CN105356962A - 环形网络结构及其节点时间同步方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种环形网络结构及其节点时间同步方法。此环形网络结构包括串联成环路的多个节点，这些节点按照预定方向沿着环路传输信息且包括首节点、一个或多个中间节点和末节点，其中当环形网络结构进行时间同步时：首节点配置为根据起始计数值以及首节点与第一中间节点的延时计算第一中间节点的第一起始计数值，然后发送给第一中间节点，第一中间节点为首节点沿预定方向的下一节点；各中间节点配置为将其时钟从获得的起始计数值开始计数，且根据各中间节点与其后续节点间的延时计算各后续节点的第二起始计数值，然后发送给各后续节点，各后续节点为各中间节点沿预定方向的下一节点；以及末节点配置为将其时钟从获得的起始计数值开始计数。

Description

环形网络结构及其节点时间同步方法

技术领域

本发明主要涉及环形网络结构，尤其是涉及一种环形网络结构的节点时间同步方法。

背景技术

环形网络是使用一个连续的环将多个通信节点串接在一起形成闭环的网络结构。环形网络结构上的一个节点发送的信号可以被与其相邻的节点接收到，通过转发，从而实现环形网络结构上各个节点之间的通信。环型网络的一个例子是由计算机组成的令牌环局域网。

在一些医疗设备，例如磁共振成像(MagneticResonanceImaging,MRI)设备、电子计算机断层扫描(ComputedTomography,CT)设备、放射治疗(RadioTherapy,RT)设备中，将多个单板组成环形网络结构作为其控制系统，这些单板之间能够相互通信。在上述医疗设备中，要求环形网络结构中的各单板按照严格的时间顺序执行特定的指令，因此各单板动作的时间精度控制就显得尤为重要。

以MRI设备为例，图1示出其常用的控制系统，此控制系统100包括多个单板110、120和130，每个单板内分别包含一通信模块111、121或131和一功能模块112、122和132。这些单板110-130通过传输线113、123和133串联成闭环的环形网络结构。此外，这些单板110-130均连接到计算机140。假设指令沿顺时钟方向传输，计算机140发送动作的详细信息至各个单板110-130。各个单板110-130间的计数器时钟同步由各个单板110-130通过传输线环路发送指令完成。在不统一通信模块111、121、131这3个模块的传输延时的情况下，单板110的计数器时钟从0开始计数，同时发送指令通知单板120开始计数；单板120从0开始计数，同时发送指令通知单板130开始计数。对于多于3个单板的情形，则是依此类推，直到通知单板1n0(n是自然数)开始计数。在此过程中，会导致单板1n0的计数器时钟滞后于单板110，滞后的时间为指令从单板110沿链路发送到单板1n0的链路延时总和Δt，而这个Δt是不确定的。在各单板的计数器时钟的Δt不确定的情况下，各个单板的动作时间无法做到统一，需要依赖于外部系统进行校准。但是这将使控制系统设计缺乏独立性，且在各个单板间的时间差异较大的情况下，还存在外部系统无法对其进行校准的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种环形网络结构及其节点时间同步方法，其能够在不需要外部校准的情况下仍保持各节点的时间同步。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种环形网络结构，包括串联成环路的多个节点，该多个节点按照预定方向沿着该环路传输信息且包括首节点、一个或多个中间节点和末节点，其中当该环形网络结构进行时间同步时：该首节点配置为根据该首节点的起始计数值以及该首节点与该中间节点中的第一中间节点的延时计算该第一中间节点的第一起始计数值，将该第一起始计数值发送给该第一中间节点，该第一中间节点为该首节点沿该预定方向的下一节点；各中间节点配置为获得各自的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数，且根据各中间节点与其后续节点间的延时计算各后续节点的第二起始计数值，将该第二起始计数值发送给各后续节点，各后续节点为各中间节点沿该预定方向的下一节点；以及该末节点配置为获得对应的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数。

