CN107579793A - 一种通信网络设备间时间同步的优化方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通信网络设备间时间同步的优化方法、装置及设备，该方法包括：获取第一设备的主控板传输至第二设备的第一报文；在第一报文中增加第一报文从第一设备的线卡处理芯片传输到线卡端口的第一时差补偿值，获得第二报文；将第二报文发送至第二设备；获得第二设备接收第二报文后返回的第三报文，其中第三报文中记录有第二设备接收第二报文后，在第二设备的线卡处理芯片与线卡端口之间传输的时差补偿值；在第三报文中增加第三报文从第一设备的线卡端口传输至线卡处理芯片的第四时差补偿值，获得第四报文；根据第四报文，计算第一设备与第二设备之间报文传输的延时时间。本发明实现通信网络设备间精确的时间同步，满足设备在复杂组网环境下时间同步倒换的延时抖动要求。

Description

一种通信网络设备间时间同步的优化方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，特别是涉及一种通信网络设备间时间同步的优化方法、装置及设备。

背景技术

PTP(Precision Time Protocol，精确时钟同步协议)是一种主从同步系统，采用主从时钟方式，对时间信息进行编码，利用网络的对称性和延时测量技术，实现主从时间的同步。在系统的同步过程中，主时钟周期性发布PTP时间同步协议及时间信息，从时钟端口接收主时钟端口发来的时间戳信息，系统据此计算出主从线路时间延迟及主从时间差，并利用该时间差调整本地时间，使从设备时间保持与主设备时间一致的频率与相位。

实际在实现时间同步功能时，由于信号在线路上传递会出现延时，设备可能无法测量出线路的延时，需要手工进行时延补偿。此时，设备需要支持各种接口的时延补偿功能。而且在网络中可能有主备两个时间源时，设备需要支持主时间源出现故障时自动跟踪备用时间源。另外，在环网或无线网状网络Mesh网结构下，设备需要支持从不同线路方向跟踪时间源，并且在当前跟踪方向出现故障时，能自动倒换到其他方向。例如，16个设备倒换产生的相位抖动要求小于+/-200ns。

现有技术中对不同设备，在不同线卡上组成的环型网络，处理通过不同类型单板，不同芯片单板PTP协议报文时，由于对时间信息报文的时延补偿处理精度的偏差，将导致从不同线路方向跟踪同一时间源的延时抖动变化非常的大，故无法满足从不同线路方向跟踪同一时间源的延时抖动要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种通信网络设备间时间同步的优化方法、装置及设备，用以解决现有问题中设备无法满足在复杂组网环境下时间同步倒换的延时抖动要求的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种通信网络设备间时间同步的优化方法，应用于第一设备，包括：

获取所述第一设备的主控板传输至第二设备的第一报文，其中所述第一报文中记录有所述第一报文创建时的第一时间信息；

在所述第一报文中增加所述第一报文从第一设备的线卡处理芯片传输到线卡端口的第一时差补偿值，获得第二报文；

将所述第二报文发送至第二设备；

获得所述第二设备接收所述第二报文后返回的第三报文，其中所述第三报文中记录有所述第二设备接收所述第二报文后，在所述第二设备的线卡处理芯片与线卡端口之间传输的第二时差补偿值和第三时差补偿值；

在所述第三报文中增加所述第三报文从第一设备的线卡端口传输至线卡处理芯片的第四时差补偿值，获得第四报文；

根据所述第四报文，计算所述第一设备与所述第二设备之间报文传输的延时时间。

其中，所述第二时差补偿值为在所述第二报文中增加的所述第二报文从所述第二设备的线卡端口传输至线卡处理芯片的时差补偿值；

所述第三时差补偿值为在所述第二设备的主控板获得所述第二报文后反馈的回应报文中增加的所述回应报文从所述第二设备的线卡处理芯片传输至线卡端口的时差补偿值。

其中，所述第一时间信息包括：用于频率同步的第一报文在所述第一设备的主控板上创建时，所述主控板的第一时间戳以及第一物理时钟频率；

所述第一报文中还记录有所述第一报文从所述主控板传输至所述第一设备的线卡处理芯片时，所述线卡处理芯片的第二物理时钟频率；

所述第二报文中记录有所述第二报文从所述第二设备的线卡端口传输至所述第二设备的线卡处理芯片时，所述线卡处理芯片的第三物理时钟频率；所述第二报文从所述第二设备的线卡处理芯片传输至所述第二设备的主控板时所述主控板的第二时间戳以及第四物理时钟频率；

