CN102457346A - 时间同步实现方法及时钟节点 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种时间同步实现方法及时钟节点，该方法包括：时钟节点根据同步状态信息(SSM)抽取SSM最佳主时钟，所述SSM最佳主时钟用于频率同步的最佳主时钟；所述时钟节点根据所述SSM最佳主时钟的线路设置端口的精确时间协议(PTP)端口状态；所述时钟节点根据接收的通告报文获取用于时间同步的主时钟数据集和最佳主时钟数据集。本发明时间同步实现方法及时钟节点可以简化PTP最佳主时钟算法。
Description
技术领域
本发明涉及网络通讯技术领域的时钟时间同步，尤其涉及一种时间同步实现方法及时钟节点。
背景技术
在通信网络中，设备间时间的同步包括频率同步(也成为时钟同步)和时间同步(也称为相位同步)。在PTN设备中，时钟频率同步一般采用SSM(同步状态信息，Synchronization Status Message)技术，精确时间同步则通过IEEE1588v2协议(也称为精密时间协议，Precision Time Protocol，简称PTP)来实现。1588也可以实现频率同步，但1588报文经过复杂的数据网路，造成其抖动和非对称性的不可控，导致从1588报文中恢复时钟的精度难以保证，因此在实际应用中仍以两种同步方式相结合的方式为主，通过SSM完成精确的频率同步，在其基础上实现1588v2时间同步。
在1588V2中，详细的描述了1588协议定义的最佳主时钟(best masterclock，简称BMC)算法，该算法的包括：
1.每个PTP端口先根据接收到的通告报文，计算出最优外主数据集，得到Erbest；
2.所有PTP端口的Erbest进行一次比较，得到最佳外主Ebest；
3.根据比较的结果，确定网络中各设备的端口状态，并确定最佳主时钟，确定网络层次结构。
任何一个时钟节点计算最佳主时钟，都需要经过上述步骤，这往往需要一定的收敛时间。
SSM用于在同步定时传递链路中反映同步定时信号的质量等级，设备收到SSM后，根据质量等级计算出最优时钟信号输入端口，确定出最佳主时钟，以及设备抽取最佳主时钟信号的线路，再将最佳主时钟信号传递到下级设备，逐渐确定出网络层次结构。其选择过程与1588的最佳主时钟类似，同样也需要收敛时间。
在SSM与1588结合使用的场景中，需要尽量保证两种协议算法所确定的主从层次结构相同，但由于两种协议的算法是相互独立的，而两种协议可能根据各自的算法规则确定出不同的主从层次结构，那么时钟频率的传递和时间相位的传递，在同一个组网内，可能是不同的路径，这对时钟同步和时间同步就会造成一些干扰。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种时间同步实现方法及时钟节点，以简化PTP最佳主时钟算法。
为解决以上技术问题，本发明提供了一种时间同步实现方法，该方法包括：
时钟节点根据同步状态信息(SSM)抽取SSM最佳主时钟，所述SSM最佳主时钟用于频率同步的最佳主时钟；
所述时钟节点根据所述SSM最佳主时钟的线路设置端口的精确时间协议(PTP)端口状态；
所述时钟节点根据接收的通告报文获取用于时间同步的主时钟数据集和最佳主时钟数据集。
进一步地，所述时钟节点根据同步状态信息(SSM)抽取所述SSM最佳主时钟包括：
所述时钟节点配置多路SSM线路时钟源；
所述时钟节点比较各SSM线路时钟源的同步时钟信息的质量等级和优先级，选择出所述SSM最佳主时钟。
进一步地，所述时钟节点根据所述最佳主时钟线路设置PTP端口状态包括：
若所述端口为所述SSM最佳主时钟导入的端口，则将该端口设置为PTP从端口；
若所述端口为所述SSM最佳主时钟导出的端口，则将该端口设置为PTP主端口。
