CN104244302B - 一种不对称链路的检测方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不对称链路的检测方法，在发现时间节点异常时，通过构建异常时间节点与其他时间节点之间的探测路径，并根据探测路径的时间偏差值与阈值之间的大小关系不断缩小异常的时间链路范围，从而能够快速地对光纤不对称链路进行查找定位。本发明同时还公开了一种不对称链路的检测设备。

Description

一种不对称链路的检测方法及设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种不对称链路的检测方法。本发明同时还涉及一种不对称链路的检测设备。

背景技术

移动通信技术的发展需要同步技术的支持，载波频率的稳定、上下行时隙的对准、可靠高质量的传送、基站之间的切换、漫游等均需要精确的同步控制。对于TD-SCDMA/CDMA2000/TD-LTE等技术，除频率同步之外，还需要高达微秒级的精确时间同步。

在现有技术中，一般通过在每个基站加装GPS卫星授时模块来满足移动通信基站高精度的时间同步需求。除利用基站GPS接收实现时间同步方式之外，还可采用如图1所示的组建时间同步网络的方式来实现时间同步信息的传送：在网络上游提供时间源，通过时间传送协议将时间信息传送给下游的基站使用。通过这种方式将时间源收敛集中，下游通过网络获取时间，可以有效减少卫星接收机的安装数量以及每个基站的安装难度。

目前主流的时间同步协议为IEEE1588v2精确时间协议（Precision TimeProtocol，PTP），精度可达到亚微秒级。1588v2为主从式时间同步协议，主时钟提供源时间，供下一级时钟同步，也就是供从时钟参考。从时钟通过与主时钟互通报文消息，根据主时钟提供的时间校正本地时间。

如图2所示，为1588时间同步过程，其步骤如下：

S101，主时钟在t1时刻发送Sync消息，Sync消息包含有发送时间t1。

S102，从时钟记下收到Sync消息的时间t2；然后接着在t3时刻发送Delay_Req消息。

S103，主时钟记下收到Delay_Req消息的时间t4，然后发送Delay_Resp消息，携带t4时间告知从时钟。

假设主从时钟之间的链路延迟是对称的，从时钟根据已知的4个时间值，可以计算出与主时钟的时间偏差值和链路延迟：

假设从时钟超前主时钟的值为Offset，则：(t2-Offset)-t1=Delay；t4-(t3-Offset)=Delay；

进而，计算出从时钟与主时钟的时间偏差值：Offset=[(t2-t1)+(t3-t4)]/2；

最后，确定从时钟与主时钟之间的链路延迟：Delay=[(t2-t1)+(t4-t3)]/2；

从时钟纠正本地时间，值为本地时间值减去计算出来的Offset值。

根据以上过程可知，1588测量机制依赖于上下行时延的对称（即上下行delay值相同）。但在实际上现有的网络基本都是双向双纤传输系统，上下行采用不同光纤，上下行光纤长度难以保证完全对称。在如图3所示的时间传递路径示意图中，A、B、C、D任何两点传输设备之间的链路存在光纤不对称，都会影响基站获得的时间精度。在现有1588主从同步的方式下，在一条从时间服务器到基站的时间传递路径上，任何两点设备之间的上下行光纤不对称都会引入时间误差，带有误差的时间都会传递到下游，逐级传送，从而影响下游所有的节点。

此外，当发现末段时间存在问题时，现在技术没有有效的技术手段去查找和定位光纤不对称链路。当图3中的基站时间发现存在问题时，只能通过使用专业时间测量仪表分别测量A、B、C、D传输设备的时间输出，以确定是哪台设备引入了时间误差。这种人工测量方法效率低下，在大网应用时由于中间传递跳数多、路径复杂，需要花费大量的时间和精力，无法快速查找光纤不对称链路。

发明内容

本发明提供了一种不对称链路的检测方法，用以对同步时间链路中的不对称链路进行快速寻找及定位，应用于包括时间服务器以及多个节点的时间同步链路中，设置所述时间服务器为初始零节点，还包括：

