CN102932905A - 自动补偿1588链路非对称性时延的实现方法及系统 - Google Patents

自动补偿1588链路非对称性时延的实现方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自动补偿1588链路非对称性时延的实现方法及系统，该方法包括：测量计算1588链路的上下行链路非对称性时延的值；当非对称性时延的值超出设定的同步偏差范围时，则进行非对称性时延补偿；否则，继续1588正常时间同步。采用本发明，能够自动修正非对称时延，确保1588时间同步的质量。

Description

自动补偿1588链路非对称性时延的实现方法及系统
技术领域
本发明涉及1588时钟网络技术领域，尤其涉及一种自动补偿1588链路非对称性时延的实现方法及系统。
背景技术
随着3G(3rd Generation，第三代移动通信技术)网络的高速发展，1588时间同步协议在通讯网络中得到越来越多的重视和应用。国内外运营商不断的使用1588协议进行时间同步，逐步替换使用GPS(Global PositioningSystem，全球定位系统)进行时间同步。
如图1所示，1588时间同步中，同步方法如下：
由图1中可以得出下式：
A＝t1-t0＝Delay+Offset；(1)
B＝t3-t2＝Delay-Offset；(2)
进而根据上式(1)和(2)，可以得出：
延时(Delay)的计算公式：Delay＝(A+B)/2＝((t1-t0)+(t3-t2))/2；
时间偏差(Offset)的计算公式：Offset＝(A-B)/2＝((t1-t0)-(t3-t2))/2。
其中，上述公式是假设上下行链路时延是相等的。1588时间同步的基础，是要求上下行链路传输延时对称。如果上下行链路传输有非对称性，即上下行链路的传输延时不相等时，如图2所示，在这种情况下，使用1588协议计算时间偏差，非对称性一半的误差值没有计算到偏差值中去，使得时间偏差得不到正确的修正，降低时间同步质量。在非对称性延时严重情况下，甚至会导致时间基本上无法同步。
目前，已有技术中基本上都是使用专用测试仪器测量1588上下行链路的时延，测量出非对称性时延的实际值，然后通过1588非对称时延补偿方法，进行时延非对称性进行补偿。但这种方法不但耗费人力物力，并且当链路发生变化时，设备无法自动测量出真实的非对称时延，从而降低了时间同步的质量。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种自动补偿1588链路非对称性时延的实现方法及系统，能够自动修正非对称时延，确保1588时间同步的质量。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种自动补偿1588链路非对称性时延的实现方法，
测量计算1588链路的上下行链路非对称性时延的值；
当所述非对称性时延的值超出设定的同步偏差范围时，则进行非对称性时延补偿；否则，继续1588正常时间同步。
进一步地，所述测量计算1588链路的上下行链路非对称性时延的值，具体包括：
启动1588时间同步计算；
第一次计算时间偏差，并根据所述1588链路的上下行链路的实际时延对所述时间偏差进行修正；
暂停时间偏差的计算和修正，并记录1588时间同步时间戳，包括：Sync报文发送的T1时间戳，Sync报文接收的的T2时间戳，Delay_req报文发送的T3时间戳，Delay_req报文接收的T4时间戳；
根据公式：D1-D2＝((T2-T1)-(T4-T3))/2计算非对称时延；
其中，D1为下行链路时延，D2为上行链路时延。
进一步地，所述根据所述1588链路的上下行链路的实际时延对所述时间偏差进行修正，具体是指：
1588协议中的时间偏差的计算公式为：Offset＝((T2-T1)-(T4-T3))/2；
考虑所述1588链路的上下行链路的实际时延的时间偏差的计算公式为：Offset＝((T2-T1)-(T4-T3))/2+(D2-D1)/2；
根据上述两式，即可得到第一次修正时间偏差后的时间偏差为：Offset＝-(D2-D1)/2＝(D1-D2)/2。
进一步地，所述进行非对称性时延补偿，是指：利用1588协议的非对称修正方法，进行非对称时延补偿。
进一步地，根据配置的非对称性测量周期，周期性测量计算所述1588链路的上下行链路非对称性时延的值。
本发明还提供了一种自动补偿1588链路非对称性时延的实现系统，所述系统包括：
非对称性测量模块，用于检测计算1588上下行链路非对称性时延的值；
非对称性补偿模块，用于当所述非对称性时延的值超出设定的同步偏差范围时，进行非对称性时延补偿。
进一步地，所述系统还包括：
设备同步精度配置模块，用于配置设备的1588时间同步偏差范围，即在无1588上下行链路非对称性时延情况下，设备的时间同步精度；
1588协议处理模块，用于1588协议的配置、发送、接收和时间戳处理，以及时间偏差的计算。
进一步地，所述1588协议处理模块用于，在启动1588时间同步计算后，进行第一次时间偏差计算，并根据1588链路的上下行链路的实际时延对所述时间偏差进行修正；暂停时间偏差的计算和修正，并记录1588时间同步时间戳，包括：Sync报文发送的T1时间戳，Sync报文接收的的T2时间戳，Delay_req报文发送的T3时间戳，Delay_req报文接收的T4时间戳；
所述非对称性测量模块用于，根据公式：D1-D2＝((T2-T1)-(T4-T3))/2计算非对称时延；其中，D1为下行链路时延，D2为上行链路时延。
进一步地，所述系统还包括：
非对称性测量周期配置模块，用于配置非对称性测量周期；
所述非对称性测量模块用于，根据所述非对称性测量周期配置模块配置的非对称性测量周期，周期性测量计算1588上下行链路非对称性时延的值。