进一步地，所述时钟节点获取所述主时钟数据集包括：
若所述通告报文来自当前主时钟节点且所述通告报文中的主时钟数据集与当前主时钟数据集不一致，或，所述通告报文不是来自当前主时钟节点但所述通告报文中的主时钟数据集优于当前主时钟数据集，则所述时钟节点根据所述通告报文中的主时钟数据集更新当前主时钟数据集，否则保持当前主时钟数据集不变；
所述时钟节点获取所述最佳主时钟数据集包括：所述时钟节点根据所述通告报文中的最佳主时钟数据集更新当前最佳主时钟数据集。
为解决以上技术问题，本发明还提供了一种时钟节点，该时钟节点包括：
SSM最佳主时钟抽取单元，用于根据同步状态信息(SSM)抽取SSM最佳主时钟，所述SSM最佳主时钟用于频率同步的最佳主时钟；
PTP端口状态确定单元，用于根据所述SSM最佳主时钟的线路设置精确时间协议(PTP)端口状态；
数据集获取单元，用于根据接收的通告报文获取用于时间同步的主时钟数据集和最佳主时钟数据集。
进一步地，所述SSM最佳主时钟抽取单元包括：
线路时钟源配置模块，用于配置多路SSM线路时钟源；
SSM最佳主时钟选择模块，用于比较各SSM线路时钟源的同步时钟信息的质量等级和优先级，选择出所述SSM最佳主时钟。
进一步地，所述PTP端口状态确定单元根据所述最佳主时钟线路设置PTP端口状态包括：
若所述端口为所述SSM最佳主时钟导入的端口，则将该端口设置为PTP从端口；
若所述端口为所述SSM最佳主时钟导出的端口，则将该端口设置为PTP主端口。
进一步地，若所述最佳主时钟为所述时钟节点的内时钟，则所述时钟节点为PTP最佳主时钟节点，所述时钟节点的PTP端口状态确定单元将所述SSM最佳主时钟对应的所有端口设置为PTP主端口。
进一步地，所述时钟节点获取所述主时钟数据集包括：
若所述通告报文来自当前主时钟节点且所述通告报文中的主时钟数据集与当前主时钟数据集不一致，或，所述通告报文不是来自当前主时钟节点但所述通告报文中的主时钟数据集优于当前主时钟数据集，则所述时钟节点根据所述通告报文中的主时钟数据集更新当前主时钟数据集，否则保持当前主时钟数据集不变；
所述时钟节点获取所述最佳主时钟数据集包括：所述时钟节点根据所述通告报文中的最佳主时钟数据集更新当前最佳主时钟数据集。
本发明时间同步实现方法和时钟节点，将SSM最佳主时钟信号的输入端口作为PTP最佳主时钟的slave端口，用于同时接收时钟频率和时间同步消息，简化了PTP协议的复杂度。
附图说明
图1是本发明实施例时间同步实现方法的示意图；
图2是时钟节点确定PTP端口状态的流程示意图；
图3是时钟节点获取主时钟数据集的示意图；
图4是依据本发明方法实现的时间同步组网示例；
图5是本发明时钟节点的模块结构示意图。
具体实施方式
下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。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。
如图1所示，本发明实施例时间同步实现方法包括：
步骤101：时钟节点根据同步状态信息(Synchronization Status MessageSSM)抽取SSM最佳主时钟，所述SSM最佳主时钟用于频率同步的最佳主时钟；
步骤101进一步包括：
a.所述时钟节点配置多路SSM线路时钟源
b.所述时钟节点比较各SSM线路时钟源的同步时钟信息的质量等级和优先级，选择出SSM最佳主时钟。
SSM时钟源的选择原则是，从多条线路中选择出一个质量等级最好的时钟信号，作为时钟导入，更多的细节，在时钟同步信号相关的标准中已有详细的说明。本专利中不再赘述。
步骤102：所述时钟节点根据所述SSM最佳主时钟的线路设置端口的精确时间协议(PTP)端口状态；
