钟根据此秒脉冲对同步数字体系算法模块从主时钟接收的PTP信号进行补正，补正后生成新的PTP信号发送给PTP输出端口；PTP输出端口接收来自边界时钟的PTP信号，发送给三级时间服务器；三级时间服务器根据新的PTP信号进行时间同步。
所述二级时间服务器向三级时间服务器发送PTP信号具体为：
二级时间服务器发送以太端口的PTP信号，PTP信号经过协议转换器，转换为2M端口的PTP信号，接入到SDH设备；2M端口的PTP信号经过SDH传输到三级时间服务器所在位置后，再次进入协议转换器，由2M端口转换为以太端口的PTP信号，进入三级时间服务器。
优选的，所述方法还包括：
在三级时间服务器之下进一步设置多个级别的时间服务器，同时按照二级时间服务器向三级时间服务器发送PTP信号的方法，所述三级时间服务器继续向下一级服务器发送PTP信号，同理每级时间服务器都向下一级时间服务器发送PTP信号。
优选的，所述方法进一步包括：
三级时间服务器在对二级时间服务器进行时间同步之前，二级时间服务器与三级时间服务器互相发送脉冲信号，估算出路径延迟补正值；三级时间服务器在进行时间同步时将路径延迟补正值扣除。
根据上述技术方案可知，本发明存在的有益效果是：
通过把不同的从时钟分成多个等级，三级时间服务器及三级以下的时间服务器不再与主时钟同步对时，而是直接与某些二级时间服务器同步对时，相应地，减少了主时钟侧的2M通道端口的压力，把部分2M通道的需要下移到二级服务器。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为多级时间同步系统结构示意图；
图2为多是时间同步系统实现方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1所示，在具体实施例中，本发明所述系统主要包括二级时间服务器和三级时间服务器。
二级时间服务器，即通过SDH接收主时钟发送的PTP信号，直接与主时钟直接进行时间同步的从时钟，并且该从时钟进一步通过SDH向其他从时钟发送PTP信号。作为二级时间服务器的从时钟，在不同从时钟的基础上还应该进一步包括边界时钟、同步数字体系算法模块和PTP输出端口。
三级时间服务器为通过SDH接收二级时间服务器发送的PTP信号，与二级时间服务器进行时间同步的从时钟。
作为二级时间服务器或三级时间服务器的从时钟内部振荡器可配置例如铷钟或者高性能的恒温晶体中，也可以在不影响整体方案的情况下做其他选择。
进行时间同步之前，二级时间服务器与三级时间服务器互相发送脉冲信号，估算出路径延迟补正值。
二级时间服务器接收PTP信号的端口处设置有同步数字体系算法模块，连接主时钟，用于准确、稳定地跟踪并同步于来自SDH网络的PTP信号的。二级时间服务器中的边界时钟连接到同步数字体系算法模块，边界时钟根据二级时间服务器内部同步上游信号到主时钟时生成的秒脉冲，边界时钟根据此秒脉冲对同步数字体系算法模块从主时钟接收的PTP信号进行补正，将补正后生成新的PTP信号发送给PTP输出端口，PTP输出端口将接收到的PTP信号发送给三级时间服务器。
二级时间服务器向三级时间服务器发送PTP信号同样通过SDH，具体流程为：
二级时间服务器发送以太端口的PTP信号，PTP信号经过协议转换器，转换为2M端口的PTP信号，接入到SDH设备；2M端口的PTP信号经过SDH传输到三级时间服务器所在位置后，再次进入协议转换器，由2M端口转换为以太端口的PTP信号，进入三级时间服务器。按照上述实施例，时间同步精确度小于1微秒。
同理，所述三级时间服务器按照上述方案，还可以发送PTP信号向下一级时间服务器，从而实现时间同步系统的多级分布。但是不可避免的随着PTP信号的多次补正，时间同步的精确度也会相应的有所下降。
参照图2所示为本发明所述方法流程图，具体实施例中，本发明所述系统的实现方法具体为：
s1、开启二级时间服务器和三级时间服务器，二级时间服务器与三级时间服务器互相发送脉冲信号，估算出路径延迟补正值，初步建成时间同步网；
s2、二级时间服务器中的边界时钟根据二级时间服务器内部同步上游信号到主时钟时生成的秒脉冲，边界时钟根据此秒脉冲对同步数字体系算法模块从主时钟接收的PTP信号进行补正，补正后生成新的PTP信号发送给PTP输出端口，PTP输出端口接收来自边界时钟的PTP信号，发送给三级时间服务器，
s3、三级时间服务器根据新的PTP信号进行时间同步，并在同步过程中加入路径延迟补正值。
其中二级时间服务器向三级时间服务器发送PTP信号的过程在本实施例中具体为：
s21、二级时间服务器发送以太端口的PTP信号，PTP信号经过协议转换器，转换为2M端口的PTP信号，接入到SDH设备；