所述第三报文中还记录有所述第二设备的主控板根据所述第二报文生成的回应报文在所述主控板上创建时，所述主控板的第三时间戳以及第五物理时钟频率；所述回应报文从所述第二设备的主控板传输至所述第二设备的线卡处理芯片时，所述线卡处理芯片的第六物理时钟频率；

所述第四报文还记录有所述第三报文从所述第一设备的线卡端口传输至所述第一设备的线卡处理芯片时，所述线卡处理芯片的第七物理时钟频率；所述第四报文从所述线卡处理芯片传输至所述第一设备的主控板时，所述主控板的第四时间戳以及第八物理时钟频率。

其中，所述根据所述第四报文，计算所述第一设备与所述第二设备之间报文传输的延时时间的步骤包括：

根据所述第一物理时钟频率以及所述第二物理时钟频率，得到所述第一报文从所述第一设备的主控板传输至所述第一设备的线卡处理芯片的第一传送时间；

根据所述第三物理时钟频率以及所述第四物理时钟频率，得到所述第二报文从所述第二设备的线卡处理芯片传输至所述第二设备的主控板的第二传送时间；

根据第五物理时钟频率以及所述第六物理时钟频率，得到所述回应报文从所述第二设备的主控板传输至所述第二设备的线卡处理芯片的第三传送时间；

根据所述七物理时钟频率以及所述第八物理时钟频率，得到所述第四报文从所述第一设备的线卡处理芯片到所述第一设备的主控板的第四传送时间；

根据所述第一时间戳、第二时间戳、第三时间戳、第四时间戳、第一传送时间、第二传送时间、第三传送时间、第四传送时间、第一时差补偿值、第二时差补偿值、第三时差补偿值、第四时差补偿值，通过预设算法计算得到所述第一设备与所述第二设备之间报文传输的延时时间。

其中，所述根据所述第一时间戳、第二时间戳、第三时间戳、第四时间戳、第一传送时间、第二传送时间、第三传送时间、第四传送时间、第一时差补偿值、第二时差补偿值、第三时差补偿值、第四时差补偿值，通过预设算法计算得到所述第一设备与所述第二设备之间报文传输的延时时间的步骤包括：

根据公式Delay＝[((T₄-N₄-t₄)-(T₁+N₁+t₁))+((T₃+N₃+t₃)-(T₂-N₂-t₂))]÷2，计算得到所述第一设备与所述第二设备之间报文传输的延时时间；

其中，Delay表示为所述报文在所述第一设备与所述第二设备之间传送的延时时间；T₁表示为所述第一时间戳；T₂表示为所述第二时间戳；T₃表示为所述第三时间戳；T₄表示为所述第四时间戳；N₁表示为所述第一传送时间；N₂表示为所述第二传送时间；N₃表示为所述第三传送时间；N₄表示为所述第四传送时间；t₁表示为所述第一时差补偿值；t₂表示为所述第二时差补偿值；t₃表示为所述第三时差补偿值；t₄表示为所述第四时差补偿值。

本发明实施例还提供一种通信网络设备间时间同步的优化装置，包括：

第一获取模块，用于获取第一设备的主控板传输至第二设备的第一报文，其中所述第一报文中记录有所述第一报文创建时的第一时间信息；

第一处理模块，用于在所述第一报文中增加所述第一报文从第一设备的线卡处理芯片传输到线卡端口的第一时差补偿值，获得第二报文；

发送模块，用于将所述第二报文发送至第二设备；

第二获取模块，用于获得所述第二设备接收所述第二报文后返回的第三报文，其中所述第三报文中记录有所述第二设备接收所述第二报文后，在所述第二设备的线卡处理芯片与线卡端口之间传输的第二时差补偿值和第三时差补偿值；

