CN106160909A - 闰秒跳变的处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种闰秒跳变的处理方法及装置，其中，该方法包括：检测闰秒跳变事件；在检测到发生闰秒跳变事件时，处于延期HOLDOVER状态的节点根据历史缓存中的补偿信息进行闰秒跳变。通过本发明解决了相关技术中无法提高整网时间同步的精确度的问题，从而达到了提高整网时间同步的精确度的效果。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种闰秒跳变的处理方法及装置。
背景技术
图1是1588组网示意图，在使用1588时间同步协议(Precision Time Protocol，简称为PTP)系统中需要使用到下面几种时间格式：
1)国际原子时(International Atomic Time，简称为TAI)；2)世界协调时(CoordinatedUniversal Time简称为UTC)；3)全球定位系统(Global Positioning System，简称为GPS)；
TAI：BIPM会员国之国家标准实验室原子钟组依据秒定义产生，每月送至BIPM，BIPM根据各国实验室的维持能力及研发实力乘以不同的权重，平均所得即为TAI。
UTC：综合一号世界时与国际原子时所发布的生活使用时时间标准，亦为世界标准时刻，1972年后的定义为：UTC-TAI＝N秒(N为整数)，并且，|UTC-UT1|<0.9秒
GPS：GPS时间系统采用原子时TAI秒长作时间基准，时间原点在1980年1月6日与UTC对齐，启动后没有跳秒，保证时间的连续。随着时间积累，GPS时与UTC时之间存在整秒差。
其中PTP时间在IEEE 1588v2中要求使用TAI时间。GPS导出时间要求使用GPS时间。
TAI时间和GPS时间的关系是：TAI＝GPS+19s。
TAI时间和UTC时间的关系是：TAI-UTC＝X，X值会随着产生的闰秒而变化，例如到2014-10-29为止，TAI-UTC＝35。
表1历年的闰秒调整值
| 调整日期 | 调整值(秒) | UTC和TAI的时间差(秒) |
| 1972.1.1 | -0.1077580 | -10 |
| 1972.7.1 | -1 | -11 |
| 1973.1.1 | -1 | -12 |
| 1974.1.1 | -1 | -13 |
| 1975.1.1 | -1 | -14 |
| 1976.1.1 | -1 | -15 |
| 1977.1.1 | -1 | -16 |
| 1978.1.1 | -1 | -17 |
| 1979.1.1 | -1 | -18 |
| 1980.1.1 | -1 | -19 |
| 1981.7.1 | -1 | -20 |
| 1982.7.1 | -1 | -21 |
| 1983.7.1 | -1 | -22 |
| 1985.7.1 | -1 | -23 |
| 1988.7.1 | -1 | -24 |
| 1990.1.1 | -1 | -25 |
| 1991.1.1 | -1 | -26 |
| 1992.7.1 | -1 | -27 |
| 1993.7.1 | -1 | -28 |
| 1994.7.1 | -1 | -29 |
| 1996.1.1 | -1 | -30 |
| 1997.7.1 | -1 | -31 |
| 1999.1.1 | -1 | -32 |
| 2006.1.1 | -1 | -33 |
| 2009.1.1 | -1 | -34 |
| 2012.7.1 | -1 | -35 |
网络中不同节点使用不同的时间格式，当发生闰秒跳变时，需要根据输入源时间格式到目的时间格式间的转换(加入偏差以及闰秒)，同步完成整个网络时间的闰秒在同一时刻完成校正。
在实际的网络应用中，发生闰秒事件时，如果时间网络中所有节点都需要去设置TAI-UTC-offset值，这将给开通和维护带来极大的困难。这就需要PTP网络中的设备自动跟踪GM设备的TAI-UTC-offset值，修改GM设备的TAI-UTC-offset值或者不修改任何网络的配置就可以更新整网的TAI-UTC-offset值。
需要考虑具体时间输入源(本地时间源、GPS源、TAI源等)对应到本地目标UTC时间格式。更重要的需要考虑输入源之间的切换(丢包、物理异常、信号不可用等导致的源切换)，带来的时间信号跳变，影响时间稳定性。