其中，若所述端口为所述SSM最佳主时钟导入的端口，则将该端口设置为PTP从端口，用于接收PTP时钟同步信息，包括主时钟(也称父时钟(parentClock))数据集和最佳主时钟(也称祖父时钟(Grandmaster Clock，简称GM))数据集；
若所述端口为所述SSM最佳主时钟导出的端口，则将该端口设置为PTP主端口，用于发送PTP时钟同步信息；
若所述端口不是所述SSM最佳主时钟对应的端口，则将该端口设置为PTP被动端口。
本发明将SSM的最佳主时钟和PTP的最佳主时钟默认在同一时钟节点，且PTP沿用与SSM相同的网络层次结构。
如图2所示，步骤102根据SSM算法执行结果确定PTP端口状态流程：
步骤201：时钟节点定时获取SSM最佳主时钟信息；
时钟节点根据SSM最佳主时钟信息，针对各个端口依次执行步骤202至206；
步骤202：判断该端口是否是SSM最佳主时钟的导出端口，如是则执行步骤204，否则执行步骤203；
步骤203：判断该端口是否是SSM最佳主时钟的导入端口，如是则执行步骤205，否则执行步骤206；
步骤204：将该端口设置为PTP主(master)端口，状态为master；
步骤205：将该端口设置为PTP从(slave)端口，状态为slave；
步骤206：将该端口设置为PTP被动(passive)端口，状态为passive。
执行以上步骤后，SSM最佳主时钟是内时钟，则将当前时钟节点作为PTP最佳主时钟(grandmaster)节点，相应地，所述SSM最佳主时钟对应的所有端口均为PTP主端口。如果SSM最佳主时钟是线路时钟，则当前时钟节点有一个PTP从端口及若干个主端口。
步骤103：所述时钟节点根据接收的通告(announce)报文获取用于时间同步的主时钟数据集和最佳主时钟数据集。
所述时钟节点获取所述主时钟数据集包括：若所述通告报文来自当前主时钟节点且所述通告报文中的主时钟数据集与当前主时钟数据集不一致，或，所述通告报文不是来自当前主时钟节点但所述通告报文中的主时钟数据集优于当前主时钟数据集，则所述时钟节点根据所述通告报文中的主时钟数据集更新当前主时钟数据集，否则保持当前主时钟数据集不变；
所述时钟节点获取所述最佳主时钟数据集包括：所述时钟节点根据所述通告报文中的最佳主时钟数据集更新当前(本地)最佳主时钟数据集。
对于PTP最佳主时钟节点来说，其不需要从其他时钟节点获取以上主时钟数据集和最佳主时钟数据集，以下结合附图对非PTP最佳主时钟节点获取主时钟数据集的流程进行说明：
如图3所示，PTP端口状态已确定，slave端口根据接收到的通告报文得到master数据集的流程：
步骤301：时钟节点从slave端口接收通告报文；
步骤302：时钟节点判断接收的announce通告报文是否来自当前主时钟节点，如是则执行步骤303，否则执行步骤304；
步骤303：时钟节点则判断通告报文数据与本地缓存的主时钟数据集是否一致，如是，则保持不变，则执行步骤305，
步骤304：比较通告报文与当前主时钟数据集，如果通告报文优于当前主时钟数据集，则执行步骤305，否则主时钟数据集保持不变。
步骤305：根据通告报文更新当前主数据集。
本发明提供使用SSM时钟同步信号确定PTP端口状态的方法。简化了原有的PTP最佳主时钟算法，节省了确定PTP端口状态所耗费的时间，降低了1588协议在SSM时钟同步应用场景下的复杂性，解决了SSM协议与1588的BMC算法所确定的主从层次可能不一致的问题。
图4所示的典型组网中，通过SSM信号的传递方向确定的主从层次关系，同时根据该主从层次关系确定PTP端口状态：
NE1选定内时钟为当前SSM最佳主时钟，该网元(也称为时钟节点)同时作为环内的PTP最佳主时钟节点；