第二处理模块，用于在所述第三报文中增加所述第三报文从第一设备的线卡端口传输至线卡处理芯片的第四时差补偿值，获得第四报文；

计算模块，用于根据所述第四报文，计算所述第一设备与所述第二设备之间报文传输的延时时间。

本发明实施例还提供一种第一设备，包括:如上述实施例所述的通信网络设备间时间同步的优化装置。

本发明实施例还提供一种通信网络设备间时间同步的优化方法，应用于第二设备，所述方法包括：

接收第一设备发送的第二报文；

在所述第二报文中增加所述第二报文从所述第二设备的线卡端口传输至线卡处理芯片的第二时差补偿值，并将所述第二报文传输至所述第二设备的主控板；

接收所述主控板获得所述第二报文后反馈的回应报文；

在所述回应报文中增加所述回应报文从所述第二设备的线卡处理芯片传输至线卡端口的第三时差补偿值，获得第三报文；

将所述第三报文通过所述第二设备的线卡端口传输至所述第一设备。

其中，所述第二报文中记录有所述第一设备的主控板创建第一报文后，在所述第一报文中增加所述第一报文从所述第一设备的线卡处理芯片传输到线卡端口的第一时差补偿值。

本发明实施例还提供一种通信网络设备间时间同步的优化装置，包括：

第一接收模块，用于接收第一设备发送的第二报文；

第三处理模块，用于在所述第二报文中增加所述第二报文从第二设备的线卡端口传输至线卡处理芯片的第二时差补偿值，并将所述第二报文传输至所述第二设备的主控板；

第二接收模块，用于接收所述主控板获得所述第二报文后反馈的回应报文；

第四处理模块，用于在所述回应报文中增加所述回应报文从所述第二设备的线卡处理芯片传输至线卡端口的第三时差补偿值，获得第三报文；

传输模块，用于将所述第三报文通过所述第二设备的线卡端口传输至所述第一设备。

本发明实施例还提供一种第二设备，包括：如上述实施例所述的通信网络设备间时间同步的优化装置。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明的上述方案中，通过当报文从设备的线卡处理芯片传输到线卡端口或从设备的线卡端口传输到线卡处理芯片时在报文中增加时差补偿值，减少报文在通信网络设备间传输时的延时误差，从而可实现通信网络设备间精确的时间同步，满足设备在复杂组网环境下时间同步倒换的延时抖动要求。

附图说明

图1为本发明实施例的通信网络设备间时间同步的优化方法的基本步骤流程图；

图2为本发明实施例的通信网络设备间时间同步的优化装置的组成结构示意图；

图3为单个设备的报文收发路径示意图；

图4为设备间报文传输时延示意图；

图5为本发明实施例的又一通信网络设备间时间同步的优化方法的基本步骤流程图；

图6为本发明实施例的又一通信网络设备间时间同步的优化装置的组成结构示意图；

图7为本发明实施例的报文时间延时优化图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有技术中设备无法满足在复杂组网环境下时间同步倒换的延时抖动要求的问题，提供一种通信网络设备间时间同步的优化方法，减少报文在通信网络设备间传输时的延时误差，实现通信网络设备间精确的时间同步，满足设备在复杂组网环境下时间同步倒换的延时抖动要求。

第一实施例

如图1所示，本发明实施例提供一种通信网络设备间时间同步的优化方法，包括：

步骤11，获取所述第一设备的主控板传输至第二设备的第一报文，其中所述第一报文中记录有所述第一报文创建时的第一时间信息；

需要说明的是，第一设备的主控板上的中央处理器CPU负责维护1588状态机，运行1588协议和1588环路算法，读取侧挂FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)搜集的时间戳。

需说明的是，时间戳通常是一个字符序列，唯一地标识某一刻的时间。

这里，侧挂FPGA为频率恢复提供时间戳时，不对计数器进行时间戳调整，对起始时间无要求。也就是，设备刚上电时，可以统一使用时间戳计数器发布的默认时间，用于频率恢复时，时间戳计数器提供的时钟进行计数。

这里，1588协议为精准时间同步协议。在1588协议中定义了两种报文，事件报文和通用报文。其中，事件报文时间概念报文，进出设备端口时打上精确的时间戳，PTP根据事件报文携带的时间戳，计算链路延迟。事件报文包含以下4种：Sync、Delay_Req、Pdelay_Req和Pdelay_Resp。这里，所述第一报文即为事件报文。