可选地，该末节点还配置为根据该末节点与该首节点间的延时计算该首节点的第三起始计数值，将该第三起始计数值发送给该首节点，该首节点还配置为计算该第三起始计数值与该首节点的时钟的当前计数值间的差值；当该差值大于一阈值时，根据该差值计算一校准值；各节点还配置为根据该校准值校准其计算的起始计数值。

可选地，该阈值为时间同步的精度与该多个节点的数量的乘积。

可选地，各延时预存于对应的节点中或外部设备中。

可选地，还包括连接在该环路上的任一节点的一个或多个外挂节点，该环路上的任一节点作为主节点与该外挂节点构成次环路，该主节点还配置为根据主节点的起始计数值以及该主节点与该外挂节点中的第一外挂节点间的延时计算第一外挂节点的第四起始计数值，将该第四起始计数值发送给第一外挂节点，该第一外挂节点为该主节点沿预定方向的下一外挂节点；

各外挂节点中的中间外挂节点配置为获得各自的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数，且根据各中间外挂节点与其后续外挂节点间的延时计算各后续外挂节点的第五起始计数值，将该第五起始计数值发送给各后续外挂节点，各后续外挂节点为各中间外挂节点沿该预定方向的下一节点；以及

各外挂节点中的末外挂节点配置为获得对应的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数。

可选的，该末外挂节点还配置为根据其与该主节点的延时计算该主节点的第六起始计数值，将该第六起始计数值发送给该主节点；该主节点还配置为计算该第六起始计数值与该主节点的时钟的当前计数值间的差值，当该差值大于一阈值时，根据该差值计算一校准值；各外挂节点还配置为根据该校准值校准其计算的起始计数值。

可选地，各节点之间通过光纤和光电/电光转换器连接，各光纤具有传输延时，各光电/电光转换器具有光电转换延时；各节点包括一通讯模块和一功能模块，各通讯模块具有处理延时。

本发明还提出一种环形网络结构的节点时间同步方法，适用于环形网络结构，该环形网络结构包括串联成环路的多个节点，该多个节点按照预定方向沿着该环路传输信息且包括首节点、中间节点和末节点，该方法包括以下步骤：在该首节点根据该首节点的起始计数值以及该首节点与第一中间节点的延时计算该第一中间节点的第一起始计数值，然后将该第一起始计数值发送给该第一中间节点，该第一中间节点为该首节点沿该预定方向的下一节点；在各中间节点获得各自的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数，且根据各中间节点与其后续节点间的延时计算各后续节点的第二起始计数值，然后将该第二起始计数值发送给各后续节点，各后续节点为各中间节点沿该预定方向的下一节点；以及在该末节点获得对应的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数。

可选地，上述方法还包括：在末节点根据该末节点与该首节点间的延时计算该首节点的第三起始计数值，然后将该第三起始计数值发送给该首节点；在该首节点计算该第三起始计数值与该首节点的时钟的当前计数值间的差值；当该差值大于一阈值时，根据该差值计算一校准值；在各节点根据该校准值校准其计算的起始计数值。

可选地，该阈值为时间同步的精度与该多个节点的数量的乘积。

与现有技术相比，本发明通过获取各节点间的延时，并据此计算首节点之外的其它节点的起始计数值，使得除了首节点之外的其它节点(包括中间节点和末节点)获得已经补偿了延时的起始计数值，从而能够基本上与首节点保持同步。