配置异常节点与检测节点之间不同于正常同步路径的探测路径，所述检测节点为所述异常节点的前一个节点，或所述异常节点与所述零节点之间的中间节点；

确定所述探测路径中首节点与尾节点之间的时间偏差值；

若所述时间偏差值大于所述预设的阈值，且所述探测路径仅包含两个节点，则确定所述两个节点之间的正常同步路径为不对称链路。

另一方面，本发明还提出了一种不对称链路的检测设备，应用于包括时间服务器、以及多个时间节点的时间同步链路中，包括：

配置模块，用于设置所述时间服务器为初始时间零节点，并配置时间检测节点与异常时间节点之间不同于正常时间同步路径的探测路径，所述时间检测节点为所述异常时间节点的前一个时间节点或所述异常时间节点与所述相对零节点之间的中间时间节点；

测量模块，用于确定所述探测路径两端时间节点之间的时间偏差值；

处理模块，用于在所述测量模块确定的所述时间偏差值大于所述预设的阈值，且所述探测路径仅包含两个时间节点时，确定所述两个时间节点之间的正常同步路径为不对称链路。

通过应用以上技术方案，在发现时间节点异常时，通过构建异常时间节点与其他时间节点之间的探测路径，并根据探测路径的时间偏差值与阈值之间的大小关系不断缩小异常的时间链路范围，从而能够快速地对光纤不对称链路进行查找定位。

附图说明

图1为现有技术中时间同步网络的示意图；

图2为现有技术中1588时间同步过程的流程示意图；

图3为现有技术中时间传递路径的示意图；

图4为本发明提出的一种不对称链路的检测方法流程示意图；

图5为本发明具体实施例提出的一种不对称链路的检测方法流程示意图；

图6为本发明具体实施例中异常时间节点与时间服务器之间的正常时间路径示意图；

图7为本发明具体实施例中时间节点之间的探测路径示意图；

图8为本发明具体实施例中探测报文交互过程示意图；

图9为本发明提出的一种不对称链路的检测设备结构示意图。

具体实施方式

为解决上述技术问题，本发明提出了一种不对称链路的检测方法，当发现某个节点存在问题时，根据传递路径，采用一定的探测顺序，触发某个节点向这个节点通过配置的与正常同步路径不同的另一条上下行光纤链路作为探测路径发送检测报文。确定上游节点和目的节点的时间偏差值，基于时间偏差值与阈值的对比确定该节点和目的节点之间的正常时间路径是否存在不对称性。从而能够快速地对光纤不对称链路进行查找定位。

如图4所示，为本发明提出的一种不对称链路的检测方法流程示意图，包括以下步骤：

S401，配置时间检测节点与异常时间节点之间不同于正常时间同步路径的探测路径，所述时间检测节点为所述异常时间节点的前一个时间节点或所述异常时间节点与所述相对零节点之间的中间时间节点。

在发现异常的时间节点之后，基于之前时间同步链路中各时间节点上报的端口信息所确定的各时间节点与所述时间服务器之间的正常时间同步路径，进行以下两种不同探测路径的配置：

（1）、将异常时间节点及其之前的时间节点之间的路径作为探测路径，该探测路径中仅包含两个时间节点。

（2）、将异常时间节点及其与相对零节点之间的中间时间节点之间的路径作为探测路径，该探测路径中可能包括两个或两个以上的时间节点。

需要说明的是，其中的时间零节点在初始时为该时间服务器。

S402，确定所述探测路径两端时间节点之间的时间偏差值，

若所述时间偏差值不大于预设的阈值，则转至S403，

若所述时间偏差值大于所述预设的阈值，则转至S404。

首先，该步骤中由探测路径的该端时间节点向对端时间节点发送探测报文，并记录发送探测报文的时刻t1，对端时间节点在在接收到所述探测报文后，向该端回复探测响应报文，并记录接收到探测报文的时刻t2以及发送探测响应报文的时刻t3，最后，该端时间节点记录接收到探测响应报文的时刻t4；