1588环路算法可实现高精度时间同步的计算。

步骤12，在所述第一报文中增加所述第一报文从第一设备的线卡处理芯片传输到线卡端口的第一时差补偿值，获得第二报文；

需要说明的是，本发明实施例中所述的时差补偿值可通过手动补偿的方式来获取，并将时差补偿值增加至报文的相应字段中。这里的手动补偿获取时差补偿值也就是通过示波器来测出报文从设备的线卡处理芯片到线卡端口或从设备的线卡端口到线卡处理芯片间的传送时间，通过对测得的大量的时间数据求取平均值，最终得到时差补偿值。

当然，也可通过PTP系统来实时获取时差补偿值。

步骤13，将所述第二报文发送至第二设备；

这里需要说明的是，该第二报文中包括有第一报文中记录的时间信息。第二报文从第一设备的线卡端口发送至第二设备的线卡端口。

步骤14，获得所述第二设备接收所述第二报文后返回的第三报文，其中所述第三报文中记录有所述第二设备接收所述第二报文后，在所述第二设备的线卡处理芯片与线卡端口之间传输的第二时差补偿值和第三时差补偿值；

需要说明的是，第三报文中包括有第一报文和第二报文中记录的时间信息。

步骤15，在所述第三报文中增加所述第三报文从第一设备的线卡端口传输至线卡处理芯片的第四时差补偿值，获得第四报文；

这里，线卡处理芯片可以是PHY(Physical Layer，物理层)芯片，该PHY芯片一般指与外部信号接口的芯片。

步骤16，根据所述第四报文，计算所述第一设备与所述第二设备之间报文传输的延时时间。

需要说明的是，第四报文中包括有第一报文、第二报文和第三报文中的时间信息。

具体的，所述第二时差补偿值为在所述第二报文中增加的所述第二报文从所述第二设备的线卡端口传输至线卡处理芯片的时差补偿值；

所述第三时差补偿值为在所述第二设备的主控板获得所述第二报文后反馈的回应报文中增加的所述回应报文从所述第二设备的线卡处理芯片传输至线卡端口的时差补偿值。

具体的，所述第一时间信息包括：用于频率同步的第一报文在所述第一设备的主控板上创建时，所述主控板的第一时间戳以及第一物理时钟频率。

所述第一报文中还记录有所述第一报文从所述主控板传输至所述第一设备的线卡处理芯片时，所述线卡处理芯片的第二物理时钟频率；

所述第二报文中记录有所述第二报文从所述第二设备的线卡端口传输至所述第二设备的线卡处理芯片时，所述线卡处理芯片的第三物理时钟频率；所述第二报文从所述第二设备的线卡处理芯片传输至所述第二设备的主控板时所述主控板的第二时间戳以及第四物理时钟频率；

所述第三报文中还记录有所述第二设备的主控板根据所述第二报文生成的回应报文在所述主控板上创建时，所述主控板的第三时间戳以及第五物理时钟频率；所述回应报文从所述第二设备的主控板传输至所述第二设备的线卡处理芯片时，所述线卡处理芯片的第六物理时钟频率；

所述第四报文还记录有所述第三报文从所述第一设备的线卡端口传输至所述第一设备的线卡处理芯片时，所述线卡处理芯片的第七物理时钟频率；所述第四报文从所述线卡处理芯片传输至所述第一设备的主控板时，所述主控板的第四时间戳以及第八物理时钟频率。