针对相关技术中，如何提高整网时间同步的精确度的问题，还未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明提供了一种闰秒跳变的处理方法及装置，以至少解决相关技术中无法提高整网时间同步的精确度的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种闰秒跳变的处理方法，包括：检测闰秒跳变事件；在检测到发生闰秒跳变事件时，处于延期HOLDOVER状态的节点根据历史缓存中的补偿信息进行闰秒跳变。
进一步地，检测闰秒跳变事件之前包括：在预定时间内未接收到指定报文的情况下，所述节点进入所述HOLDOVER状态，其中，所述指定报文中携带有所述补偿信息。
进一步地，所述补偿信息包括：用于对闰秒进行补偿的偏移值和跳变标记。
进一步地，在所述节点为GM节点的情况下，处于延期HOLDOVER状态的节点根据历史缓存中的补偿信息进行闰秒跳变包括：处在所述HOLDOVER状态的所述GM节点根据预先配置的偏移值GPS-UTC-OFFSET值进行闰秒跳变。
进一步地，在所述节点为OC节点的情况下，处于延期HOLDOVER状态的节点根据历史缓存中的补偿信息进行闰秒跳变包括：处在所述HOLDOVER状态的所述OC节点根据历史缓存的偏移值UTC-TAI-OFFSET值进行闰秒跳变。
进一步地，所述节点进入所述HOLDOVER状态的原因包括以下至少之一：网络异常、所述指定报文超时、所述节点异常。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种闰秒跳变的处理装置，包括：检测模块，用于检测闰秒跳变事件；跳变模块，用于在检测到发生闰秒跳变事件时，处于延期HOLDOVER状态的节点根据历史缓存中的补偿信息进行闰秒跳变。
进一步地，所述装置还包括：处理模块，用于在预定时间内未接收到指定报文的情况下，所述节点进入所述HOLDOVER状态，其中，所述指定报文中携带有所述补偿信息。
进一步地，所述补偿信息包括：用于对闰秒进行补偿的偏移值和跳变标记。
进一步地，在所述节点为GM节点的情况下，所述跳变模块还用于根据预先配置的偏移值GPS-UTC-OFFSET值进行闰秒跳变。
进一步地，在所述节点为OC节点的情况下，所述跳变模块还用于根据历史缓存的偏移值UTC-TAI-OFFSET值进行闰秒跳变。
进一步地，所述装置还包括：确定模块，用于检测到以下至少之一的情况时，确定所述节点进入所述HOLDOVER状态：网络异常、所述指定报文超时、所述节点异常。
通过本发明，采用检测闰秒跳变事件；在检测到发生闰秒跳变事件时，处于延期HOLDOVER状态的节点根据历史缓存中的补偿信息进行闰秒跳变。解决了相关技术中无法提高整网时间同步的精确度的问题，从而达到了提高整网时间同步的精确度的效果。
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组网示意图；
图2是根据本发明实施例的闰秒跳变处理方法的流程图；
图3是根据本发明实施例的闰秒跳变处理装置的结构框图；
图4是根据本发明实施例的闰秒跳变处理装置的结构框图(一)；
图5是根据本发明实施例的闰秒跳变处理装置的结构框图(二)；
图6是根据本发明实施例的1588时间同步闰秒宣告组网示意图；
图7是根据本发明实施例的闰秒自动宣告状态机示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。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。
在本实施例中提供了一种闰秒跳变的处理方法，图2是根据本发明实施例的闰秒跳变处理方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
步骤S202，检测闰秒跳变事件；
步骤S204，在检测到发生闰秒跳变事件时，处于延期HOLDOVER状态的节点根据历史缓存中的补偿信息进行闰秒跳变。
通过上述步骤，在检测到发生闰秒跳变事件时，配置了HOLDOVER状态的节点会根据之前缓存的闰秒补偿信息完成闰秒的跳变，避免了在发生闰秒跳变事件时，节点没有进行闰秒的跳变的依据的现象，解决了相关技术中无法提高整网时间同步的精确度的问题，从而达到了提高整网时间同步的精确度的效果。