图4中，各设备间只有一个线路相连，实线和虚线都表示S1字节传递，S1字节即时钟质量等级信息，每个线路，均有入和出方向的S1信息传递，当时钟锁定某一线路后，其出方向的S1字节强制设为0f，是个无效质量等级，所以表示为虚线。
NE2，NE3，NE4，NE5，NE6根据最短路径原则，确定获取SSM最佳主时钟信号的线路，根据该线路，获取SSM最佳主时钟信号的端口同时也作为PTPslave端口，用于获取时间同步；发送SSM最佳主时钟信号的端口作为PTPmaster端口；
Master端口发送通告报文，通告报文中携带最佳主时钟数据集和主时钟数据集。对于网元NE1，最佳主时钟数据集和主时钟数据集据均为该网元自己的数据集，通告消息发送到NE2后，NE2再将最佳主时钟数据集和作为主时钟数据集的本网元数据，并将最佳主时钟数据集经过的跳数加1，通过通告消息再传递给NE3，如此逐级传递，则每一个网元均能获取到最佳主时钟数据集和主时钟数据集，且能获取本网元到最佳主时钟数据集的跳数。
为实现以上方法，本发明还提供了一种时钟节点，如图5所示，该时钟节点包括SSM最佳主时钟抽取单元、PTP端口状态确定单元及数据集获取单元，其中：
SSM最佳主时钟抽取单元，用于根据同步状态信息(SSM)抽取SSM最佳主时钟，所述SSM最佳主时钟用于频率同步的最佳主时钟；SSM最佳主时钟抽取单元具体包括：
线路时钟源配置模块，用于配置多路SSM线路时钟源；
SSM最佳主时钟选择模块，用于比较各SSM线路时钟源的同步时钟信息的质量等级和优先级，选择出所述SSM最佳主时钟。
PTP端口状态确定单元，用于根据所述SSM最佳主时钟的线路设置精确时间协议(PTP)端口状态；
所述PTP端口状态确定单元根据所述最佳主时钟线路设置PTP端口状态，包括：
若所述端口为所述SSM最佳主时钟导入的端口，则将该端口设置为PTP从端口；
若所述端口为所述SSM最佳主时钟导出的端口，则将该端口设置为PTP主端口；
若所述端口不是所述SSM最佳主时钟对应的端口，则将该端口设置为PTP被动端口。
若所述最佳主时钟为所述时钟节点的内时钟，则所述时钟节点为PTP最佳主时钟节点，所述时钟节点的PTP端口状态确定单元将所述SSM最佳主时钟对应的所有端口设置为PTP主端口。
数据集获取单元，用于根据接收的通告报文获取用于时间同步的主时钟数据集和最佳主时钟数据集。
所述时钟节点获取所述主时钟数据集包括：
若所述通告报文来自当前主时钟节点且所述通告报文中的主时钟数据集与当前主时钟数据集不一致，或，所述通告报文不是来自当前主时钟节点但所述通告报文中的主时钟数据集优于当前主时钟数据集，则所述时钟节点根据所述通告报文中的主时钟数据集更新当前主时钟数据集，否则保持当前主时钟数据集不变；
所述时钟节点获取所述最佳主时钟数据集包括：所述时钟节点根据所述通告报文中的最佳主时钟数据集更新当前最佳主时钟数据集。
本发明时间同步实现方法和时钟节点直接使用同步以太网的执行结果，将SSM最佳主时钟信号的输入端口作为PTP最佳主时钟的slave端口，用于同时接收时钟频率和时间同步消息，而将导出SSM最佳主时钟信号的端口作为PTP最佳主时钟的master端口，这样即可增强SSM与PTP的关联度，简化PTP协议的复杂度，在不执行BMC算法的情况下便可确定出PTP时间同步所必须的数据，同时还可缩短网络主从层次关系的确定时间，使SSM时钟频率同步和PTP时间同步采用统一的传递路径。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
Claims (10)
1.一种时间同步实现方法，其特征在于，该方法包括：
时钟节点根据同步状态信息(SSM)抽取SSM最佳主时钟，所述SSM最佳主时钟用于频率同步的最佳主时钟；
所述时钟节点根据所述SSM最佳主时钟的线路设置端口的精确时间协议(PTP)端口状态；
