CN106059701B - 一种通过捕获协议控制帧测试时间触发以太网的时钟同步修正值的装置 - Google Patents

一种通过捕获协议控制帧测试时间触发以太网的时钟同步修正值的装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种通过捕获协议控制帧测试时间触发以太网的时钟同步修正值的装置，该装置包含有收发模块(1、6)、帧类型识别模块(2、7)、透明时钟字段处理模块(3、8)、循环冗余校验码计算模块(4、9)、数据复接模块(5、10)、时钟同步修正值模块(11)、计算数据存储模块(12)、数据承载帧内容添加模块(13)和/或故障注入模块(14)。本发明PCF‑Time装置通过观测全双工链路上属于同一综合循环的上下行PCF帧，可以在不改造SM和CM软硬件的前提下即可得到SM的分布式时钟同步修正值，并可以通过篡改PCF帧的TC域的值注入时钟同步故障。

Description

一种通过捕获协议控制帧测试时间触发以太网的时钟同步修 正值的装置
技术领域
本发明涉及时间触发以太网(Time-Triggered Ethernet，TTE)，更特别地说是指一种分布式时钟同步参数的测试仪器中的时钟同步处理技术，应用了通过捕获协议控制帧测试时间触发以太网的时钟同步修正值的装置，简称为PCF-Time装置。
背景技术
基于时间触发(Time-Triggered，TT)通信机制的交换网络能够满足严格时间确定性通信的需要，在航空航天、车辆电子等嵌入式系统中获得应用。例如：时间触发以太网(Time-Triggered Ethernet，TTE)在普通以太网物理层上实现了时间触发网络协议。
交换式网络中分布式节点的本地时钟同步是时间触发通信的基础，通过同步各节点在一定的精度范围内享有全局的时钟基准，使通信任务的收发操作具有时间确定性。时钟同步的方法分为主从授时同步和分布式同步，后者比前者有更强的抗摧毁能力。在交换式网络中，分布式同步的节点需要通过传递协议控制帧(Protocol Control Frame，PCF)表明各自的定时基准。对于PCF帧的格式参考SAE AS6802标准。
以TTE网络为例，该网络具有同步主控器(Synchronization Master，SM)，同步客户端(Synchronization Client，SC)和压缩主控器(Compression Master，CM)三种功能模块。参见图1所示，交换机作为TTE网络中的CM、A端系统和C端系统作为TTE网络中的SM、B端系统和D端系统作为TTE网络中的SC。在TTE网络中带有SM和CM的节点发送PCF帧，PCF帧具有“透明时钟”(Transparent Clock，TC)字段，用于存储从发送端口到当前端口的传输过程中累加的传输延迟；当PCF帧经过支持透明时钟的转发设备或交换设备时，由硬件计算从输入端口到输出端口的时间，记录计时值并累加到该字段。这样，接收节点可以得到各段传输延迟的累加值，能够从当时的接收时刻向前推算出PCF帧从发送节点发出的时刻值，将推算出的时刻值加上一段预先设定且足够长的固定时间段，使之大于接收时刻，被称为固化(permanence)时刻。
在TTE网络系统的运行过程中，每次综合循环(Integrated Cycle，IC)开始的时候各节点进行分布式同步。首先，各个SM在本地时钟到达各自的IC起始时刻点时，向某个CM发送PCF帧；CM收到各个SM发送的PCF帧分别进行固化，相应的固化时刻点与SM的本轮IC起始时刻点的时间差等于“最大传输时延”，后者是组网是已知参数，其值大于所有可能的SM到CM的传输延迟。这些固化时刻还原了各个SM发出PCF的时间相对关系，对CM固化时刻进行容错平均(被称为“压缩”)，得到的平均值被称为压缩时刻；以CM压缩时刻作为时间的基准值，并以此修正CM自己和SM的本地时钟，从而实现全局的时钟同步。
在每轮循环的时间段内，SM和CM之间往返传输PCF帧的同步操作时间开销只占据较小的比例，其它时段用于数据帧传输。在全局的时钟同步下TT流量的数据帧按照静态时间调度表进行传输，而TT数据帧之间的空余时间段，可以允许传输低优先级的事件触发(Event-Triggered，ET)数据帧。
发明内容
为了实现TTE网络的时钟同步修正值的测量，本发明设计了一种通过捕获协议控制帧测试时间触发以太网的时钟同步修正值的装置(PCF-Time装置)，该PCF-Time装置在TTE网络运行过程中，能够在不改变嵌有同步主控器SM的端系统的硬件和驱动软件的前提下，提供一套通过捕获PCF帧、以及捕获PCF帧的时刻和PCF帧内的TC值，计算得到每次同步时同步主控器SM本地时钟修正值的装置。
本发明PCF-Time装置的另一个目的是能够通过需求篡改TC值进行故障注入，用于模拟并观测带有误差或错误的TTE网络时钟同步场景。
本发明设计的一种通过捕获协议控制帧测试时间触发以太网的时钟同步修正值的装置(即PCF-Time装置)，该PCF-Time装置不影响时间触发以太网的正常数据传输；本发明PCF-Time装置包含有A收发模块(1)、上行帧类型识别模块(2)、上行透明时钟字段处理模块(3)、上行循环冗余校验码计算模块(4)、上行数据复接模块(5)、B收发模块(6)、下行帧类型识别模块(7)、下行透明时钟字段处理模块(8)、下行循环冗余校验码计算模块(9)、下行数据复接模块(10)、时钟同步修正值模块(11)、计算数据存储模块(12)和数据承载帧内容添加模块(13)。
A收发模块(1)与A端系统连接，用于接收A端系统的帧信息OUT端系统＝{SM_PCF,SM_DBF}，其中，为上行协议控制帧，为数据承载帧；
B收发模块(6)与交换机连接，用于接收交换机的帧信息
上行帧类型识别模块(2)设置有用于识别所述的数据承载帧类型标识DBF类型；
上行帧类型识别模块(2)第一方面用于接收所述OUT端系统＝{SM_PCF,SM_DBF}；
上行帧类型识别模块(2)第二方面根据PCF帧的类型字段对所述OUT端系统＝{SM_PCF,SM_DBF}中的上行协议控制帧进行识别，从而获得上行识别PCF帧信息并将所述输出给上行透明时钟字段处理模块(3)；
上行帧类型识别模块(2)第三方面根据所述DBF类型对所述OUT端系统＝{SM_PCF,SM_DBF}中的数据承载帧进行识别，从而获得上行识别数据承载帧信息
上行帧类型识别模块(2)第四方面将所述的到达标志信息M2-11＝{SM_SIG,SM_IC}输出给时钟同步修正值模块(11)；
表示PCF1 SM的轮次标号，表示的轮次标号，…，表示的轮次标号；
表示PCF1 SM被识别出的时刻，表示PCF2 SM被识别出的时刻，…，表示被识别出的时刻；
上行透明时钟字段处理模块(3)设置有透明时钟补偿值
上行透明时钟字段处理模块(3)第一方面接收上行帧类型识别模块(2)输出的识别PCF帧信息
上行透明时钟字段处理模块(3)第二方面将所述中的透明时钟输出给时钟同步修正值模块(11)；
上行透明时钟字段处理模块3第三方面根据透明时钟补偿值对所述进行处理，从而得到上行链路补偿信息所述一方面输出给上行数据复接模块(5)，另一方面输出给上行循环冗余校验码计算模块(4)；
上行循环冗余校验码计算模块(4)第一方面接收上行透明时钟字段处理模块(3)输出的上行链路补偿信息第二方面接收数据承载帧内容添加模块(13)输出的添加－数据承载帧信息第三方面采用CRC码生成方法对进行处理，得到每个PCF帧对应的CRC码，记为上行PCF帧校验码第四方面采用CRC码生成方法对进行处理，得到每个数据承载帧DBF对应的CRC码，记为DBF帧校验码