上述步骤的实现要求节点预先配置了HOLDOVER状态，在一个可选实施例中，节点在预定时间内未接收到指定报文的情况下，进入HOLDOVER状态，其中，指定报文中携带有该补偿信息，以便于节点根据补偿信息进行闰秒跳变。
在一个可选实施例中，补偿信息包括：用于对闰秒进行补偿的偏移值和跳变标记。其中，跳变标记用于标记跳变动作是增加指定时间或者减小指定时间。例如：跳变标记作用：标识跳变动作是跳动正1秒<即：leap61标记>；还是负1秒<即：leap59标记>。
上述的节点可以是祖父(GrandMaster，简称为GM)节点，也可以是OC节点，下面分别对其进行说明。
在上述节点为GM节点的情况下，在一个可选实施例中，处在HOLDOVER状态的GM节点根据预先配置的偏移值全球定位系统与原子时间的差值GPS-UTC-OFFSET进行闰秒跳变。
在上述节点为普通时钟(Ordinary Clock，简称为OC)节点的情况下，在一个可选实施例中，处在HOLDOVER状态的OC节点根据历史缓存的偏移值世界协调时与原子时之间的偏差UTC-TAI-OFFSET值进行闰秒跳变。从而保证了在发生闰秒跳变事件时，无论处在HOLDOVER状态的GM节点还是处在HOLDOVER状态的OC节点都有进行闰秒跳变的依据。
在一个可选实施例中，在检测到网络异常或者指定报文超时或者节点异常时节点进入HOLDOVER状态。
在本实施例中还提供了一种闰秒跳变的处理装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图3是根据本发明实施例的闰秒跳变处理装置的结构框图，如图3所示，该装置包括：检测模块32，用于检测闰秒跳变事件；跳变模块34，用于在检测到发生闰秒跳变事件时，处于延期HOLDOVER状态的节点根据历史缓存中的补偿信息进行闰秒跳变。
图4是根据本发明实施例的闰秒跳变处理装置的结构框图(一)，如图4所示，该装置除包括图3所示的所有模块外，还包括：处理模块36，用于在预定时间内未接收到指定报文的情况下，该节点进入HOLDOVER状态，其中，指定报文中携带有该补偿信息。
可选地，补偿信息包括：用于对闰秒进行补偿的偏移值和跳变标记。，其中，所述跳变标记用于标记跳变动作是增加指定时间或者减小指定时间。
可选地，在上述节点为祖父GM节点的情况下，跳变模块34还用于根据预先配置的偏移值全球定位系统与原子时间的差值GPS-UTC-OFFSET值进行闰秒跳变。
可选地，在上述节点为普通时钟OC节点的情况下，跳变模块34还用于根据历史缓存的偏移值世界协调时与原子时之间的偏差UTC-TAI-OFFSET值进行闰秒跳变。
图5是根据本发明实施例的闰秒跳变处理装置的结构框图(二)，如图5所示，装该装置还包括：确定模块38，用于检测到以下至少之一的情况时，确定节点进入HOLDOVER状态：网络异常、指定报文超时、节点异常。
需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述各个模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块分别位于第一处理器、第二处理器和第三处理器…中。
针对相关技术中存在的上述问题，下面结合可选实施例进行说明，在本可选实施例中结合了上述可选实施例及其可选实施方式。
在本可选实施例中，将网络中GM设备TAI-UTC-offset值利用announce报文currentUTCoffset字段进行网络传递，来实现闰秒宣告功能。闰秒宣告又分为手动方式、自动方式的解决方案。PTP系统中的时间同步，为应对源切换引起的时间跳变引入holdover机制进行解决。
在多时间格式的网络中，完成时间同步闰秒的宣告。闰秒宣告方式为手动、自动两种方式。特别是自动宣告方式，极大的简化工程上的开通。
本可选实施例的主要技术特征如下：
在1588系统中启用闰秒宣告手动、自动方式。
在1588网络中利用announce报文currentUTCoffset字段进行传递UTC-TAI-OFFSET。
系统闰秒校正：手动方式下执行系统手动闰秒校正；自动方式下运行闰秒自动宣告状态机，根据闰秒自动宣告状态机状态机输出UTC-TAI-OFFSET进行系统的闰秒校正。闰秒自动宣告状态机考虑切换引入的holdover处理。