需要说明的是，不同设备上的时间戳由于设备的时间戳计数器发布的默认时间不同，故不可以将不同设备上的时间戳不可做计算。同一设备的时间戳可以做计算。

需说明的是，在报文的传输过程中会将报文经过设备内部的部件时的时间信息填写至报文的相应字段中。也就是说，本发明实施例中的报文可具有固定的格式。

优选地，本发明实施例中所述步骤16还可进一步包括：

步骤161，根据所述第一物理时钟频率以及所述第二物理时钟频率，得到所述第一报文从所述第一设备的主控板传输至所述第一设备的线卡处理芯片的第一传送时间；

这里，第一设备的线卡处理芯片的的第二物理时钟频率减去第一设备的主控板的第一物理时钟频率，得到第一报文从所述第一设备的主控板传输至所述第一设备的线卡处理芯片的物理时钟频率差值。这里，每次时钟频偏的跳动时间为1/125ms，即8ns的时间间隔，从主控板到线卡处理芯片的传送时间差为CF域差，也就是，第一报文从所述第一设备的主控板传输至所述第一设备的线卡处理芯片的第一传送时间为第一报文从所述第一设备的主控板传输至所述第一设备的线卡处理芯片的物理时钟频率差值乘以每次时钟频偏的跳动时间所得到的结果。

步骤162，根据所述第三物理时钟频率以及所述第四物理时钟频率，得到所述第二报文从所述第二设备的线卡处理芯片传输至所述第二设备的主控板的第二传送时间；

需要说明的是，第二传送时间为第二设备的线卡处理芯片的第四物理时钟频率减去第二设备的主控板的第三物理时钟频率的差值乘以每次时钟频偏的跳动时间所得到的结果。

步骤163，根据第五物理时钟频率以及所述第六物理时钟频率，得到所述回应报文从所述第二设备的主控板传输至所述第二设备的线卡处理芯片的第三传送时间；

需要说明的是，第三传送时间为第二设备的主控板的第六物理时钟频率减去第二设备的线卡处理芯片的第五物理时钟频率的差值乘以每次时钟频偏的跳动时间所得到的结果。

步骤164，根据所述七物理时钟频率以及所述第八物理时钟频率，得到所述第四报文从所述第一设备的线卡处理芯片到所述第一设备的主控板的第四传送时间；

需要说明的是，第四传送时间为第一设备的线卡处理芯片的第八物理时钟频率减去第一设备的主控板的七物理时钟频率的差值乘以每次时钟频偏的跳动时间所得到的结果。

步骤165，根据所述第一时间戳、第二时间戳、第三时间戳、第四时间戳、第一传送时间、第二传送时间、第三传送时间、第四传送时间、第一时差补偿值、第二时差补偿值、第三时差补偿值、第四时差补偿值，通过预设算法计算得到所述第一设备与所述第二设备之间报文传输的延时时间。

这里，优选的，所述步骤165还可进一步包括：

步骤1651，

根据公式Delay＝[((T₄-N₄-t₄)-(T₁+N₁+t₁))+((T₃+N₃+t₃)-(T₂-N₂-t₂))]÷2，计算得到所述第一设备与所述第二设备之间报文传输的延时时间；

其中，Delay表示为所述报文在所述第一设备与所述第二设备之间传送的延时时间；T₁表示为所述第一时间戳；T₂表示为所述第二时间戳；T₃表示为所述第三时间戳；T₄表示为所述第四时间戳；N₁表示为所述第一传送时间；N₂表示为所述第二传送时间；N₃表示为所述第三传送时间；N₄表示为所述第四传送时间；t₁表示为所述第一时差补偿值；t₂表示为所述第二时差补偿值；t₃表示为所述第三时差补偿值；t₄表示为所述第四时差补偿值。

需要说明的，对于多台设备的延时时间，可采用上述方法，分别求得两两设备间的延时时间，最后再做求和计算即可。

本发明实施例提供的通信网络设备间时间同步的优化方法，通过当报文从设备的线卡处理芯片传输到线卡端口或从设备的线卡端口传输到线卡处理芯片时在报文中增加时差补偿值，减少报文在通信网络设备间传输时的延时误差，从而可实现通信网络设备间精确的时间同步，满足设备在复杂组网环境下时间同步倒换的延时抖动要求。

第二实施例

如图2所示，本发明实施例还提供一种通信网络设备间时间同步的优化装置，包括：

第一获取模块21，用于获取第一设备的主控板传输至第二设备的第一报文，其中所述第一报文中记录有所述第一报文创建时的第一时间信息；

需要说明的是，如图3所示，为单个设备的报文收发路径示意图。第一设备的主控板上的中央处理器CPU负责维护1588状态机，运行1588协议和1588环路算法，读取侧挂FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)搜集的时间戳。