上行循环冗余校验码计算模块(4)将输出给上行数据复接模块(5)；
上行数据复接模块(5)第一方面接收上行链路补偿信息
上行数据复接模块(5)第二方面接收上行CRC校验码信息
上行数据复接模块(5)第三方面接收添加－数据承载帧信息
上行数据复接模块(5)第四方面采用中的替换中的CRC校验码；从而得到替换－上行链路PCF帧信息所述IN端系统经B收发模块(6)传输给交换机；
上行数据复接模块(5)第五方面采用中的替换中的CRC校验码；从而得到替换－上行链路DBF帧信息
下行帧类型识别模块(7)第一方面用于接收所述
下行帧类型识别模块(7)第二方面根据PCF帧的类型字段对所述中的下行协议控制帧进行识别，从而获得识别后的下行协议控制帧信息并将所述输出给下行透明时钟字段处理模块(8)；
下行帧类型识别模块(7)第三方面会将所述中的到达标志信息M7-11＝{CM_SIG,CM_IC}输出给时钟同步修正值模块(11)；
表示PCF1 CM的轮次标号，表示PCF2 CM的轮次标号，…，表示的轮次标号；
表示PCF1 CM被识别出的时刻，表示PCF2 CM被识别出的时刻，…，表示被识别出的时刻；
下行透明时钟字段处理模块(8)设置有透明时钟补偿值
下行透明时钟字段处理模块(8)第一方面接收下行帧类型识别模块(7)输出的识别PCF帧信息
下行透明时钟字段处理模块(8)第二方面根据透明时钟补偿值对所述进行处理，从而得到下行链路补偿信息然后从PCF1 CM_8中提取出补偿后的透明时钟记为PCF2 CM_8中提取出补偿后的透明时钟记为 中提取出补偿后的透明时钟记为补偿下行－透明时钟用集合的形式表示为所述一方面输出给下行数据复接模块(10)，另一方面输出给下行循环冗余校验码计算模块(9)；
下行透明时钟字段处理模块(8)第三方面将所述输出给时钟同步修正值模块(11)；
下行循环冗余校验码计算模块(9)第一方面接收下行透明时钟字段处理模块(8)输出的下行链路补偿信息第二方面采用CRC码生成方法对进行处理，得到每个PCF帧对应的CRC码，即下行CRC校验码信息该M9-10输出给下行数据复接模块(10)；
下行数据复接模块(10)第一方面接收下行链路补偿信息
下行数据复接模块(10)第二方面接收下行CRC校验码信息
下行数据复接模块(10)第三方面采用替换中的CRC校验码；从而得到替换－下行链路PCF帧信息所述经A收发模块(1)传输给A端系统；
时钟同步修正值模块(11)第一方面接收上行帧类型识别模块(2)输出的上行到达标志信息M2-11＝{SM_SIG,SM_IC}、上行透明时钟字段处理模块(3)输出的上行透明时钟下行帧类型识别模块(7)输出的下行到达标志信息M7-11＝{CM_SIG,CM_IC}和下行透明时钟字段处理模块(8)输出的补偿下行－透明时钟
时钟同步修正值模块(11)第二方面利用来记录捕获的时间点，记为上行捕获时刻
时钟同步修正值模块(11)第三方面利用来记录捕获的时间点，记为下行捕获时刻
时钟同步修正值模块(11)第四方面利用相同综合循环轮次的时钟同步修正关系求取综合循环轮次为的A端系统的时钟同步修正值；
Δt表示TTE网络在完全时钟同步条件下A端系统发出PCF帧到接收交换机发回的PCF帧的时间间隔；
Dmax表示最大传输时延；
数据存储模块(12)存储有SM的轮次号CM的轮次号SM本地时钟修正值
数据承载帧内容添加模块(13)第一方面接收上行帧类型识别模块(2)输出的识别数据承载帧信息
数据承载帧内容添加模块(13)第二方面从数据存储模块(12)中获取SM的轮次号和SM本地时钟修正值
数据承载帧内容添加模块(13)第三方面将数据存储模块(12)中当前缓冲存储的k次分析计算结果写入每个数据承载帧DBFSM的数据载荷区，数据载荷区的剩余部分用0填充，从而形成添加后的添加－数据承载帧信息所述添加－数据承载帧信息M13-5分别供上行循环冗余校验码计算模块(4)和上行数据模块(5)进行继续处理。
本发明PCF-Time装置的优点在于：
①本发明PCF-Time装置具有时钟同步的协议控制帧捕获功能，并且能够在不改变TTE网路中嵌有SM的主机ES的硬件和软件驱动的前提下观测TTE网络的同步过程，即时计算出SM的时钟修正值参数。
②本发明PCF-Time装置可以同时检测TTE网络中SM和CM之间的上行链路和下行链路，并能够通过篡改上行链路PCF帧的TC值或下行链路PCF帧的TC值，模拟了网络运行环境中遇到分布式时钟同步误差或错误的情况，进而观察TTE网络同步机制在故障状态下的行为。
③本发明PCF-Time装置的测试数据，可以通过捕获配置给定的数据承载帧，将数据填写在数据承载帧的载荷中输出；数据承载帧的源节点和目的节点由TTE网络系统的使用者配置，这样能够将数据传输到远程节点，并且不会产生不可预期的流量，便于在物理规模较大的TTE网络中采集和观测数据。
附图说明
图1是应用了本发明PCF-Time装置的TTE网络示意图。
图2是本发明PCF-Time装置的结构框图。
图3是存在本发明PCF-Time装置与上位机的TTE网络示意图。
图4是本发明PCF-Time装置的另一种结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。
在本发明中，由TTE网络的同步主控器SM(即图1、图3中的A端系统)输出的协议控制帧记为PCFSM。所述TTE网络的同步主控器SM输出的A个所述PCFSM采用集合形式表示为简称为上行协议控制帧SM_PCF。
PCF1 SM表示由TTE网络的同步主控器SM输出的第一个协议控制帧；
PCF2 SM表示由TTE网络的同步主控器SM输出的第二个协议控制帧；…；
表示由TTE网络的同步主控器SM输出的最后一个协议控制帧，为了方便说明，所述也称为由TTE网络的同步主控器SM输出的任意一个协议控制帧。
捕获所述PCF1 SM的时间点记为捕获所述PCF2 SM的时间点记为捕获所述的时间点记为对于捕获上行协议控制帧的时间点用集合的形式表示为
对于所述PCF1 SM的透明时钟记为所述的透明时钟记为所述的透明时钟记为对于上行协议控制帧的透明时钟用集合的形式表示为简称为上行－透明时钟SM_TC。
在本发明中，为模拟并观测带有误差或错误的TTE网络时钟同步场景，可以通过上位机(能够运行程序的计算机)来设置篡改PCF帧透明时钟的故障注入信息。对所述上行－透明时钟注入故障的PCF帧透明时钟记为简称为上行－故障透明时钟SM_ERR。
表示对进行注入故障PCF帧透明时钟的配置数据；
表示对进行的注入故障PCF帧透明时钟的配置数据；…；
表示对进行的注入故障PCF帧透明时钟的配置数据。
在本发明中，篡改是指根据故障注入的配置数据，修改当前PCF帧TC域的值，使之大于或小于实际的从SM发送到离开本发明装置上行链路发送端口的传输延迟。
在本发明中，由被监测以太网链路上配置的同步主控器SM(即图1、图3中的A端系统)输出的数据承载帧记为DBFSM。所述由被监测以太网链路上配置的同步控制器SM输出的C个所述DBFSM采用集合形式表示为简称为数据承载帧SM_DBF。
DBF1 SM表示由被监测以太网链路上配置的同步主控器SM输出的第一个数据承载帧；
表示由被监测以太网链路上配置的同步主控器SM输出的第二个数据承载帧；…；