附图说明

图1是MRI设备已知的控制系统框图。

图2是本发明一实施例的环形网络结构框图。

图3是本发明另一实施例的环形网络结构框图。

图4是本发明一实施例的医疗设备控制系统框图。

图5是本发明一实施例的延时组成示意图。

图6是本发明一实施例的时间同步方法流程图。

图7是本发明另一实施例的时间同步方法流程图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

图2是本发明一实施例的环形网络结构框图。参考图2所示，本实施例的环形网络结构200，包括串联成环路的3个节点210、220和230。这些节点可分为首节点210、中间节点220和末节点230，它们分别通过传输线211、221和231连接。尽管本实施例中仅示出3个节点，但可以理解，节点的数量可以更多。这样，首节点210和末节点230之间的中间节点可以有多个。另外，首节点和末节点的选取是相对的，可以选择另外的节点作为首节点和末节点。每个节点可包含通讯所需的模块，另外可包含为了定时所需的时钟。另外，根据应用场合不同，每个节点可包含不同的功能模块以处理不同的信息。在环路中，按照预定方向沿着环路传输信息。例如可以以顺时针或者逆时针方向来传输信息。本实施例在进行信息传输之前，先在环形网络结构中进行时间同步。

为了进行时间同步，预先获得环形网络结构中的延时。例如首节点210与中间节点220之间的延时，中间节点220与末节点230之间的延时，以及末节点230与首节点210之间的延时。延时可以包括信息经过节点内部模块所需的处理延时，也可包括信息在节点之间的传输线上的传输延时。节点内部模块的处理延时是模块的本身的固定参数。传输线上的传输延时和传输线介质种类和长度有关。另外，当传输线使用了电信号以外的其它信号时，在传输线的接头上还需有转换模块，转换信号会产生转换延时。对于一个特定的环形网络结构，上述的诸如处理延时、传输延时、转换延时等都是固定且已知的。因此获取这些延时后，可以保存这些延时，供后续计算使用。举例来说，各个节点可以获取其内部的处理延时，以及它与任一相邻节点间传输延时和可能的转换延时，供计算使用。在一实施例中，各延时预存于对应的节点中。例如首节点210可以储存它与中间节点220间的延时，还可以储存它与末节点230间的延时。中间节点2210和末节点230也是如此。在另一实施例中，各延时是预存于外部设备中。例如一个外部设备保存有所有延时，当需要时，各节点210-220访问此外部设备以获取延时。

在进行时间同步时，首节点210可以配置为将其时钟从0开始计数，且根据首节点210与中间节点220间的延时来计算中间节点220的第一起始计数值，然后将第一起始计数值发送给中间节点220。在此，中间节点220为首节点210沿预定方向A的下一节点。当具有多个中间节点时，中间节点220为最靠近首节点210的第一中间节点。但是可以理解，首节点210的时钟也可以从非0的起始计数值开始计数，那么中间节点220的起始计数值即为首节点210的起始计数值+上述两个节点间的延时。

中间节点220则配置为获得其起始计数值(在此为第一起始计数值)，将其时钟从获得的起始计数值开始计数。并且中间节点220根据它与其后续节点间的延时计算后续节点的第二起始计数值，然后将第二起始计数值发送给后续节点。各后续节点为中间节点沿该预定方向的下一节点，在图2的例子中，后续节点为末节点230。当具有多个中间节点时，后续节点可以仍然是中间节点，或者是末节点。

末节点230配置为获得其对应的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数。

通过上述方案，除了首节点之外的其它节点(包括中间节点和末节点)将会获得已经补偿了延时的起始计数值，从而能够保证各单板基本上与首节点保持同步。

在较佳实施例中，末节点230还配置为根据末节点230与首节点210间的延时计算首节点的第三起始计数值，然后将第三起始计数值发送给首节点210。相应地，首节点还配置为计算第三起始计数值与首节点210的时钟的当前计数值间的差值；当差值大于一阈值时，根据差值计算一校准值。各节点还配置为根据校准值校准其计算的起始计数值。例如首节点210校准第一起始计数值，中间节点220校准第二起始计数值，末节点230校准第三起始计数值。各节点从其起始计数值开始重新计数，并且将经过校准的起始计数值发送给下一节点。举例来说，阈值可以为时间同步的精度与多个节点的数量(在本实施例中为3个)的乘积。例如要求时间同步的精度为x，则阈值为3*x。