需说明的是，时间戳通常是一个字符序列，唯一地标识某一刻的时间。

这里，侧挂FPGA为频率恢复提供时间戳时，不对计数器进行时间戳调整，对起始时间无要求。也就是，设备刚上电时，可以统一使用时间戳计数器发布的默认时间，用于频率恢复时，时间戳计数器提供的时钟进行计数。

这里，1588协议为精准时间同步协议。在1588协议中定义了两种报文，事件报文和通用报文。其中，事件报文时间概念报文，进出设备端口时打上精确的时间戳，PTP根据事件报文携带的时间戳，计算链路延迟。事件报文包含以下4种：Sync、Delay_Req、Pdelay_Req和Pdelay_Resp。这里，所述第一报文即为事件报文。

1588环路算法可实现高精度时间同步的计算。

第一处理模块22，用于在所述第一报文中增加所述第一报文从第一设备的线卡处理芯片传输到线卡端口的第一时差补偿值，获得第二报文；

需要说明的是，本发明实施例中所述的时差补偿值可通过手动补偿的方式来获取，并将时差补偿值增加至报文的相应字段中。这里的手动补偿获取时差补偿值也就是通过示波器来测出报文从设备的线卡处理芯片到线卡端口或从设备的线卡端口到线卡处理芯片间的传送时间，通过对测得的大量的时间数据求取平均值，最终得到时差补偿值。

当然，也可通过PTP系统来实时获取时差补偿值。

发送模块23，用于将所述第二报文发送至第二设备；

这里需要说明的是，该第二报文中包括有第一报文中记录的时间信息。第二报文从第一设备的线卡端口发送至第二设备的线卡端口。

第二获取模块24，用于获得所述第二设备接收所述第二报文后返回的第三报文，其中所述第三报文中记录有所述第二设备接收所述第二报文后，在所述第二设备的线卡处理芯片与线卡端口之间传输的第二时差补偿值和第三时差补偿值；

需要说明的是，第三报文中包括有第一报文和第二报文中记录的时间信息。

第二处理模块25，用于在所述第三报文中增加所述第三报文从第一设备的线卡端口传输至线卡处理芯片的第四时差补偿值，获得第四报文；

这里，线卡处理芯片可以是PHY(Physical Layer，物理层)芯片，该PHY芯片一般指与外部信号接口的芯片。

计算模块26，用于根据所述第四报文，计算所述第一设备与所述第二设备之间报文传输的延时时间。

需要说明的是，第四报文中包括有第一报文、第二报文和第三报文中的时间信息。

这里，如图4所示，为设备间报文传输时延示意图。也就是说，计算模块26计算得到的是第一设备的线卡端口到第二设备的线卡端口的单链路延时时间。

具体的，所述第二时差补偿值为在所述第二报文中增加的所述第二报文从所述第二设备的线卡端口传输至线卡处理芯片的时差补偿值；

所述第三时差补偿值为在所述第二设备的主控板获得所述第二报文后反馈的回应报文中增加的所述回应报文从所述第二设备的线卡处理芯片传输至线卡端口的时差补偿值。

具体的，所述第一时间信息包括：用于频率同步的第一报文在所述第一设备的主控板上创建时，所述主控板的第一时间戳以及第一物理时钟频率。

所述第一报文中还记录有所述第一报文从所述主控板传输至所述第一设备的线卡处理芯片时，所述线卡处理芯片的第二物理时钟频率；

所述第二报文中记录有所述第二报文从所述第二设备的线卡端口传输至所述第二设备的线卡处理芯片时，所述线卡处理芯片的第三物理时钟频率；所述第二报文从所述第二设备的线卡处理芯片传输至所述第二设备的主控板时所述主控板的第二时间戳以及第四物理时钟频率；

所述第三报文中还记录有所述第二设备的主控板根据所述第二报文生成的回应报文在所述主控板上创建时，所述主控板的第三时间戳以及第五物理时钟频率；所述回应报文从所述第二设备的主控板传输至所述第二设备的线卡处理芯片时，所述线卡处理芯片的第六物理时钟频率；

所述第四报文还记录有所述第三报文从所述第一设备的线卡端口传输至所述第一设备的线卡处理芯片时，所述线卡处理芯片的第七物理时钟频率；所述第四报文从所述线卡处理芯片传输至所述第一设备的主控板时，所述主控板的第四时间戳以及第八物理时钟频率。