表示由被监测以太网链路上配置的同步主控器SM输出的最后一个数据承载帧，为了方便说明，所述的也称为由被监测以太网链路上配置的同步控制器SM输出的任意一个数据承载帧。
在本发明中，所述数据承载帧是能够被本发明PCF-Time装置识别的数据帧。
在本发明中，数据承载帧DBFSM为UDP格式，包含MAC头部、IP头部、UDP头部、数据帧类型、CRC校验值(前几项长度之和为46字节)和数据载荷区。数据承载帧DBFSM所属的流量的周期P周期是轮次周期IC周期的整倍数。所述数据载荷区中数据记录的最多条数记为K，且则数据载荷区的长度记为LDBF，且LDBF＝max(K×(LCSC+LIC),18)。在数据载荷区中记录的每条数据中包含有时钟同步修正值和轮次标识
LCSC为时钟同步修正值的长度，等于8字节；
LIC为综合循环轮次号的长度，等于4字节；
LMTU为TTE网络所允许的最大数据帧长度，对于常规的TTE网络为1518字节。
在本发明中，由TTE网络的压缩主控器CM(即图1、图3中的交换机)输出的协议控制帧记为PCFCM。所述TTE网络的压缩主控器CM输出的B个所述PCFCM采用集合形式表示为简称为下行协议控制帧CM_PCF。
PCF1 CM表示由TTE网络的压缩主控器CM输出的第一个协议控制帧；
PCF2 CM表示由TTE网络的压缩主控器CM输出的第二个协议控制帧；…；
表示由TTE网络的压缩主控器CM输出的最后一个协议控制帧，为了方便说明，所述的也称为由TTE网络的压缩主控器CM输出的任意一个协议控制帧。
捕获所述PCF1 CM的时间点记为捕获所述的时间点记为捕获所述的时间点记为对于捕获下行协议控制帧的时间点用集合的形式表示为
对于所述PCF1 CM的透明时钟记为所述的透明时钟记为所述的透明时钟记为对于下行协议控制帧的透明时钟用集合的形式表示为简称为下行－透明时钟CM_TC。
在本发明中，为模拟并观测带有误差或错误的TTE网络时钟同步场景，可以通过上位机来设置篡改PCF帧透明时钟的故障注入信息。对所述下行－透明时钟注入故障的PCF帧透明时钟记为简称为下行－故障透明时钟CM_ERR。
表示对进行的注入故障PCF帧透明时钟的配置数据；
表示对进行的注入故障PCF帧透明时钟的配置数据；…；
表示对进行的注入故障PCF帧透明时钟的配置数据。
在本发明中，篡改是指根据故障注入的配置数据，修改当前PCF帧TC域的值，使之大于或小于实际的从CM发送到离开本发明装置上行链路发送端口的传输延迟。
参见图1所示，是将本发明设计的通过捕获协议控制帧测试时间触发以太网的时钟同步修正值的装置(即PCF-Time装置)应用到一个普通的TTE网络中，该TTE网络中包括有一个交换机和四个端系统(即A端系统、B端系统、C端系统和D端系统、)，为了实现如图1所示的TTE网络中A端系统的时钟同步修正值的测量，在A端系统与交换机之间连接了本发明的PCF-Time装置。TTE网络各端系统与交换机之间传输PCF帧和普通数据帧，所述普通数据帧的数据载荷中承载了原网络数据或本发明PCF-Time装置的测量结果；其中本发明PCF-Time装置测量结果的普通数据帧称为数据承载帧DBF。本发明PCF-Time装置对于TTE网络中数据载荷中承载了原网络数据的普通数据帧只是简单地直通转发，不影响TTE网络的正常传输，而对于PCF帧和数据承载帧DBF则进行捕获处理后转发。
在本发明中，设从同步主控器SM(A端系统)到压缩主控器CM(交换机)的以太网帧所经过的通信链路为上行链路，从压缩主控器CM(交换机)到同步主控器SM(A端系统)的以太网帧经过的通信链路为下行链路。
参见图2所示，本发明设计的通过捕获协议控制帧测试时间触发以太网的时钟同步修正值的装置(即PCF-Time装置)，该PCF-Time装置包含有A收发模块1、上行帧类型识别模块2、上行透明时钟字段处理模块3、上行循环冗余校验码计算模块4、上行数据复接模块5、B收发模块6、下行帧类型识别模块7、下行透明时钟字段处理模块8、下行循环冗余校验码计算模块9、下行数据复接模块10、时钟同步修正值模块11、计算数据存储模块12和数据承载帧内容添加模块13。图2和图4中传输的信息用字母M进行区分，这是因为传输信息中包含有TTE网络自身的部分信息，同时也有本发明PCF-Time装置特定传输的信息。
A收发模块1
A收发模块1与A端系统连接。本发明设计的PCF-Time装置经A收发模块1能够接收到的是A端系统的帧信息OUT端系统，所述OUT端系统在TTE网络中则是同步主控器SM输出的帧信息PCFSM，所述PCFSM的PCF帧的格式至少包含有透明时钟TC、综合循环轮次IC和CRC校验码。所述A端系统的帧信息OUT端系统中至少包含了上行协议控制帧和数据承载帧即采用集合形式表示为OUT端系统＝{SM_PCF,SM_DBF}。
B收发模块6
B收发模块6与交换机连接。本发明设计的PCF-Time装置经B收发模块6能够接收到的是交换机的帧信息OUT交换机，所述OUT交换机在TTE网络中则是压缩主控器CM输出的帧信息PCFCM，所述PCFCM的PCF帧的格式至少包含有透明时钟TC、综合循环轮次IC和CRC校验码。所述交换机的帧信息OUT交换机中至少包含了下行协议控制帧也可以表示为
上行帧类型识别模块2
上行帧类型识别模块2设置有用于识别所述的数据承载帧类型标识DBF类型。
上行帧类型识别模块2第一方面用于接收所述OUT端系统＝{SM_PCF,SM_DBF}；
上行帧类型识别模块2第二方面根据PCF帧的类型字段对所述OUT端系统＝{SM_PCF,SM_DBF}中的上行协议控制帧进行识别，从而获得识别后的上行协议控制帧记为识别PCF帧信息并将所述M2-3输出给上行透明时钟字段处理模块3；
上行帧类型识别模块2第三方面根据所述DBF类型对所述OUT端系统＝{SM_PCF,SM_DBF}中的数据承载帧进行识别，从而获得识别后的数据承载帧记为识别数据承载帧信息
上行帧类型识别模块2第四方面将所述的到达标志信息M2-11输出给时钟同步修正值模块11。
在本发明中，上行到达标志信息M2-11包含有上行链路PCF帧到达信号SIGSM和上行链路PCF帧综合循环的轮次ICSM，采用集合的形式表示为M2-11＝{SM_SIG,SM_IC}。上行链路PCF帧到达信号SIGSM表示PCF帧被上行帧类型识别模块2识别出来的时刻，用于通知时钟同步修正值模块11一个上行PCF帧被捕获；上行链路PCF帧综合循环的轮次ICSM由上行帧类型识别模块2从PCF帧的“pcf_integration_cycle”域中获得，用于标记上行链路PCF帧被发送时所在的综合循环的轮次，也就是TTE网络系统运行中，同步主控器SM通过发送PCF帧进行同步的轮次号。对于的综合循环的轮次用集合的形式表达为 表示PCF1 SM的轮次标号，表示的轮次标号，…，表示的轮次标号。对于被识别出的时刻用集合的形式表达为 表示PCF1 SM被识别出的时刻，表示被识别出的时刻，…，表示被识别出的时刻。
上行透明时钟字段处理模块3
上行透明时钟字段处理模块3设置有透明时钟补偿值在本发明中所述“透明时钟补偿”是指考虑到本发明PCF-Time装置对于数据帧OUT端系统＝{SM_PCF,SM_DBF}的处理需要耗费时间，因此需要将这段时间值也累加入每个被识别出的PCF帧的TC域中。
上行透明时钟字段处理模块3第一方面接收上行帧类型识别模块2输出的识别PCF帧信息
上行透明时钟字段处理模块3第二方面将所述M2-3中的透明时钟输出给时钟同步修正值模块11，即上行透明时钟