其次，当探测路径的中间时间节点判断探测报文或探测响应报文中携带的目的时间节点标识是否与自身的时间节点标识不匹配时，中间时间节点会将接收时刻以及转发时刻的差值绝对值作为本时间节点的驻留时间，写入报文之中，当报文被所述目的时间节点接收后，将报文中携带的所有驻留时间相加，即可得出探测报文以及探测响应报文在探测路径中间时间节点中的驻留时间DelayNode1以及DelayNode2。

最后，根据Offset=[(t2-t1)+(t3-t4)+Delay_Node_2-Delay_Node_1]/2，即可得出探测路径两端时间节点之间的时间偏差值。

S403，将所述探测路径中的首个时间节点设为所述异常时间节点，转至S401。

如果该探测路径的时间偏差值小于阈值，则说明该探测路径的两端的时间节点之间不存在不对称的时间链路，以此可将探测路径的首个时间节点作为下一流程中的异常时间点往时间服务器的方向追溯判断，继续S401-S402的流程。

S404，确定所述探测路径所包含的时间节点数量，

若所述探测路径包含两个以上的时间节点，转至S405；

若所述探测路径仅包含两个时间节点，转至S406。

如果当前的探测路径首位两端时间节点之间的时间偏差值大于阈值且包含两个以上的时间节点，那么还需要进一步地缩小范围，由于此时不对称链路存在于该探测路径之中，因此仅需对该探测链路进行S401-S403的检测过程即可。

S405，将所述首个时间节点设为时间零节点，转至S401。

S406，确定所述两个时间节点之间的正常同步路径为不对称链路。

为了进一步阐述本发明的技术思想，现结合具体的应用场景，对本发明的技术方案进行说明。

S501，各时间节点上报时间状态。

在时间同步网中，每个节点上报给它的管理实体它的各个端口的时间状态，Master主端口或者slave从端口。

S502，确定异常时间节点与时间服务器之间的正常时间路径。

管理实体汇总每个节点的端口状态之后，根据主从跟踪关系，得出从时间服务器到该节点的时间路径信息。该路径信息可以存储在管理实体，也可以通过请求下发给某个节点保存在节点内部。当发现某个节点S的时间存在问题时，即可立即确定异常时间节点与时间服务器之间的正常时间路径。如图6所示，从时间服务器到节点S的时间路径上共有k个时间节点（k不包括节点S），从时间服务器开始，中间节点分别为Node_1、Node_2、……、Node_(k-1)、Node_k。

S503，配置异常时间节点与该异常时间节点前一个的时间节点之间的探测路径。

为了查找定位不对称链路，需要配置时间同步探测路径。首先启动Node_k和节点S之间的探测，配置节点Node_k和节点S之间的探测路径，如图7所示，即配置节点Node_k和节点S之间与正常同步路径不同的另一条上下行光纤链路为同步探测路径。这条探测路径不一定是直连链路，即在节点Node_k和节点S之间可能需经过其他传输设备和网络。

S504，确定探测路径中两端时间节点之间的时间偏差值。

该步骤中，首先通过管理实体或者由节点S向Node_k发送请求报文，触发节点Node_k通过探测路径向节点S发送探测报文，节点S收到报文之后进行回复，两个节点之间的报文交互过程如图8所示。

Node_k收到管理实体下发的命令或者节点S发送的请求检测报文之后，在t1时刻发送T_Sync消息。T_Sync消息包含目的节点的ID。

需要说明的是，探测报文在探测路径上经过的每个节点都会提取其目的节点的ID，并进行以下不同操作：

中间节点收到探测报文之后，提取其目的节点的ID，发现不是自身节点，则将报文通过该节点，并在报文内部写上在该节点内部的驻留时间，该驻留时间利用内部时钟测量进入和离开时间的差值获得。