s22、2M端口的PTP信号经过SDH传输到三级时间服务器所在位置后，再次进入协议转换器，由2M端口转换为以太端口的PTP信号，进入三级时间服务器。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种多级时间同步系统，其特征在于，所述系统包括：二级时间服务器与三级时间服务器；
二级时间服务器，接收主时钟发送的PTP信号进行时间同步，并继续向三级时间服务器发送PTP信号；
三级时间服务器，接收二级时间服务器发送的PTP信号进行时间同步；
所述二级时间服务器向三级时间服务器服务器发送PTP信号通过同步数字体系完成；
所述二级时间服务器包括：边界时钟、同步数字体系算法模块和PTP输出端口，二级时间服务器对主时钟进行时间同步时，内部同步上游信号到主时钟时生成的秒脉冲；
同步数字体系算法模块，连接主时钟，用于准确、稳定地跟踪并同步于来自同步数字体系网络的PTP信号；
边界时钟，连接同步数字体系算法模块和PTP输出端口，用于利用二级时间服务器内部同步上游信号到主时钟时生成的秒脉冲对同步数字体系算法模块从主时钟接收的PTP信号进行补正，将补正后生成新的PTP信号发送给PTP输出端口；
PTP输出端口，接收来自边界时钟的PTP信号，发送给三级时间服务器。
2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述二级时间服务器向三级时间服务器发送PTP信号具体为：
二级时间服务器发送以太端口的PTP信号，PTP信号经过协议转换器，转换为2M端口的PTP信号，接入到SDH设备；2M端口的PTP信号经过SDH传输到三级时间服务器所在位置后，再次进入协议转换器，由2M端口转换为以太端口的PTP信号，进入三级时间服务器。
3.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述系统还包括：
在三级时间服务器之下进一步设置多个级别的时间服务器，同时所述三级时间服务器采用与所述二级时间服务器相同的配置；则所述三级时间服务器继续向下一级服务器发送PTP信号，同理每级时间服务器都向下一级时间服务器发送PTP信号。
4.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述系统进一步包括：
三级时间服务器在对二级时间服务器进行时间同步之前，二级时间服务器与三级时间服务器互相发送脉冲信号，估算出路径延迟补正值；三级时间服务器在进行时间同步时将路径延迟补正值扣除。
5.一种多级时间同步系统的实现方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
A、二级时间服务器接收主时钟发送的PTP信号进行时间同步，并继续向三级时间服务器发送PTP信号；
B、三级时间服务器接收二级时间服务器发送的PTP信号进行时间同步；
所述二级时间服务器接收主时钟发送的PTP信号进行时间同步进一步包括：
二级时间服务器对主时钟进行时间同步时，内部同步上游信号到主时钟时生成的秒脉冲，则所述二级时间服务器向三级时间服务器发送PTP信号具体为，二级时间服务器中的边界时钟根据二级时间服务器内部同步上游信号到主时钟时生成的秒脉冲，边界时钟根据此秒脉冲对同步数字体系算法模块从主时钟接收的PTP信号进行补正，补正后生成新的PTP信号发送给PTP输出端口；PTP输出端口接收来自边界时钟的PTP信号，发送给三级时间服务器；三级时间服务器根据新的PTP信号进行时间同步。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述二级时间服务器向三级时间服务器发送PTP信号具体为：
二级时间服务器发送以太端口的PTP信号，PTP信号经过协议转换器，转换为2M端口的PTP信号，接入到SDH设备；2M端口的PTP信号经过SDH传输到三级时间服务器所在位置后，再次进入协议转换器，由2M端口转换为以太端口的PTP信号，进入三级时间服务器。
7.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述方法还包括：
在三级时间服务器之下进一步设置多个级别的时间服务器，同时按照二级时间服务器向三级时间服务器发送PTP信号的方法，所述三级时间服务器继续向下一级服务器发送PTP信号，同理每级时间服务器都向下一级时间服务器发送PTP信号。
8.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
三级时间服务器在对二级时间服务器进行时间同步之前，二级时间服务器与三级时间服务器互相发送脉冲信号，估算出路径延迟补正值；三级时间服务器在进行时间同步时将路径延迟补正值扣除。
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