上行透明时钟字段处理模块3第三方面根据透明时钟补偿值对所述M2-3中进行处理，从而得到补偿后的上行链路PCF帧记为上行链路补偿信息所述M3-5一方面输出给上行数据复接模块5，另一方面输出给上行循环冗余校验码计算模块4。
PCF1 SM_3是PCF1 SM经补偿后的PCF帧；PCF2 SM_3是PCF2 SM经补偿后的PCF帧；…；是经补偿后的PCF帧。
上行循环冗余校验码计算模块4
上行循环冗余校验码计算模块4第一方面接收上行透明时钟字段处理模块3输出的上行链路补偿信息第二方面接收数据承载帧内容添加模块13输出的添加－数据承载帧信息第三方面采用CRC码生成方法对进行处理，得到每个PCF帧对应的CRC码，记为上行PCF帧校验码第四方面采用CRC码生成方法对进行处理，得到每个数据承载帧DBF对应的CRC码，记为DBF帧校验码在本发明中，将和称为上行CRC校验码信息M4-5，该M4-5输出给上行数据复接模块5，即
是PCF1 SM_3的循环冗余校验码；是PCF2 SM_3的循环冗余校验码；…；是的循环冗余校验码。
是DBF1 SM_13的循环冗余校验码；是DBF2 SM_13的循环冗余校验码；…；是的循环冗余校验码。
在本发明中，CRC码生成方法请参考2009年11月，清华大学出版社，《现代电子通信》(第9版)，第323-324页。
上行数据复接模块5
上行数据复接模块5第一方面接收上行链路补偿信息
上行数据复接模块5第二方面接收上行CRC校验码信息
上行数据复接模块5第三方面接收添加－数据承载帧信息
上行数据复接模块5第四方面采用中的替换中的CRC校验码；从而得到替换－上行链路PCF帧记为替换－上行链路PCF帧信息IN端系统，即所述IN端系统经B收发模块6传输给交换机。PCF1 SM_5是PCF1 SM_3的校验码被替换后的PCF帧；是的校验码被替换后的PCF帧；…；是的校验码被替换后的PCF帧。
上行数据复接模块5第五方面采用中的替换中的CRC校验码；从而得到替换－上行链路DBF帧记为替换－上行链路DBF帧信息M5，即在本发明中，替换－上行链路DBF帧信息M5可以提供给TTE网络中任意一个端系统进行测量结果的观察。
下行帧类型识别模块7
下行帧类型识别模块7第一方面用于接收所述
下行帧类型识别模块7第二方面根据PCF帧的类型字段对所述中的下行协议控制帧进行识别，从而获得识别后的下行协议控制帧记为识别PCF帧信息M7-8，即并将所述M7-8输出给下行透明时钟字段处理模块8；
下行帧类型识别模块7第三方面会将所述的到达标志信息M7-11输出给时钟同步修正值模块11。
在本发明中，下行到达标志信息M7-11包含有下行链路PCF帧到达信号SIGCM和下行链路PCF帧综合循环的轮次ICCM，采用集合的形式表示为M7-11＝{CM_SIG,CM_IC}。下行PCF帧到达信号SIGCM表示PCF帧被下行帧类型识别模块7识别出来的时刻，用于通知时钟同步修正值模块11一个下行PCF帧被捕获；下行链路PCF帧综合循环的轮次ICCM由下行帧类型识别模块7从PCF帧的“pcf_integration_cycle”域中获得，用于标记下行链路PCF帧被发送时所在的综合循环的轮次，也就是TTE网络系统运行中，压缩主控器CM以压缩时刻为基准反馈发送PCF帧进行同步的轮次号，同一个综合循环的轮次时间段内，上行链路PCF帧综合循环的轮次标号和下行链路的PCF帧综合循环的轮次标号是一致的。对于的综合循环的轮次用集合的形式表达为 表示PCF1 CM的轮次标号，表示的轮次标号，…，表示的轮次标号。对于被识别出的时刻用集合的形式表达为 表示PCF1 CM被识别出的时刻，表示被识别出的时刻，…，表示被识别出的时刻。
下行透明时钟字段处理模块8
下行透明时钟字段处理模块8设置有透明时钟补偿值在本发明中所述“透明时钟补偿”是指考虑到本发明PCF-Time装置对于数据帧的处理需要耗费时间，因此需要将这段时间值也累加入每个被识别出的PCF帧的TC域中。在PCF-Time装置中选用的与是相同的。
下行透明时钟字段处理模块8第一方面接收下行帧类型识别模块7输出的识别PCF帧信息
下行透明时钟字段处理模块8第二方面根据透明时钟补偿值对所述进行处理，从而得到补偿后的下行链路PCF帧记为下行链路补偿信息然后从PCF1 CM_8中提取出补偿后的透明时钟记为PCF2 CM_8中提取出补偿后的透明时钟记为中提取出补偿后的透明时钟记为补偿下行－透明时钟用集合的形式表示为所述M8-10一方面输出给下行数据复接模块10，另一方面输出给下行循环冗余校验码计算模块9。
下行透明时钟字段处理模块8第三方面将所述输出给时钟同步修正值模块11，即补偿下行－透明时钟
PCF1 CM_8是PCF1 CM经补偿后的PCF帧；PCF2 CM_8是PCF2 CM经补偿后的PCF帧；…；是经补偿后的PCF帧。
下行循环冗余校验码计算模块9
下行循环冗余校验码计算模块9第一方面接收下行透明时钟字段处理模块8输出的下行链路补偿信息第二方面采用CRC码生成方法对进行处理，得到每个PCF帧对应的CRC码，记为下行PCF帧校验码该称为下行CRC校验码信息该M9-10输出给下行数据复接模块10。是PCF1 CM_8的循环冗余校验码；是PCF2 CM_8的循环冗余校验码；…；是的循环冗余校验码。
下行数据复接模块10
下行数据复接模块10第一方面接收下行链路补偿信息
下行链路模块10第二方面接收下行CRC校验码信息
下行数据复接模块10第三方面采用替换中的CRC校验码；从而得到替换－下行链路PCF帧记为替换－下行链路PCF帧信息IN交换机，即所述IN交换机经A收发模块1传输给A端系统。PCF1 CM_10是PCF1 CM_8的校验码被替换后的PCF帧；PCF2 CM_10是PCF2 CM_8的校验码被替换后的PCF帧；…；是的校验码被替换后的PCF帧。
时钟同步修正值模块11
时钟同步修正值模块11第一方面接收上行帧类型识别模块2输出的上行到达标志信息M2-11＝{SM_SIG,SM_IC}、上行透明时钟字段处理模块3输出的上行透明时钟下行帧类型识别模块7输出的下行到达标志信息M7-11＝{CM_SIG,CM_IC}和下行透明时钟字段处理模块8输出的补偿下行－透明时钟
时钟同步修正值模块11第二方面利用来记录捕获的时间点，记为上行捕获时刻
时钟同步修正值模块11第三方面利用来记录捕获的时间点，记为下行捕获时刻
时钟同步修正值模块11第四方面利用相同综合循环轮次的时钟同步修正关系求取综合循环轮次为的A端系统的时钟同步修正值。
同理，求取综合循环轮次为的A端系统的时钟同步修正值
同理，求取综合循环轮次为的A端系统的时钟同步修正值
Δt表示TTE网络在完全时钟同步条件下A端系统发出PCF帧到接收交换机发回的PCF帧的时间间隔。
Dmax表示最大传输时延。
数据存储模块12
数据存储模块12存储有SM的轮次号CM的轮次号SM本地时钟修正值
在本发明中，数据存储模块12具有的缓冲容量为LDBF＝max(K×(LCSC+LIC),18)字节，在相邻两个数据承载帧到达的时间间隔内，根据先入先出原则可供缓存k∈[0,K]次的分析计算结果，每次结果包含时钟同步修正值和综合循环轮次号。k表示缓存次数。
数据承载帧内容添加模块13
数据承载帧内容添加模块13第一方面接收上行帧类型识别模块2输出的识别数据承载帧信息
数据承载帧内容添加模块13第二方面从数据存储模块12中获取SM的轮次号和SM本地时钟修正值