图3是本发明另一实施例的环形网络结构框图。参考图3所示，本实施例的环形网络结构300，包括串联成环路的3个节点310、320和330，这些节点可分为首节点310、中间节点320和末节点330，它们分别通过传输线311、321和331连接。除此之外，环形网络结构300还包括连接在节点320上的外挂节点340和350，节点320作为主节点与外挂节点340、350构成次环路。可以理解的，环形网络结构300中的任一个节点均可以外挂节点，且外挂节点的数目可以不限。

上述实施例的环形网络结构可以应用在医疗设备中，作为其控制系统。举例来说，医疗设备可为磁共振成像(MagneticResonanceImaging,MRI)设备、电子计算机断层扫描(ComputedTomography,CT)设备和放射治疗(RadioTherapy,RT)设备。

图4是本发明一实施例的医疗设备控制系统框图。参考图4所示，本实施例的控制系统可包括串联成环路的3个节点410、420和430。与前面的实施例类似，这些节点可分为首节点410、中间节点420和末节点430，它们分别通过传输线411、421和431连接。尽管本实施例中仅示出3个节点，但可以理解，节点的数量可以更多。这样，首节点410和末节点430之间的中间节点可以有多个。另外，首节点和末节点的选取是相对的，可以选择另外的节点作为首节点和末节点。每个节点典型地实施为单板，其可包括通讯模块和功能模块。例如首节点410包括通讯模块412和功能模块413。中间节点420包括通讯模块422和功能模块423。末节点430包括通讯模块432和功能模块433。通讯模块432中可包含为了定时所需的时钟。功能模块433以处理命令和数据之类的信息。举例来说，各通讯模块412、422和432可以采用完全相同的实现方式，通讯模块由PCB走线、FPGA芯片及其程序组成。传输线411、421和431是连接各个单板的通讯介质，由光纤和光电/电光转换器组成。节点410的指令通过传输线411发送到节点420，节点430的指令通过传输线421发送到节点431，以此类推组成一个通讯环路。除此之外，环形网络结构400还可以包括连接在环路上的外挂节点440和450。外挂节点440在此作为第一外挂节点或外挂中间节点，其通过传输线441连接中间节点420，其可包括通讯模块442和功能模块443。节点450在此作为末外挂节点，通过传输线451连接中间节点420，其可包括通讯模块452和功能模块453。

另外，控制系统400还可包括计算机460，计算机460可通过PCIE或以太网接口与各个节点410-430连接。在环路中，按照预定方向沿着环路传输信息。例如可以以顺时针或者逆时针方向来传输信息。本实施例在进行信息传输之前，先在环路中进行时间同步，各个单板间的时钟同步由各个单板通过传输线环路发送指令完成。

为了进行时间同步，预先获得环形网络结构中的延时。例如首节点410与中间节点420之间的延时，中间节点420与末节点430之间的延时，以及末节点430与首节点410之间的延时。

图5是本发明一实施例的延时组成示意图。图5为中间节点420与传输线421的延时模型，其中424、425和434是光电/电光转换模块，426和427是PCB走线，Δt1是指令经过通讯模块422所需的时间；Δt2是光电/电光转换模块425的电光转换延时，Δt3是光电/电光转换模块434的光电转换延时，Δt2与Δt3是光电/电光转换模块的特征值；光纤传输延时Δt4与光在光纤中的传播速度s成反比，与光纤长度L成正比，即Δt4＝L/s，因此Δt1、Δt2、Δt3、Δt4都是可以提前预估的。

上述延时可以保存在计算机460中。上电时计算机460可将Δt1、Δt2、Δt3、及光纤1的传输延时(Δt4_1)、光纤2的传输延时(Δt4_2)、光纤3的传输延时(Δt4_3)发送到各个节点410-430。或者，上述延时也可以保存在对应的节点中，各节点需要时从内部调取。

在进行时间同步时，首节点410配置为将其时钟从0开始计数，且根据首节点410与中间节点420间的延时来计算中间节点420的起始计数值n2，然后将起始计数值n2发送给中间节点420。但是可以理解，首节点410的时钟也可以从非0的起始计数值开始计数，那么中间节点420的起始计数值即为首节点410的起始计数值加上述两个节点间的延时。