节点S收到探测报文之后，提取其目的节点的ID，发现是自身节点，则记下收到T_Sync消息的时间t2；然后在t3时刻发送T_Delay_Req消息。T_Delay_Req消息同样包含目的节点ID（如Node_k）。Node_k收到后记下收到T_Delay_Req消息的时间t4，然后发送T_Delay_Resp消息，携带t4时间告知节点S。

最后，节点S根据探测报文得到的4个时间值，以及探测路径中上行和下行经过的中间节点驻留时间之和，可以计算出与节点Node_k经由探测路径的时间同步偏差值。

假设时间偏差值为Offset，链路传输延迟为Delay_Link，探测路径下行中间节点驻留时间之和为Delay_Node_1，探测路径上行中间节点驻留时间之和为Delay_Node_2，则有：

t2-t1-Offset=Delay_Link+Delay_Node_1

t4-(t3-Offset)=Delay_Link+Delay_Node_2

可计算出，节点S与Node_k的时间偏差值为：

Offset=[(t2-t1)+(t3-t4)+Delay_Node_2-Delay_Node_1]/2。

此外，探测报文需要与正常的1588同步报文进行区分，如可利用采用1588报文头的message type保留字节来区分，也可以采用本领域的其他技术手段实现，这并不影响本发明的保护范围。

S505，判断时间偏差值是否大于阈值，

若否，则转至S506；

若是，则转至S507。

节点S检测判断与Node_k通过探测路径得到的时间偏差值Offset的数值，如果Offset大于设定的一定阈值，则说明节点S与Node_k的时间相差较大，从而推断节点S与Node_k两点之间的正常时间链路可能存在不对称性。如果节点S与Node_k的时间偏差值Offset小于设定的阈值，则说明需要继续查找不对称链路。

S506，将探测路径中的首个时间节点设为异常时间节点，转至步骤S503。

具体地，配置Node_(k-1)与Node_k之间的探测路径，并触发Node_(k-1)节点向Node_k发送探测报文。然后重复S504，得出Node_k与Node_(k-1)通过探测路径的时间偏差值Offset，并继续进行阈值的判断。

如果Offset大于阈值，说明Node_(k-1)节点与Node_k节点之间的正常时间链路可能存在不对称性。如果Offset小于阈值，则继续配置Node_(k-2)与Node_(k-1)之间的探测路径，并触发节点向节点S发送探测报文。

S507，确定探测路径两端时间节点之间的时间路径为不对称链路。

以上为本发明所提出的一个优选实施例，其中以尾端的节点S为基础，逐一向前进行两两时间节点之前的时间链路检测。除此之外，本发明还提出了另一种利用链路二分法进行探测的方案：

首先，启动节点S和时间服务器时间路径的中间节点（如节点Node_(k2)）通过探测路径向节点S发送探测报文进行检测：

如果Offset大于阈值，说明中间节点到节点S的正常时间链路可能存在不对称性。需要继续采用二分法探测。

如果Offset小于阈值，则中间节点m（如节点Node_(k2)）作为slave节点，启动m和时间服务器时间路径的中间节点通过探测路径向节点m发送探测报文进行检测。

以上过程不断重复，直到检测出存在不对称的链路段，则停止发送探测报文。

基于与上述方法同样的发明构思，，如图9所示，为本发明提出的一种不对称链路的检测设备结构示意图，应用于包括时间服务器、以及多个时间节点的时间同步链路中，包括：

配置模块910，用于设置所述时间服务器为初始时间零节点，并配置时间检测节点与异常时间节点之间不同于正常时间同步路径的探测路径，所述时间检测节点为所述异常时间节点的前一个时间节点或所述异常时间节点与所述相对零节点之间的中间时间节点；

测量模块920，用于确定所述探测路径两端时间节点之间的时间偏差值；

处理模块930，用于在所述测量模块920确定的所述时间偏差值大于所述预设的阈值，且所述探测路径仅包含两个时间节点时，确定所述两个时间节点之间的正常同步路径为不对称链路。