数据承载帧内容添加模块13第三方面将数据存储模块12中当前缓冲存储的k次分析计算结果写入每个数据承载帧DBFSM的数据载荷区，数据载荷区的剩余部分用0填充，从而形成添加后的数据承载帧记为添加－数据承载帧信息M13-5，即所述添加－数据承载帧信息M13-5分别供上行循环冗余校验码计算模块4和上行数据模块5进行继续处理。
参见图4所示，本发明设计的通过捕获协议控制帧测试时间触发以太网的时钟同步修正值的装置(即PCF-Time装置)，该PCF-Time装置包含有A收发模块1、上行帧类型识别模块2、上行透明时钟字段处理模块3、上行循环冗余校验码计算模块4、上行数据复接模块5、B收发模块6、下行帧类型识别模块7、下行透明时钟字段处理模块8、下行循环冗余校验码计算模块9、下行数据复接模块10、时钟同步修正值模块11、计算数据存储模块12、数据承载帧内容添加模块13和故障注入模块14。图3与图1的区别在于增加了故障注入模块14，故障注入模块14是在一硬件设备(如计算机)上，通过软件形式编写了故障注入信息。计算机是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备。最低配置为CPU 2 GHz，内存4GB，硬盘30GB；操作系统为windows XP及以上系统。
在图3所示的TTE网络中，PCF-Time装置由于存在了故障注入模块14与上行帧类型识别模块2、上行透明时钟字段处理模块3和下行透明时钟字段处理模块8之间的信息传输，因此、故障注入与补偿不能同时进行。
在本发明中，设从同步主控器SM(A端系统)到压缩主控器CM(交换机)的以太网帧所经过的通信链路为上行链路，从压缩主控器CM(交换机)到同步主控器SM(A端系统)的以太网帧经过的通信链路为下行链路。
A收发模块1
A收发模块1与A端系统连接。本发明设计的PCF-Time装置经A收发模块1能够接收到的是A端系统的帧信息OUT端系统，所述OUT端系统在TTE网络中则是同步主控器SM输出的帧信息PCFSM，所述PCFSM的PCF帧的格式至少包含有透明时钟TC、综合循环轮次IC和CRC校验码。所述A端系统的帧信息OUT端系统中至少包含了上行协议控制帧和数据承载帧即采用集合形式表示为OUT端系统＝{SM_PCF,SM_DBF}。
B收发模块6
B收发模块6与交换机连接。本发明设计的PCF-Time装置经B收发模块6能够接收到的是交换机的帧信息OUT交换机，所述OUT交换机在TTE网络中则是压缩主控器CM输出的帧信息PCFCM，所述PCFCM的PCF帧的格式至少包含有透明时钟TC、综合循环轮次IC和CRC校验码。所述交换机的帧信息OUT交换机中至少包含了下行协议控制帧也可以表示为
上行帧类型识别模块2
上行帧类型识别模块2设置有用于识别所述的数据承载帧类型标识DBF类型。
上行帧类型识别模块2第一方面用于接收所述OUT端系统＝{SM_PCF,SM_DBF}；
上行帧类型识别模块2第二方面根据PCF帧的类型字段对所述OUT端系统＝{SM_PCF,SM_DBF}中的上行协议控制帧进行识别，从而获得识别后的上行协议控制帧记为识别PCF帧信息并将所述M2-3输出给上行透明时钟字段处理模块3；
上行帧类型识别模块2第三方面接收故障注入模块14配置的数据承载帧类型DBF配置类型，即M14-2＝DBF配置类型，并根据所述DBF配置类型对所述OUT端系统＝{SM_PCF,SM_DBF}中的数据承载帧进行识别，从而获得识别后的数据承载帧记为识别数据承载帧信息在本发明中，设计的PCF-Time装置可以根据用户选择数据承载帧类型DBF类型或者DBF配置类型来承载测试结果。当用户通过故障注入模块14配置数据承载帧类型DBF配置类型时，则根据所述DBF配置类型来选择对数据承载帧的识别。DBF类型与DBF配置类型的数据承载帧类型可以是相同的，也可以是不同的。
上行帧类型识别模块2第四方面将所述的到达标志信息M2-11输出给时钟同步修正值模块11。
在本发明中，上行到达标志信息M2-11包含有上行链路PCF帧到达信号SIGSM和上行链路PCF帧综合循环的轮次ICSM，采用集合的形式表示为M2-11＝{SM_SIG,SM_IC}。上行链路PCF帧到达信号SIGSM表示PCF帧被上行帧类型识别模块2识别出来的时刻，用于通知时钟同步修正值模块11一个上行PCF帧被捕获；上行链路PCF帧综合循环的轮次ICSM由上行帧类型识别模块2从PCF帧的“pcf_integration_cycle”域中获得，用于标记上行链路PCF帧被发送时所在的综合循环的轮次，也就是TTE网络系统运行中，同步主控器SM通过发送PCF帧进行同步的轮次号。对于的综合循环的轮次用集合的形式表达为 表示PCF1 SM的轮次标号，表示的轮次标号，…，表示的轮次标号。对于被识别出的时刻用集合的形式表达为 表示PCF1 SM被识别出的时刻，表示被识别出的时刻，…，表示被识别出的时刻。
上行透明时钟字段处理模块3
上行透明时钟字段处理模块3第一方面接收上行帧类型识别模块2输出的识别PCF帧信息
上行透明时钟字段处理模块3第二方面将所述M2-3中的透明时钟输出给时钟同步修正值模块11，即上行透明时钟
上行透明时钟字段处理模块3第三方面接收故障注入模块14配置的透明时钟篡改值即依据对所述M2-3中进行处理，从而得到篡改后的上行链路PCF帧记为上行链路篡改信息所述M3-5一方面输出给上行数据复接模块5，另一方面输出给上行循环冗余校验码计算模块4。
PCF1 SM_3是PCF1 SM经篡改后的PCF帧；是经篡改后的PCF帧；…；是经篡改后的PCF帧。
在本发明中，所述“篡改”是指根据故障注入的配置数据修改当前PCF帧TC域的值，使之大于或小于实际的从同步主控器SM发送到离开本发明PCF-Time装置上行链路的传输延迟。
上行循环冗余校验码计算模块4
上行循环冗余校验码计算模块4第一方面接收上行透明时钟字段处理模块3输出的上行链路补偿信息第二方面接收数据承载帧内容添加模块13输出的添加－数据承载帧信息第三方面采用CRC码生成方法对进行处理，得到每个PCF帧对应的CRC码，记为上行PCF帧校验码第四方面采用CRC码生成方法对进行处理，得到每个数据承载帧DBF对应的CRC码，记为DBF帧校验码在本发明中，将和称为上行CRC校验码信息M4-5，该M4-5输出给上行数据复接模块5，即
在本发明中，CRC码生成方法请参考2009年11月，清华大学出版社，《现代电子通信》(第9版)，第323-324页。
上行数据复接模块5
上行数据复接模块5第一方面接收上行链路补偿信息
上行数据复接模块5第二方面接收上行CRC校验码信息
上行数据复接模块5第三方面接收添加－数据承载帧信息
上行数据复接模块5第四方面采用中的替换中的CRC校验码；从而得到替换－上行链路PCF帧记为替换－上行链路PCF帧信息IN端系统，即所述IN端系统经B收发模块6传输给交换机。
上行数据复接模块5第五方面采用中的替换中的CRC校验码；从而得到替换－上行链路DBF帧记为替换－上行链路DBF帧信息M5，即在本发明中，替换－上行链路DBF帧信息M5可以提供给TTE网络中任意一个端系统进行测量结果的观察。
下行帧类型识别模块7
下行帧类型识别模块7第一方面用于接收所述
下行帧类型识别模块7第二方面根据PCF帧的类型字段对所述中的下行协议控制帧进行识别，从而获得识别后的下行协议控制帧记为识别PCF帧信息M7-8，即并将所述M7-8输出给下行透明时钟字段处理模块8；
下行帧类型识别模块7第三方面会将所述的到达标志信息M7-11输出给时钟同步修正值模块11。