中间节点420配置为获得其起始计数值n2，将其时钟从n2开始计数。中间节点420根据它与末节点430间的延时计算末节点430的起始计数值n3，然后将起始计数值n3发送给末节点430。

末节点430配置为获得起始计数值n3，将其时钟从n3开始计数。

上述各个计数值如下：

n2＝(Δt1+Δt2+Δt3+Δt4_1)/T——T为计数器时钟周期

n3＝((Δt1+Δt2+Δt3)*2+Δt4_1+Δt4_2)/T——T为计数器时钟周期

通过上述方案，除了首节点之外的其它节点(包括中间节点和末节点)将会获得已经补偿了延时的起始计数值，从而能够基本上与首节点保持同步。

较佳地，末节点430还配置为根据末节点430与首节点410间的延时计算首节点的起始计数值n4，然后将起始计数值n4发送给首节点410。

n4＝((Δt1+Δt2+Δt3)*3+Δt4_1+Δt4_2+Δt4_3)/T——T为计数器时钟周期

相应地，首节点410可以计算起始计数值n4与首节点410的时钟的当前计数值n1间的差值。当差值大于一阈值3*x时，根据差值计算一校准值q，计算公式如下。

q＝(n1-n4)/3

在此公式中，3代表节点数量。对q取四舍五入，转换为整数。

首节点410从计数值n1’(n1’可以为任意值)重新计数，并且将经过校准的起始计数值n1’+n2+q发送给中间节点420。中间节点420从n1’+n2+q开始计数，同时计算末节点430的起始计数值n1’+n3+q*2发送给末节点430，末节点430从n1’+n3+q*2开始计数，同时将首节点410的计数值n1’+n4+q*3发送给首节点410。

首节点410在收到n1’+n4+q*3后，与时钟的当前计数值n1”进行对比，如果两者之间的差值仍然大于3*x(3为板卡数量，x为校准精度参数，取值范围为0.5～1，上电时从计算机获取)，跳回到校准的第一步，否则校准完成。

通过这种校准循环，可以进一步提高同步精度，避免累积误差。

参考图4所示，在本发明另一实施例中，当首节点410、中间节点420、末节点430构成的环路完成上述校准循环以后。由中间节点420、外挂节点440、外挂节点450组成的次环路也开始进行时间同步和/或校准循环的操作。其中挂在主环路上的节点420做为该次环路的首节点，次环路的时间同步和校准循环过程与主环路的校准过程大致相同，唯一不同的是，在次环路进行校准循环的过程中，节点420不会重新计数，而是继续从节点420的当前计数值计数。

中间节点420还配置为根据节点420与中间外挂节点440间的延时计算中间外挂节点440的起始计数值n5，然后将起始计数值n5通过传输线441发送给中间外挂节点440。中间外挂节点440可以从节点420处获得起始计数值n5后，将其时钟从n5开始计数。

中间外挂节点440配置为根据其与末外挂节点450间的延时计算末外挂节点450的起始计数值n6，然后将起始计数值n6通过传输线451发送给末外挂节点450。

末外挂节点450配置为获得起始计数值n6，将其时钟从n6开始计数。

在循环校准时，末外挂节点450可根据它与节点420间的延时计算节点420的起始计数值n7，然后将起始计数值n7发送给中间节点420。

相应地，节点420可以计算起始计数值n7与其时钟的当前计数值n2’间的差值。当差值小于一阈值3*x时，校准完成；当差值大于一阈值3*x时，根据差值计算一校准值q，计算公式如下。