在具体的应用场景中，所述处理模块930，还用于在所述测量模块920确定的所述时间偏差值不大于预设的阈值时，将所述探测路径中的首个时间节点设为所述异常时间节点；在所述测量模块920确定的所述时间偏差值大于所述预设的阈值，且所述探测路径包含两个以上的时间节点时，将所述首个时间节点设为时间零节点。

在具体的应用场景中，所述测量模块920，具体用于：

记录所述探测路径的该端时间节点向对端时间节点发送探测报文的时刻t1；

记录所述对端时间节点接收到所述探测报文的时刻t2以及所述对端时间节点回复所述探测响应报文的时刻t3；

记录该端时间节点接收到所述探测响应报文的时刻t4；

确定所述探测报文以及所述探测响应报文在所述探测路径中间时间节点中的驻留时间DelayNode1以及DelayNode2；

根据所述t1、t2、t3、t4、DelayNode1以及DelayNode2确定所述探测路径两端时间节点之间的时间偏差值。

在具体的应用场景中，所述探测报文以及所述探测响应报文中携带目的时间节点标识，所述测量模块920，具体用于：

当所述探测路径的中间时间节点判断所述探测报文或所述探测响应报文中携带的目的时间节点标识是否与自身的时间节点标识不匹配时，将所述中间时间节点接收时刻以及转发时刻的差值绝对值作为所述时间节点的驻留时间，写入所述探测报文或所述探测响应报文；

当所述探测报文或所述探测响应报文被所述目的时间节点接收后，获取所述探测报文或所述探测响应报文中携带的所有驻留时间之和。

在具体的应用场景中，所述测量模块920，具体用于根据以下公式确定所述探测路径两端时间节点之间的时间偏差值：

Offset=[(t2-t1)+(t3-t4)+Delay_Node_2-Delay_Node_1]/2；

其中，Offset为所述探测路径两端时间节点之间的时间偏差值。

在具体的应用场景中，还包括：

路径模块940，用于根据所述时间同步链路中各时间节点上报的端口信息，确定所述各时间节点与所述时间服务器之间的正常时间同步路径。

由此可见，通过应用以上技术方案，在发现时间节点异常时，通过构建异常时间节点与其他时间节点之间的探测路径，并根据探测路径的时间偏差值与阈值之间的大小关系不断缩小异常的时间链路范围，从而能够快速地对光纤不对称链路进行查找定位。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等）中，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）执行本发明各个实施场景所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种不对称链路的检测方法，应用于包括时间服务器、以及多个时间节点的时间同步链路中，其特征在于，设置所述时间服务器为初始时间零节点，还包括：

配置时间检测节点与异常时间节点之间不同于正常时间同步路径的探测路径，所述时间检测节点为所述异常时间节点的前一个时间节点或所述异常时间节点与所述时间零节点之间的中间时间节点；

确定所述探测路径两端时间节点之间的时间偏差值；

若所述时间偏差值大于预设的阈值，且所述探测路径仅包含两个时间节点，则确定所述两个时间节点之间的正常同步路径为不对称链路；

其中，在所述配置时间检测节点与异常时间节点之间不同于正常时间同步路径的探测路径之前，还包括：

根据所述时间同步链路中各时间节点上报的端口信息，确定所述各时间节点与所述时间服务器之间的正常时间同步路径。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定所述探测路径两端时间节点之间的时间偏差值之后，还包括：

若所述时间偏差值不大于预设的阈值，将所述探测路径中的首个时间节点设为所述异常时间节点；

若所述时间偏差值大于所述预设的阈值，且所述探测路径包含两个以上的时间节点，将所述首个时间节点设为时间零节点。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述探测路径两端时间节点之间的时间偏差值，具体为：

所述探测路径的该端时间节点向对端时间节点发送探测报文，并记录发送所述探测报文的时刻t1；

所述对端时间节点在在接收到所述探测报文后回复探测响应报文，并记录接收到所述探测报文的时刻t2以及发送所述探测响应报文的时刻t3；

该端时间节点记录接收到所述探测响应报文的时刻t4；

分别确定所述探测报文以及所述探测响应报文在所述探测路径中间时间节点中的驻留时间DelayNode1以及DelayNode2；

根据所述t1、t2、t3、t4、DelayNode1以及DelayNode2确定所述探测路径两端时间节点之间的时间偏差值。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述探测报文以及所述探测响应报文中携带目的时间节点标识，确定所述探测报文以及所述探测响应报文在所述探测路径中间时间节点中的驻留时间，具体为：