在本发明中，下行到达标志信息M7-11包含有下行链路PCF帧到达信号SIGCM和下行链路PCF帧综合循环的轮次ICCM，采用集合的形式表示为M7-11＝{CM_SIG,CM_IC}。下行PCF帧到达信号SIGCM表示PCF帧被下行帧类型识别模块7识别出来的时刻，用于通知时钟同步修正值模块11一个下行PCF帧被捕获；下行链路PCF帧综合循环的轮次ICCM由下行帧类型识别模块7从PCF帧的“pcf_integration_cycle”域中获得，用于标记下行链路PCF帧被发送时所在的综合循环的轮次，也就是TTE网络系统运行中，压缩主控器CM以压缩时刻为基准反馈发送PCF帧进行同步的轮次号，同一个综合循环的轮次时间段内，上行链路PCF帧综合循环的轮次标号和下行链路的PCF帧综合循环的轮次标号是一致的。对于的综合循环的轮次用集合的形式表达为 表示PCF1 CM的轮次标号，表示PCF2 CM的轮次标号，…，表示的轮次标号。对于被识别出的时刻用集合的形式表达为 表示PCF1 CM被识别出的时刻，表示被识别出的时刻，…，表示被识别出的时刻。
下行透明时钟字段处理模块8
下行透明时钟字段处理模块8第一方面接收下行帧类型识别模块7输出的识别PCF帧信息
下行透明时钟字段处理模块8第二方面接收故障注入模块14配置的透明时钟篡改值即
在本发明中，所述“篡改”是指根据故障注入的配置数据修改当前PCF帧TC域的值，使之大于或小于实际的从压缩主控器CM发送到离开本发明PCF-Time装置下行链路的传输延迟。
下行透明时钟字段处理模块8第三方面根据透明时钟篡改值对所述进行处理，从而得到篡改后的下行链路PCF帧记为下行链路篡改信息然后从PCF1 CM_8中提取出篡改后的透明时钟记为PCF2 CM_8中提取出篡改后的透明时钟记为中提取出篡改后的透明时钟记为篡改下行－透明时钟用集合的形式表示为所述M8-10一方面输出给下行数据复接模块10，另一方面输出给下行循环冗余校验码计算模块9。
下行透明时钟字段处理模块8第四方面将所述输出给时钟同步修正值模块11，即篡改下行－透明时钟
PCF1 CM_8是PCF1 CM经篡改后的PCF帧；PCF2 CM_8是PCF2 CM经篡改后的PCF帧；…；是经篡改后的PCF帧。
下行循环冗余校验码计算模块9
下行循环冗余校验码计算模块9第一方面接收下行透明时钟字段处理模块8输出的下行链路补偿信息第二方面采用CRC码生成方法对进行处理，得到每个PCF帧对应的CRC码，记为下行PCF帧校验码该称为下行CRC校验码信息该M9-10下行数据复接模块10。
下行数据复接模块10
下行数据复接模块10第一方面接收下行链路补偿信息
下行数据复接模块10第二方面接收下行CRC校验码信息
下行数据复接模块10第三方面采用替换中的CRC校验码；从而得到替换－下行链路PCF帧记为替换－下行链路PCF帧信息IN交换机，即所述IN交换机经A收发模块1传输给A端系统。
时钟同步修正值模块11
时钟同步修正值模块11第一方面接收上行帧类型识别模块2输出的上行到达标志信息M2-11＝{SM_SIG,SM_IC}、上行透明时钟字段处理模块3输出的上行透明时钟下行帧类型识别模块7输出的下行到达标志信息M7-11＝{CM_SIG,CM_IC}和下行透明时钟字段处理模块8输出的补偿下行－透明时钟
时钟同步修正值模块11第二方面利用来记录捕获的时间点，记为上行捕获时刻
时钟同步修正值模块11第三方面利用来记录捕获的时间点，记为下行捕获时刻
时钟同步修正值模块11第四方面利用相同综合循环轮次的时钟同步修正关系求取综合循环轮次为的A端系统的时钟同步修正值。
同理，求取综合循环轮次为的A端系统的时钟同步修正值
同理，求取综合循环轮次为的A端系统的时钟同步修正值
Δt表示TTE网络在完全时钟同步条件下A端系统发出PCF帧到接收交换机发回的PCF帧的时间间隔。
Dmax表示最大传输时延。
数据存储模块12
数据存储模块12存储有SM的轮次号CM的轮次号SM本地时钟修正值
在本发明中，数据存储模块12具有的缓冲容量为LDBF＝max(K×(LCSC+LIC),18)字节，在相邻两个数据承载帧到达的时间间隔内，根据先入先出原则可供缓存k∈[0,K]次的分析计算结果，每次结果包含时钟同步修正值和综合循环轮次号。k表示缓存次数。
数据承载帧内容添加模块13
数据承载帧内容添加模块13第一方面接收上行帧类型识别模块2输出的识别数据承载帧信息
数据承载帧内容添加模块13第二方面从数据存储模块12中获取SM的轮次号和SM本地时钟修正值
数据承载帧内容添加模块13第三方面将数据存储模块12中当前缓冲存储的k次分析计算结果写入每个数据承载帧DBFSM的数据载荷区，数据载荷区的剩余部分用0填充，从而形成添加后的数据承载帧记为添加－数据承载帧信息M13-5，即所述添加－数据承载帧信息M13-5分别供上行循环冗余校验码计算模块4和上行数据模块5进行继续处理。
故障注入模块14
故障注入模块14第一方面用于给上行帧类型识别模块2配置数据承载帧类型标识DBF配置类型，记为数据承载帧类型信息M14-2＝DBF配置类型；用于根据用户需求选择该类型DBF配置类型的数据帧作为数据承载帧。
故障注入模块14第二方面用于给上行透明时钟字段处理模块3配置透明时钟篡改值记为上行透明时钟篡改值信息应用来模拟TTE网络中任意一条上行链路故障场景。
故障注入模块14第三方面用于给下行透明时钟字段处理模块8配置透明时钟篡改值记为下行透明时钟篡改值信息应用来模拟TTE网络中任意一条下行链路故障场景。
本发明设计的PCF-Time装置通过观测时间触发以太网全双工链路上属于同一综合循环的上下行PCF帧，可以在不改造同步主控器SM软硬件的前提下即可得到它的分布式时钟同步修正值，另一方面也可以通过篡改PCF帧的TC域的值实现注入时钟同步故障。

Claims (6)

1.一种通过捕获协议控制帧测试时间触发以太网的时钟同步修正值的装置，该装置不影响时间触发以太网的正常数据传输；其特征在于：该装置包含有A收发模块(1)、上行帧类型识别模块(2)、上行透明时钟字段处理模块(3)、上行循环冗余校验码计算模块(4)、上行数据复接模块(5)、B收发模块(6)、下行帧类型识别模块(7)、下行透明时钟字段处理模块(8)、下行循环冗余校验码计算模块(9)、下行数据复接模块(10)、时钟同步修正值模块(11)、计算数据存储模块(12)和数据承载帧内容添加模块(13)；
A收发模块(1)与A端系统连接，所述A收发模块(1)用于接收A端系统输出的帧信息OUT端系统＝{SM_PCF,SM_DBF}，其中，为上行协议控制帧，为数据承载帧；
PCF1 SM表示由TTE网络的同步主控器SM输出的第一个协议控制帧；表示由TTE网络的同步主控器SM输出的第二个协议控制帧；…；表示由TTE网络的同步主控器SM输出的最后一个协议控制帧；
DBF1 SM表示由被监测以太网链路上配置的同步主控器SM输出的第一个数据承载帧；表示由被监测以太网链路上配置的同步主控器SM输出的第二个数据承载帧；…；表示由被监测以太网链路上配置的同步主控器SM输出的最后一个数据承载帧；
B收发模块(6)与交换机连接，所述B收发模块(6)用于接收交换机输出的帧信息
PCF1 CM表示由TTE网络的压缩主控器CM输出的第一个协议控制帧；表示由TTE网络的压缩主控器CM输出的第二个协议控制帧；…；表示由TTE网络的压缩主控器CM输出的最后一个协议控制帧；