所述时钟节点根据接收的通告报文获取用于时间同步的主时钟数据集和最佳主时钟数据集。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述时钟节点根据同步状态信息(SSM)抽取所述SSM最佳主时钟包括：
所述时钟节点配置多路SSM线路时钟源；
所述时钟节点比较各SSM线路时钟源的同步时钟信息的质量等级和优先级，选择出所述SSM最佳主时钟。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述时钟节点根据所述最佳主时钟线路设置PTP端口状态包括：
若所述端口为所述SSM最佳主时钟导入的端口，则将该端口设置为PTP从端口；
若所述端口为所述SSM最佳主时钟导出的端口，则将该端口设置为PTP主端口。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：若所述最佳主时钟为所述时钟节点的内时钟，则所述时钟节点为PTP最佳主时钟节点，所述SSM最佳主时钟对应的所有端口均为PTP主端口。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述时钟节点获取所述主时钟数据集包括：
若所述通告报文来自当前主时钟节点且所述通告报文中的主时钟数据集与当前主时钟数据集不一致，或，所述通告报文不是来自当前主时钟节点但所述通告报文中的主时钟数据集优于当前主时钟数据集，则所述时钟节点根据所述通告报文中的主时钟数据集更新当前主时钟数据集，否则保持当前主时钟数据集不变；
所述时钟节点获取所述最佳主时钟数据集包括：所述时钟节点根据所述通告报文中的最佳主时钟数据集更新当前最佳主时钟数据集。
6.一种时钟节点，其特征在于，该时钟节点包括：
SSM最佳主时钟抽取单元，用于根据同步状态信息(SSM)抽取SSM最佳主时钟，所述SSM最佳主时钟用于频率同步的最佳主时钟；
PTP端口状态确定单元，用于根据所述SSM最佳主时钟的线路设置精确时间协议(PTP)端口状态；
数据集获取单元，用于根据接收的通告报文获取用于时间同步的主时钟数据集和最佳主时钟数据集。
7.如权利要求6所述的时钟节点，其特征在于：所述SSM最佳主时钟抽取单元包括：
线路时钟源配置模块，用于配置多路SSM线路时钟源；
SSM最佳主时钟选择模块，用于比较各SSM线路时钟源的同步时钟信息的质量等级和优先级，选择出所述SSM最佳主时钟。
8.如权利要求6所述的时钟节点，其特征在于，所述PTP端口状态确定单元根据所述最佳主时钟线路设置PTP端口状态包括：
若所述端口为所述SSM最佳主时钟导入的端口，则将该端口设置为PTP从端口；
若所述端口为所述SSM最佳主时钟导出的端口，则将该端口设置为PTP主端口。
9.如权利要求6所述的时钟节点，其特征在于：若所述最佳主时钟为所述时钟节点的内时钟，则所述时钟节点为PTP最佳主时钟节点，所述时钟节点的PTP端口状态确定单元将所述SSM最佳主时钟对应的所有端口设置为PTP主端口。
10.如权利要求6所述的时钟节点，其特征在于：所述时钟节点获取所述主时钟数据集包括：
若所述通告报文来自当前主时钟节点且所述通告报文中的主时钟数据集与当前主时钟数据集不一致，或，所述通告报文不是来自当前主时钟节点但所述通告报文中的主时钟数据集优于当前主时钟数据集，则所述时钟节点根据所述通告报文中的主时钟数据集更新当前主时钟数据集，否则保持当前主时钟数据集不变；
所述时钟节点获取所述最佳主时钟数据集包括：所述时钟节点根据所述通告报文中的最佳主时钟数据集更新当前最佳主时钟数据集。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120516 |