q＝(n2’-n7)/3

在此公式中，3代表节点数量；x为校准精度参数，取值范围为0.5～1，上电时从计算机获取；对q取四舍五入，转换为整数。

节点420继续计数，此时节点420的计数值为n2”，并且根据其计数值、节点420与中间外挂节点440间的延时以及上述校准值q，计算中间外挂节点440的起始计数值n5’，将经过校准的起始计数值n5’发送给中间外挂节点440；中间外挂节点440从n5’开始计数，同时根据其计数值、中间外挂节点440与末外挂节点450间的延时以及上述校准值q，计算末外挂节点450的起始计数值n6’，将经过校准的起始计数值n6’发送给末外挂节点450，外挂末节点450从n6’开始计数，并依照同样的方法计算节点420的起始计数值n7’，节点420计算n7’与其时钟的当前计数值进行对比，如果两者之间的差值仍然大于3*x(3为板卡数量，x为校准精度参数，取值范围为0.5～1，上电时从计算机获取)，根据差值计算一校准值，继续对各节点的起始计数值按照上述方式进行校准，直至上述差值小于3*x，否则校准完成。

类似的，不管主环路上的节点还是次环路上的节点，都可以外挂环路，且构成环路的节点的数量不做限制。

在系统正常工作时，计算机460在需要指定节点动作时读取该节点的时钟的计数值，按照该计数值计算节点从其上时钟的哪一个计数值开始动作，并将计算好的计数值发送给该节点，命令该节点从这一计数值开始动作。

根据以上校准过程可以计算各单板间计数器时钟的同步精度可以控制在n*T*x(n为单板数量，T为计数器时钟周期)范围内，当x取为0.5时各单板间时钟的同步精度最佳，可达控制在0～n*T*0.5范围内。

图6是本发明一实施例的时间同步方法流程图。参考图6所示，本实施例节点时间同步方法，适用于环形网络结构，该环形网络结构包括串联成环路的多个节点，该多个节点按照预定方向沿着该环路传输信息且包括首节点、中间节点和末节点。该方法包括以下步骤：

在步骤601，在首节点根据首节点的起始计数值以及首节点与第一中间节点的延时计算第一中间节点的第一起始计数值，然后将第一起始计数值发送给第一中间节点。该第一中间节点为该首节点沿该预定方向的下一节点。

在步骤602，在各中间节点获得各自的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数，且根据各中间节点与其后续节点间的延时计算各后续节点的第二起始计数值，然后将该第二起始计数值发送给各后续节点。各后续节点为各中间节点沿该预定方向的下一节点。

在步骤603，在末节点获得对应的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数。

可以理解的，在首节点其时钟可以从0开始计数，也可以不从0开始计数，而是根据首节点与第一中间节点的延时计算第一中间节点的第一起始计数值。

图7是本发明另一实施例的时间同步方法流程图。参考图7所示，本实施例节点时间同步方法包括以下步骤：

在步骤701，在首节点根据首节点的起始计数值以及首节点与第一中间节点的延时计算第一中间节点的第一起始计数值，然后将第一起始计数值发送给第一中间节点。该第一中间节点为该首节点沿该预定方向的下一节点。

在步骤702，在各中间节点获得起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数，且根据各中间节点与其后续节点间的延时计算各后续节点的第二起始计数值，然后将该第二起始计数值发送给各后续节点。各后续节点为各中间节点沿该预定方向的下一节点。

在步骤703，在末节点获得起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数。

在步骤704，在末节点根据末节点与首节点间的延时计算首节点的第三起始计数值，然后将第三起始计数值发送给首节点。

在步骤705，在首节点计算第三起始计数值与首节点的时钟的当前计数值间的差值。

在步骤706，判断差值是否大于一阈值。当差值大于一阈值时，执行步骤707，否则结束流程。

在步骤707，根据该差值计算一校准值。

在步骤708，在各节点根据该校准值校准其计算的起始计数值，然后返回步骤704。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种环形网络结构，包括串联成环路的多个节点，该多个节点按照预定方向沿着该环路传输信息且包括首节点、一个或多个中间节点和末节点，其中当该环形网络结构的多个节点进行时间同步时：

该首节点配置为根据该首节点的起始计数值以及该首节点与该中间节点中的第一中间节点的延时计算该第一中间节点的第一起始计数值，将该第一起始计数值发送给该第一中间节点，该第一中间节点为该首节点沿该预定方向的下一节点；