上行帧类型识别模块(2)设置有用于识别所述的数据承载帧类型标识DBF类型；
上行帧类型识别模块(2)第一方面用于接收所述OUT端系统＝{SM_PCF,SM_DBF}；
上行帧类型识别模块(2)第二方面根据PCF帧的类型字段对所述OUT端系统＝{SM_PCF,SM_DBF}中的上行协议控制帧进行识别，从而获得上行识别PCF帧信息并将所述输出给上行透明时钟字段处理模块(3)；
上行帧类型识别模块(2)第三方面根据所述DBF类型对所述OUT端系统＝{SM_PCF,SM_DBF}中的数据承载帧进行识别，从而获得上行识别数据承载帧信息
上行帧类型识别模块(2)第四方面将所述的到达标志信息M2-11＝{SM_SIG,SM_IC}输出给时钟同步修正值模块(11)；
表示PCF1 SM的轮次标号，表示的轮次标号，…，表示的轮次标号；
表示PCF1 SM被识别出的时刻，表示被识别出的时刻，…，表示被识别出的时刻；
上行透明时钟字段处理模块(3)设置有透明时钟补偿值
上行透明时钟字段处理模块(3)第一方面接收上行帧类型识别模块(2)输出的识别PCF帧信息
上行透明时钟字段处理模块(3)第二方面将所述中的透明时钟输出给时钟同步修正值模块(11)；
表示所述PCF1 SM的透明时钟；表示所述的透明时钟；…；表示所述的透明时钟；
上行透明时钟字段处理模块(3)第三方面根据透明时钟补偿值对所述进行处理，从而得到上行链路补偿信息所述一方面输出给上行数据复接模块(5)，另一方面输出给上行循环冗余校验码计算模块(4)；
上行循环冗余校验码计算模块(4)第一方面接收上行透明时钟字段处理模块(3)输出的上行链路补偿信息第二方面接收数据承载帧内容添加模块(13)输出的添加－数据承载帧信息第三方面采用CRC码生成方法对进行处理，得到每个PCF帧对应的CRC码，记为上行PCF帧校验码第四方面采用CRC码生成方法对进行处理，得到每个数据承载帧DBF对应的CRC码，记为DBF帧校验码
上行循环冗余校验码计算模块(4)将输出给上行数据复接模块(5)；
上行数据复接模块(5)第一方面接收上行链路补偿信息
上行数据复接模块(5)第二方面接收上行CRC校验码信息
上行数据复接模块(5)第三方面接收添加－数据承载帧信息
上行数据复接模块(5)第四方面采用中的替换中的CRC校验码；从而得到替换－上行链路PCF帧信息所述IN端系统经B收发模块(6)传输给交换机；
上行数据复接模块(5)第五方面采用中的替换中的CRC校验码；从而得到替换－上行链路DBF帧信息
下行帧类型识别模块(7)第一方面用于接收所述
下行帧类型识别模块(7)第二方面根据PCF帧的类型字段对所述中的下行协议控制帧进行识别，从而获得识别后的下行协议控制帧信息并将所述输出给下行透明时钟字段处理模块(8)；
下行帧类型识别模块(7)第三方面会将所述中的到达标志信息M7-11＝{CM_SIG,CM_IC}输出给时钟同步修正值模块(11)；
表示PCF1 CM的轮次标号，表示的轮次标号，…，表示的轮次标号；
表示PCF1 CM被识别出的时刻，表示被识别出的时刻，…，表示被识别出的时刻；
下行透明时钟字段处理模块(8)设置有透明时钟补偿值
下行透明时钟字段处理模块(8)第一方面接收下行帧类型识别模块(7)输出的识别PCF帧信息
下行透明时钟字段处理模块(8)第二方面根据透明时钟补偿值对所述进行处理，从而得到下行链路补偿信息然后从PCF1 CM_8中提取出补偿后的透明时钟记为 中提取出补偿后的透明时钟记为 中提取出补偿后的透明时钟记为补偿下行－透明时钟用集合的形式表示为所述一方面输出给下行数据复接模块(10)，另一方面输出给下行循环冗余校验码计算模块(9)；
下行透明时钟字段处理模块(8)第三方面将所述输出给时钟同步修正值模块(11)；
下行循环冗余校验码计算模块(9)第一方面接收下行透明时钟字段处理模块(8)输出的下行链路补偿信息第二方面采用CRC码生成方法对进行处理，得到每个PCF帧对应的CRC码，即下行CRC校验码信息该M9-10输出给下行数据复接模块(10)；
下行数据复接模块(10)第一方面接收下行链路补偿信息
下行数据复接模块(10)第二方面接收下行CRC校验码信息
下行数据复接模块(10)第三方面采用替换中的CRC校验码；从而得到替换－下行链路PCF帧信息所述经A收发模块(1)传输给A端系统；
时钟同步修正值模块(11)第一方面接收上行帧类型识别模块(2)输出的上行到达标志信息M2-11＝{SM_SIG,SM_IC}、上行透明时钟字段处理模块(3)输出的上行透明时钟下行帧类型识别模块(7)输出的下行到达标志信息M7-11＝{CM_SIG,CM_IC}和下行透明时钟字段处理模块(8)输出的补偿下行－透明时钟
时钟同步修正值模块(11)第二方面利用来记录捕获的时间点，记为上行捕获时刻
时钟同步修正值模块(11)第三方面利用来记录捕获的时间点，记为下行捕获时刻
时钟同步修正值模块(11)第四方面利用相同综合循环轮次的时钟同步修正关系求取综合循环轮次为的A端系统的时钟同步修正值；
Δt表示TTE网络在完全时钟同步条件下A端系统发出PCF帧到接收交换机发回的PCF帧的时间间隔；
Dmax表示最大传输时延；
数据存储模块(12)存储有SM的轮次号CM的轮次号SM本地时钟修正值
数据承载帧内容添加模块(13)第一方面接收上行帧类型识别模块(2)输出的识别数据承载帧信息
数据承载帧内容添加模块(13)第二方面从数据存储模块(12)中获取SM的轮次号和SM本地时钟修正值
数据承载帧内容添加模块(13)第三方面将数据存储模块(12)中当前缓冲存储的k次分析计算结果写入每个数据承载帧DBFSM的数据载荷区，数据载荷区的剩余部分用0填充，从而形成添加后的添加－数据承载帧信息所述添加－数据承载帧信息M13-5分别供上行循环冗余校验码计算模块(4)和上行数据复接模块(5)进行继续处理。
2.一种通过捕获协议控制帧测试时间触发以太网的时钟同步修正值的装置，该装置不影响时间触发以太网的正常数据传输；其特征在于：该装置包含有A收发模块(1)、上行帧类型识别模块(2)、上行透明时钟字段处理模块(3)、上行循环冗余校验码计算模块(4)、上行数据复接模块(5)、B收发模块(6)、下行帧类型识别模块(7)、下行透明时钟字段处理模块(8)、下行循环冗余校验码计算模块(9)、下行数据复接模块(10)、时钟同步修正值模块(11)、计算数据存储模块(12)、数据承载帧内容添加模块(13)和故障注入模块(14)；
A收发模块(1)与A端系统连接，所述A收发模块(1)用于接收A端系统输出的帧信息OUT端系统＝{SM_PCF,SM_DBF}，其中，为上行协议控制帧，为数据承载帧；
PCF1 SM表示由TTE网络的同步主控器SM输出的第一个协议控制帧；表示由TTE网络的同步主控器SM输出的第二个协议控制帧；…；表示由TTE网络的同步主控器SM输出的最后一个协议控制帧；
DBF1 SM表示由被监测以太网链路上配置的同步主控器SM输出的第一个数据承载帧；表示由被监测以太网链路上配置的同步主控器SM输出的第二个数据承载帧；…；表示由被监测以太网链路上配置的同步主控器SM输出的最后一个数据承载帧；
B收发模块(6)与交换机连接，所述B收发模块(6)用于接收交换机输出的帧信息
PCF1 CM表示由TTE网络的压缩主控器CM输出的第一个协议控制帧；表示由TTE网络的压缩主控器CM输出的第二个协议控制帧；…；表示由TTE网络的压缩主控器CM输出的最后一个协议控制帧；