网络中若存在不同时间格式，则系统完成输入闰秒信息到目的时间格式的闰秒信息的转换。供输出目的时间格式设备进行闰秒校正。系统能够通过TAI时间维护本地UTC时间。
工程实施中，在发生闰秒事件前，仅在网络GM(grandmaster)设备执行闰秒跳秒的标记动作，跳秒标记及跳秒offset通过announce报文传递到整个网络设备，在跳秒事件时刻，整个网络设备统一补偿闰秒校正信息。GM执行过跳秒事件后，跳秒标记清除。
本可选实施例中1588系统涉及的两条配置：
ptp utc-trace-leap{leap61|leap59|clear}
配置utc-offset的leap方式：leap61，当天utc时间最后一分钟为61s；leap59，当天utc时间最后一分钟为59s；clear，清除59或者61标志；当前utc时间最后一分钟恢复为60s；此命令为动作，不存盘，不写库。此命令用于GM。
ptp utc-trace{mannual|auto[holdover<0-48>]}
配置utc-offset跟踪方式是手工还是自动，默认是手工方式，自动模式下选配ptp utc丢失时保持时间，时间范围是0-48小时，步长是1小时；默认值是24小时；无no命令。
图7是根据本发明实施例的闰秒自动宣告状态机示意图，如图7所示：
状态机迁变事件说明：
状态机状态说明：
1、TOD:leap second或Holdover 时：取GPS-UTC-OFFSET
2、Annonuce：curUTCoffset或Holdover时announce报文中currentUtcOffset(TAI-UTC-offset)值
3、本地配置GPS-UTC-OFFSET
实施例一，结合图6，描述下在实际时间同步组网中的具体步骤：
步骤一：在GM上配置ptp utc-trace auto holdover 24。
步骤二：在中间节点的BC/OC上也配置如GM的配置。
步骤三：GM/BC/OC分别执行图7闰秒自动宣告状态机。
步骤四：GM将执行闰秒自动宣告状态机得到的结果UTC-TAI-OFFSET通过announce报文currentUTCoffset向下游BC/OC传递。
步骤五:在发送闰秒事件时，在GM设备上执行ptp utc-trace-leap leap61(表示当前要加入正闰1秒)，此标记通过announce报文标记位Li向下游BC/OC进行通告。
步骤六：整个网络设备都维护一个UTC时间计数器。GM/BC/OC根据各自的收到Li标记及currentUTCoffset，当闰秒跳变的时刻到来时，各节点统一进行闰秒跳变。完成整个网络的闰秒补偿。
步骤七：OC同时将收到的announce报文Li标记及currentUTCoffset转换为GPSLeapS及GPS-TAI-OFFSET.用于NodeB上的闰秒补偿。
步骤八：在此步骤四到步骤七过程中GM/BC/OC若发生annouce报文超时等异常，则节点进入annonce Holdover状态。(参照图7闰秒自动宣告状态机的执行)不会影响网络最终的闰秒的补偿。
实施例二，结合图6，描述下在实际时间同步组网中holdover具体步骤：
步骤一：在GM上配置ptp utc-trace auto holdover 24.配置本地GPS-UTC-OFFSET值。
步骤二：在中间节点的BC/OC上也配置如GM的配置。
步骤三：GM将执行闰秒自动宣告状态机得到的结果UTC-TAI-OFFSET通过announce报文currentUTCoffset向下游BC/OC传递。
进一步细化，GM为ptp源输入，且announce报文超时，则GM进入announceHoldover状态，仍通过announce向BC发送announce保持的currentUTCoffset。保持24小时到，则恢复为GPS-UTC-OFFSET值。
进一步细化，GM为GPS源输入，当GPS异常导致失锁，则GM进入GPS Holdover状态，仍通过announce向BC发送保持的GPS Leap second。保持24小时到，则恢复为GPS-UTC-OFFSET值。
步骤四：如BC节点发生网络异常，announce报文超时，则BC节点进入announceHoldover状态，仍然跟踪GM传过来的currentUTCoffset值。
步骤五：在发送闰秒事件时，处在Holdover状态的设备，GM/BC/OC根据各自缓存收到的Li标记及currentUTCoffset，在闰秒跳变时刻到来时，各节点统一进行闰秒跳变，完成整个网络的闰秒补偿。如此，虽网络在闰秒跳秒当天有异常及震荡，不影响整网补偿的效果。