各中间节点配置为获得各自的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数，且根据各中间节点与其后续节点间的延时计算各后续节点的第二起始计数值，将该第二起始计数值发送给各后续节点，各后续节点为各中间节点沿该预定方向的下一节点；以及

该末节点配置为获得对应的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数。

2.根据权利要求1所述的环形网络结构，其特征在于，该末节点还配置为根据该末节点与该首节点间的延时计算该首节点的第三起始计数值，将该第三起始计数值发送给该首节点；该首节点还配置为计算该第三起始计数值与该首节点的时钟的当前计数值间的差值，当该差值大于一阈值时，根据该差值计算一校准值；各节点还配置为根据该校准值校准其计算的起始计数值。

3.根据权利要求2所述的环形网络结构，其特征在于，该阈值为时间同步的精度与该多个节点的数量的乘积。

4.根据权利要求1所述的环形网络结构，其特征在于，各延时预存于对应的节点中或外部设备中。

5.根据权利要求1-4任一项所述的环形网络结构，其特征在于，还包括连接在该环路上的任一节点的一个或多个外挂节点，该环路上的任一节点作为主节点与该外挂节点构成次环路，

该主节点还配置为根据主节点的起始计数值以及该主节点与该外挂节点中的第一外挂节点间的延时计算第一外挂节点的第四起始计数值，将该第四起始计数值发送给该第一外挂节点，该第一外挂节点为该主节点沿预定方向的下一外挂节点；

各外挂节点中的中间外挂节点配置为获得各自的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数，且根据各中间外挂节点与其后续外挂节点间的延时计算各后续外挂节点的第五起始计数值，将该第五起始计数值发送给各后续外挂节点，各后续外挂节点为各中间外挂节点沿该预定方向的下一节点；以及

各外挂节点中的末外挂节点配置为获得对应的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数。

6.根据权利要求5所述的环形网络结构，其特征在于，该末外挂节点还配置为根据其与该主节点的延时计算该主节点的第六起始计数值，将该第六起始计数值发送给该主节点；该主节点还配置为计算该第六起始计数值与该主节点的时钟的当前计数值间的差值，当该差值大于一阈值时，根据该差值计算一校准值；各外挂节点还配置为根据该校准值校准其计算的起始计数值。

7.根据权利要求1所述的环形网络结构，其特征在于，各节点之间通过光纤和光电/电光转换器连接，各光纤具有传输延时，各光电/电光转换器具有光电转换延时；且各节点包括一通讯模块和一功能模块，各通讯模块具有处理延时。

8.一种环形网络结构的节点时间同步方法，适用于环形网络结构，该环形网络结构包括串联成环路的多个节点，该多个节点按照预定方向沿着该环路传输信息且包括首节点、中间节点和末节点，该方法包括以下步骤：

在该首节点根据该首节点的起始计数值以及该首节点与第一中间节点的延时计算该第一中间节点的第一起始计数值，然后将该第一起始计数值发送给该第一中间节点，该第一中间节点为该首节点沿该预定方向的下一节点；

在各中间节点获得各自的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数，且根据各中间节点与其后续节点间的延时计算各后续节点的第二起始计数值，然后将该第二起始计数值发送给各后续节点，各后续节点为各中间节点沿该预定方向的下一节点；以及

在该末节点获得对应的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数。

9.根据权利要求8所述的环形网络结构的节点时间同步方法，其特征在于，还包括：

在末节点根据该末节点与该首节点间的延时计算该首节点的第三起始计数值，然后将该第三起始计数值发送给该首节点；

在该首节点计算该第三起始计数值与该首节点的时钟的当前计数值间的差值；当该差值大于一阈值时，根据该差值计算一校准值；以及

在各节点根据该校准值校准其计算的起始计数值。

10.根据权利要求9所述的环形网络结构的节点时间同步方法，其特征在于，该阈值为时间同步的精度与该多个节点的数量的乘积。