上行帧类型识别模块(2)设置有用于识别所述的数据承载帧类型标识DBF类型；
上行帧类型识别模块(2)第一方面用于接收所述OUT端系统＝{SM_PCF,SM_DBF}；
上行帧类型识别模块(2)第二方面根据PCF帧的类型字段对所述OUT端系统＝{SM_PCF,SM_DBF}中的上行协议控制帧进行识别，从而获得上行识别PCF帧信息并将所述输出给上行透明时钟字段处理模块(3)；
上行帧类型识别模块(2)第三方面接收故障注入模块(14)配置的数据承载帧类型信息M14-2＝DBF配置类型，并根据所述DBF配置类型对所述OUT端系统＝{SM_PCF,SM_DBF}中的数据承载帧进行识别，从而获得识别数据承载帧信息
上行帧类型识别模块(2)第四方面将所述的到达标志信息M2-11＝{SM_SIG,SM_IC}输出给时钟同步修正值模块(11)；
表示PCF1 SM的轮次标号，表示的轮次标号，…，表示的轮次标号；
表示PCF1 SM被识别出的时刻，表示被识别出的时刻，…，表示被识别出的时刻；
上行透明时钟字段处理模块(3)第一方面接收上行帧类型识别模块(2)输出的识别PCF帧信息
上行透明时钟字段处理模块(3)第二方面将所述中的透明时钟输出给时钟同步修正值模块(11)；
上行透明时钟字段处理模块(3)第三方面接收故障注入模块(14)配置的透明时钟篡改值信息依据对所述进行处理，从而得到上行链路篡改信息所述一方面输出给上行数据复接模块(5)，另一方面输出给上行循环冗余校验码计算模块(4)；
上行循环冗余校验码计算模块(4)第一方面接收上行透明时钟字段处理模块(3)输出的上行链路补偿信息第二方面接收数据承载帧内容添加模块(13)输出的添加－数据承载帧信息第三方面采用CRC码生成方法对进行处理，得到每个PCF帧对应的CRC码，记为上行PCF帧校验码第四方面采用CRC码生成方法对进行处理，得到每个数据承载帧DBF对应的CRC码，记为DBF帧校验码
上行循环冗余校验码计算模块(4)将输出给上行数据复接模块(5)；
上行数据复接模块(5)第一方面接收上行链路补偿信息
上行数据复接模块(5)第二方面接收上行CRC校验码信息
上行数据复接模块(5)第三方面接收添加－数据承载帧信息
上行数据复接模块(5)第四方面采用中的替换中的CRC校验码；从而得到替换－上行链路PCF帧信息所述IN端系统经B收发模块(6)传输给交换机；
上行数据复接模块(5)第五方面采用中的替换中的CRC校验码；从而得到替换－上行链路DBF帧信息
下行帧类型识别模块(7)第一方面用于接收所述
下行帧类型识别模块(7)第二方面根据PCF帧的类型字段对所述中的下行协议控制帧进行识别，从而获得识别后的下行协议控制帧信息并将所述输出给下行透明时钟字段处理模块(8)；
下行帧类型识别模块(7)第三方面会将所述中的到达标志信息M7-11＝{CM_SIG,CM_IC}输出给时钟同步修正值模块(11)；
表示PCF1 CM的轮次标号，表示的轮次标号，…，表示的轮次标号；
表示PCF1 CM被识别出的时刻，表示被识别出的时刻，…，表示被识别出的时刻；
下行透明时钟字段处理模块(8)第一方面接收下行帧类型识别模块(7)输出的识别PCF帧信息
下行透明时钟字段处理模块(8)第二方面接收故障注入模块(14)配置的透明时钟篡改值信息
下行透明时钟字段处理模块(8)第三方面根据透明时钟篡改值对所述进行处理，从而得到下行链路篡改信息然后从PCF1 CM_8中提取出篡改后的透明时钟记为 中提取出篡改后的透明时钟记为 中提取出篡改后的透明时钟记为篡改下行－透明时钟用集合的形式表示为所述一方面输出给下行数据复接模块(10)，另一方面输出给下行循环冗余校验码计算模块(9)；
下行透明时钟字段处理模块(8)第四方面将所述输出给时钟同步修正值模块(11)；
下行循环冗余校验码计算模块(9)第一方面接收下行透明时钟字段处理模块(8)输出的下行链路补偿信息第二方面采用CRC码生成方法对进行处理，得到每个PCF帧对应的CRC码，即下行CRC校验码信息该M9-10输出给下行数据复接模块(10)；
下行数据复接模块(10)第一方面接收下行链路补偿信息
下行数据复接模块(10)第二方面接收下行CRC校验码信息
下行数据复接模块(10)第三方面采用替换中的CRC校验码；从而得到替换－下行链路PCF帧信息所述经A收发模块(1)传输给A端系统；
时钟同步修正值模块(11)第一方面接收上行帧类型识别模块(2)输出的上行到达标志信息M2-11＝{SM_SIG,SM_IC}、上行透明时钟字段处理模块(3)输出的上行透明时钟下行帧类型识别模块(7)输出的下行到达标志信息M7-11＝{CM_SIG,CM_IC}和下行透明时钟字段处理模块(8)输出的补偿下行－透明时钟
时钟同步修正值模块(11)第二方面利用来记录捕获的时间点，记为上行捕获时刻
时钟同步修正值模块(11)第三方面利用来记录捕获的时间点，记为下行捕获时刻
时钟同步修正值模块(11)第四方面利用相同综合循环轮次的时钟同步修正关系求取综合循环轮次为的A端系统的时钟同步修正值；
Δt表示TTE网络在完全时钟同步条件下A端系统发出PCF帧到接收交换机发回的PCF帧的时间间隔；
Dmax表示最大传输时延；
数据存储模块(12)存储有SM的轮次号CM的轮次号SM本地时钟修正值
数据承载帧内容添加模块(13)第一方面接收上行帧类型识别模块(2)输出的识别数据承载帧信息
数据承载帧内容添加模块(13)第二方面从数据存储模块(12)中获取SM的轮次号和SM本地时钟修正值
数据承载帧内容添加模块(13)第三方面将数据存储模块(12)中当前缓冲存储的k次分析计算结果写入每个数据承载帧DBFSM的数据载荷区，数据载荷区的剩余部分用0填充，从而形成添加后的添加－数据承载帧信息所述添加－数据承载帧信息分别供上行循环冗余校验码计算模块(4)和上行数据复接模块(5)进行继续处理；
故障注入模块(14)第一方面用于给上行帧类型识别模块(2)配置数据承载帧类型信息M14-2＝DBF配置类型；用于根据用户需求选择该类型DBF配置类型的数据帧作为数据承载帧；
故障注入模块(14)第二方面用于给上行透明时钟字段处理模块(3)配置透明时钟篡改值信息应用来模拟TTE网络中任意一条上行链路故障场景；
故障注入模块(14)第三方面用于给下行透明时钟字段处理模块(8)配置透明时钟篡改值信息应用来模拟TTE网络中任意一条下行链路故障场景。
3.根据权利要求1或2所述的通过捕获协议控制帧测试时间触发以太网的时钟同步修正值的装置，其特征在于：该装置能够根据用户选择数据承载帧类型DBF类型或者DBF配置类型来承载测试结果。
4.根据权利要求1或2所述的通过捕获协议控制帧测试时间触发以太网的时钟同步修正值的装置，其特征在于：DBF类型与DBF配置类型的数据承载帧类型可以是相同的，也可以是不同的。
5.根据权利要求1所述的通过捕获协议控制帧测试时间触发以太网的时钟同步修正值的装置，其特征在于：该装置通过观测时间触发以太网全双工链路上属于同一综合循环的上下行PCF帧，在不改造同步主控器SM软硬件的前提下即可得到所述同步主控器SM的分布式时钟同步修正值。
6.根据权利要求2所述的通过捕获协议控制帧测试时间触发以太网的时钟同步修正值的装置，其特征在于：该装置通过观测时间触发以太网全双工链路上属于同一综合循环的上下行PCF帧，通过篡改PCF帧的TC域的值实现注入时钟同步故障。
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