综上所述，本发明完成了1588组网中时间闰秒宣告功能。通过自动状态机及holdover机制可以极大减低工程部署的复杂性，有效加强时间同步网络的可靠性。
在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。
在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。
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。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种闰秒跳变的处理方法，其特征在于，包括：
检测闰秒跳变事件；
在检测到发生闰秒跳变事件时，处于延期HOLDOVER状态的节点根据历史缓存中的补偿信息进行闰秒跳变。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检测闰秒跳变事件之前包括：
在预定时间内未接收到指定报文的情况下，所述节点进入所述HOLDOVER状态，其中，所述指定报文中携带有所述补偿信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述补偿信息包括：用于对闰秒进行补偿的偏移值和跳变标记，其中，所述跳变标记用于标记跳变动作是增加指定时间或者减小指定时间。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述节点为祖父GM节点的情况下，处于延期HOLDOVER状态的节点根据历史缓存中的补偿信息进行闰秒跳变包括：
处在所述HOLDOVER状态的所述GM节点根据预先配置的偏移值全球定位系统与原子时间的差值GPS-UTC-OFFSET进行闰秒跳变。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述节点为普通时钟OC节点的情况下，处于延期HOLDOVER状态的节点根据历史缓存中的补偿信息进行闰秒跳变包括：
处在所述HOLDOVER状态的所述OC节点根据历史缓存的偏移值世界协调时与原子时之间的偏差UTC-TAI-OFFSET值进行闰秒跳变。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述节点进入所述HOLDOVER状态的原因包括以下至少之一：
网络异常、所述指定报文超时、所述节点异常。
7.一种闰秒跳变的处理装置，其特征在于，包括：
检测模块，用于检测闰秒跳变事件；
跳变模块，用于在检测到发生闰秒跳变事件时，处于延期HOLDOVER状态的节点根据历史缓存中的补偿信息进行闰秒跳变。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
处理模块，用于在预定时间内未接收到指定报文的情况下，所述节点进入所述HOLDOVER状态，其中，所述指定报文中携带有所述补偿信息。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述补偿信息包括：用于对闰秒进行补偿的偏移值和跳变标记，其中，所述跳变标记用于标记跳变动作是增加指定时间或者减小指定时间。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，在所述节点为祖父GM节点的情况下，所述跳变模块还用于根据预先配置的偏移值全球定位系统与原子时间的差值GPS-UTC-OFFSET进行闰秒跳变。
11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，在所述节点为普通时钟OC节点的情况下，所述跳变模块还用于根据历史缓存的偏移值世界协调时与原子时之间的偏差UTC-TAI-OFFSET值进行闰秒跳变。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
确定模块，用于检测到以下至少之一的情况时，确定所述节点进入所述HOLDOVER状态：
网络异常、所述指定报文超时、所述节点异常。
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