与现有技术相比较，本发明在现有1588时间同步算法的基础上，提出一种简单有效的计算方法，自动测量出1588时间同步的上下行链路非对称性时延，解决了人工通过特殊测试仪器检测，并且在链路发生变化时，又要重新进行测量等问题。由于本发明是在现有的硬件设备基础上实现的，不增加额外的成本，对软件的成本增加也不大，但却有效的达到有效的解决了1588时间同步的非对称性问题，大大节约了开通1588时间同步工程上的人力物力成本。
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是1588协议计算时间偏差的流程示意图；
图2是受非对称性时延影响的1588协议时间同步出现偏差的示意图；
图3是本发明自动测量1588上下行链路非对称时延的流程图。
具体实施方式
本实施方式的自动补偿1588上下行链路时延非对称性的实现方法，包括以下步骤：
步骤A.配置设备时间同步偏差门限。
步骤B.启动1588时间同步计算。
步骤C.计算出第一次同步的时间偏差值(Offset)，并根据实际的链路时延修正时间偏差，同时暂停1588时间同步偏差的计算和修正。
步骤D.记录1588时间同步时间戳。
步骤E.根据公式D1-D2＝((T2-T1)-(T4-T3))/2计算出非对称时延。
步骤F.当发现非对称时延(D1-D2)超出设备时间同步偏差范围时，利用1588非对称时延补偿方法，自动完成非对称时延的补偿，否则，执行步骤H。
步骤H.如果无非对称时延情况下，则继续1588正常时间同步，等待下一个非对称性测量周期。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，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任意组合。
实施例一
结合图2所示，1588时间同步协议中，时间偏差的计算公式为：Offset＝((T2-T1)-(T4-T3))/2，这个公式的假设是上下行链路时延是相等的。
如果考虑上行链路时延(D2)和下行链路时延(D1)，则实际的计算公式为：Offset＝((T2-T1)-(T4-T3))/2+(D2-D1)/2。
因此，二者计算出来的时间偏差相差了(D2-D1)/2。
结合以上内容，本实施例提供的自动补偿1588上下行链路时延非对称性的实现方法，主要包括如下步骤：
步骤1.配置时间同步偏差范围；
即在无非对称时延情况下，设备时间同步的精度，单位纳秒。
步骤2.配置1588从时钟，同步主时钟时间。
步骤3.运行1588时间同步协议，计算出时间偏差Offset。
步骤4.根据时间偏差Offset值修正从时钟时间。
步骤5.停止时间偏差值修正从时钟时间，保存Sync报文发送的T1时间戳，接收的T2时间戳。保存Delay req报文发送的T3时间戳，接收的T4时间戳。
步骤6.根据1588时间同步公式：T2-T1＝D1+Offset，T4-T3＝D2-Offset。
第一次修正时间偏差之后，Offset＝-(D2-D1)/2＝(D1-D2)/2。将该式代入上述公式中：
T2-T1＝(3D1-D2)/2，T4-T3＝(3D2-D1)/2。
步骤7.从上述公式中，可以推导出，D1-D2＝((T2-T1)-(T4-T3))/2。
步骤8，考虑到硬件的限制，根据设备本身的同步精度，当非对称时延D1-D2的值相差超过设定的同步偏差范围时，则认为存在非对称时延，利用1588协议中的非对称修正方法，进行非对称时延补偿。
实施例二
如图3所示，，本发明实施例中提供的一种自动补偿1588上下行链路非对称性时延的实现系统，主要包括以下模块：
设备同步精度配置模块：主要负责配置设备的1588时间同步偏差范围，即在无1588上下行链路非对称性时延情况下，设备的时间同步精度。
非对称性测量周期配置模块：负责配置非对称性测量周期。
1588协议处理模块：主要负责1588协议的配置，发送，接收和时间戳处理，以及时间偏差和链路延迟的计算。
非对称性测量模块：主要负责根据配置的非对称测量周期，周期性检测1588上下行链路非对称性时延的大小。
非对称性补偿模块：主要负责配置补偿1588上下行链路的非对称时延。
非对称性测量模块，用于检测计算1588上下行链路非对称性时延的值；
非对称性补偿模块，用于当所述非对称性时延的值超出设定的同步偏差范围时，进行非对称性时延补偿。
进一步地，1588协议处理模块用于，在启动1588时间同步计算后，进行第一次时间偏差计算，并根据1588链路的上下行链路的实际时延对所述时间偏差进行修正；暂停时间偏差的计算和修正，并记录1588时间同步时间戳，包括：Sync报文发送的T1时间戳，Sync报文接收的的T2时间戳，Delay_req报文发送的T3时间戳，Delay_req报文接收的T4时间戳；
非对称性测量模块用于，根据公式：D1-D2＝((T2-T1)-(T4-T3))/2计算非对称时延。
具体地，本实施例的自动补偿1588上下行链路非对称性时延的实现如下：
步骤301，通过设备同步精度配置模块，配置设备在无非对称时延情况下的时间同步精度范围。
步骤302，通过非对称性测量周期配置模块，配置非对称性测量周期。
步骤303，通过1588协议处理模块，计算出时间偏差。
步骤304，通过非对称性测量模块，定时计算1588时间同步上下行链路非对称时延。
步骤305，通过非对称性补偿模块，自动补偿非对称时延。
以上仅为本发明的优选实施案例而已，并不用于限制本发明，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
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，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，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。