当所述探测路径的中间时间节点判断所述探测报文或所述探测响应报文中携带的目的时间节点标识是否与自身的时间节点标识不匹配时，将所述中间时间节点接收时刻以及转发时刻的差值绝对值作为所述时间节点的驻留时间，写入所述探测报文或所述探测响应报文；

当所述探测报文或所述探测响应报文被所述目的时间节点接收后，获取所述探测报文或所述探测响应报文中携带的所有驻留时间之和。

5.如权利要求3-4任一项所述的方法，其特征在于，根据所述t1、t2、t3、t4、DelayNode1以及DelayNode2确定所述探测路径两端时间节点之间的时间偏差值，具体为：

Offset＝[(t2-t1)+(t3-t4)+Delay_Node_2-Delay_Node_1]/2；

其中，Offset为所述探测路径两端时间节点之间的时间偏差值。

6.一种不对称链路的检测设备，应用于包括时间服务器、以及多个时间节点的时间同步链路中，其特征在于，包括：

配置模块，用于设置所述时间服务器为初始时间零节点，并配置时间检测节点与异常时间节点之间不同于正常时间同步路径的探测路径，所述时间检测节点为所述异常时间节点的前一个时间节点或所述异常时间节点与所述时间零节点之间的中间时间节点；

测量模块，用于确定所述探测路径两端时间节点之间的时间偏差值；

处理模块，用于在在所述测量模块确定的所述时间偏差值大于预设的阈值，且所述探测路径仅包含两个时间节点时，确定所述两个时间节点之间的正常同步路径为不对称链路；

其中，路径模块，用于根据所述时间同步链路中各时间节点上报的端口信息，确定所述各时间节点与所述时间服务器之间的正常时间同步路径。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，

所述处理模块，还用于在所述测量模块确定的所述时间偏差值不大于预设的阈值时，将所述探测路径中的首个时间节点设为所述异常时间节点；在所述测量模块确定的所述时间偏差值大于所述预设的阈值，且所述探测路径包含两个以上的时间节点时，将所述首个时间节点设为时间零节点。

8.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述测量模块，具体用于：

记录所述探测路径的该端时间节点向对端时间节点发送探测报文的时刻t1；

记录所述对端时间节点接收到所述探测报文的时刻t2以及所述对端时间节点回复探测响应报文的时刻t3；

记录该端时间节点接收到所述探测响应报文的时刻t4；

确定所述探测报文以及所述探测响应报文在所述探测路径中间时间节点中的驻留时间DelayNode1以及DelayNode2；

根据所述t1、t2、t3、t4、DelayNode1以及DelayNode2确定所述探测路径两端时间节点之间的时间偏差值。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述探测报文以及所述探测响应报文中携带目的时间节点标识，所述测量模块，具体用于：

当所述探测路径的中间时间节点判断所述探测报文或所述探测响应报文中携带的目的时间节点标识是否与自身的时间节点标识不匹配时，将所述中间时间节点接收时刻以及转发时刻的差值绝对值作为所述时间节点的驻留时间，写入所述探测报文或所述探测响应报文；

当所述探测报文或所述探测响应报文被所述目的时间节点接收后，获取所述探测报文或所述探测响应报文中携带的所有驻留时间之和。

10.如权利要求8-9任一项所述的设备，其特征在于，所述测量模块，具体用于根据以下公式确定所述探测路径两端时间节点之间的时间偏差值：

Offset＝[(t2-t1)+(t3-t4)+Delay_Node_2-Delay_Node_1]/2；

其中，Offset为所述探测路径两端时间节点之间的时间偏差值。