Claims (9)

1.一种自动补偿1588链路非对称性时延的实现方法，其特征在于，
测量计算1588链路的上下行链路非对称性时延的值；
当所述非对称性时延的值超出设定的同步偏差范围时，则进行非对称性时延补偿；否则，继续1588正常时间同步。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量计算1588链路的上下行链路非对称性时延的值，具体包括：
启动1588时间同步计算；
第一次计算时间偏差，并根据所述1588链路的上下行链路的实际时延对所述时间偏差进行修正；
暂停时间偏差的计算和修正，并记录1588时间同步时间戳，包括：Sync报文发送的T1时间戳，Sync报文接收的的T2时间戳，Delay_req报文发送的T3时间戳，Delay_req报文接收的T4时间戳；
根据公式：D1-D2＝((T2-T1)-(T4-T3))/2计算非对称时延；
其中，D1为下行链路时延，D2为上行链路时延。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述1588链路的上下行链路的实际时延对所述时间偏差进行修正，具体是指：
1588协议中的时间偏差的计算公式为：Offset＝((T2-T1)-(T4-T3))/2；
考虑所述1588链路的上下行链路的实际时延的时间偏差的计算公式为：Offset＝((T2-T1)-(T4-T3))/2+(D2-D1)/2；
根据上述两式，即可得到第一次修正时间偏差后的时间偏差为：Offset＝-(D2-D1)/2＝(D1-D2)/2。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述进行非对称性时延补偿，是指：利用1588协议的非对称修正方法，进行非对称时延补偿。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
根据配置的非对称性测量周期，周期性测量计算所述1588链路的上下行链路非对称性时延的值。
6.一种自动补偿1588链路非对称性时延的实现系统，其特征在于，所述系统包括：
非对称性测量模块，用于检测计算1588上下行链路非对称性时延的值；
非对称性补偿模块，用于当所述非对称性时延的值超出设定的同步偏差范围时，进行非对称性时延补偿。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
设备同步精度配置模块，用于配置设备的1588时间同步偏差范围，即在无1588上下行链路非对称性时延情况下，设备的时间同步精度；
1588协议处理模块，用于1588协议的配置、发送、接收和时间戳处理，以及时间偏差的计算。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，
所述1588协议处理模块用于，在启动1588时间同步计算后，进行第一次时间偏差计算，并根据1588链路的上下行链路的实际时延对所述时间偏差进行修正；暂停时间偏差的计算和修正，并记录1588时间同步时间戳，包括：Sync报文发送的T1时间戳，Sync报文接收的的T2时间戳，Delay_req报文发送的T3时间戳，Delay_req报文接收的T4时间戳；
所述非对称性测量模块用于，根据公式：D1-D2＝((T2-T1)-(T4-T3))/2计算非对称时延；其中，D1为下行链路时延，D2为上行链路时延。
9.如权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
非对称性测量周期配置模块，用于配置非对称性测量周期；
所述非对称性测量模块用于，根据所述非对称性测量周期配置模块配置的非对称性测量周期，周期性测量计算1588上下行链路非对称性时延的值。
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