需要说明的是，不同设备上的时间戳由于设备的时间戳计数器发布的默认时间不同，故不可以将不同设备上的时间戳不可做计算。同一设备的时间戳可以做计算。

需说明的是，在报文的传输过程中会将报文经过设备内部的部件时的时间信息填写至报文的相应字段中。也就是说，本发明实施例中的报文可具有固定的格式。

具体的，本发明实施例中所述计算模块26还可具体包括：

第一计算单元，用于根据所述第一物理时钟频率以及所述第二物理时钟频率，得到所述第一报文从所述第一设备的主控板传输至所述第一设备的线卡处理芯片的第一传送时间；

这里，第一设备的线卡处理芯片的的第二物理时钟频率减去第一设备的主控板的第一物理时钟频率，得到第一报文从所述第一设备的主控板传输至所述第一设备的线卡处理芯片的物理时钟频率差值。这里，每次时钟频偏的跳动时间为1/125ms，即8ns的时间间隔，从主控板到线卡处理芯片的传送时间差为CF域差，也就是，第一报文从所述第一设备的主控板传输至所述第一设备的线卡处理芯片的第一传送时间为第一报文从所述第一设备的主控板传输至所述第一设备的线卡处理芯片的物理时钟频率差值乘以每次时钟频偏的跳动时间所得到的结果。

第二计算单元，用于根据所述第三物理时钟频率以及所述第四物理时钟频率，得到所述第二报文从所述第二设备的线卡处理芯片传输至所述第二设备的主控板的第二传送时间；

需要说明的是，第二传送时间为第二设备的线卡处理芯片的第四物理时钟频率减去第二设备的主控板的第三物理时钟频率的差值乘以每次时钟频偏的跳动时间所得到的结果。

第三计算单元，用于根据第五物理时钟频率以及所述第六物理时钟频率，得到所述回应报文从所述第二设备的主控板传输至所述第二设备的线卡处理芯片的第三传送时间；

需要说明的是，第三传送时间为第二设备的主控板的第六物理时钟频率减去第二设备的线卡处理芯片的第五物理时钟频率的差值乘以每次时钟频偏的跳动时间所得到的结果。

第四计算单元，用于根据所述七物理时钟频率以及所述第八物理时钟频率，得到所述第四报文从所述第一设备的线卡处理芯片到所述第一设备的主控板的第四传送时间；

需要说明的是，第四传送时间为第一设备的线卡处理芯片的第八物理时钟频率减去第一设备的主控板的七物理时钟频率的差值乘以每次时钟频偏的跳动时间所得到的结果。

第五计算单元，用于根据所述第一时间戳、第二时间戳、第三时间戳、第四时间戳、第一传送时间、第二传送时间、第三传送时间、第四传送时间、第一时差补偿值、第二时差补偿值、第三时差补偿值、第四时差补偿值，通过预设算法计算得到所述第一设备与所述第二设备之间报文传输的延时时间。

这里，所述计算单元可具体用于根据公式Delay＝[((T₄-N₄-t₄)-(T₁+N₁+t₁))+((T₃+N₃+t₃)-(T₂-N₂-t₂))]÷2，计算得到所述第一设备与所述第二设备之间报文传输的延时时间；

其中，Delay表示为所述报文在所述第一设备与所述第二设备之间传送的延时时间；T₁表示为所述第一时间戳；T₂表示为所述第二时间戳；T₃表示为所述第三时间戳；T₄表示为所述第四时间戳；N₁表示为所述第一传送时间；N₂表示为所述第二传送时间；N₃表示为所述第三传送时间；N₄表示为所述第四传送时间；t₁表示为所述第一时差补偿值；t₂表示为所述第二时差补偿值；t₃表示为所述第三时差补偿值；t₄表示为所述第四时差补偿值。

本发明实施例还提供一种第一设备，该第一设备为通信网络设备，包括：如上述实施例中所述的通信网络设备间时间同步的优化装置。

本发明实施例提供的通信网络设备间时间同步的优化装置，通过当报文从设备的线卡处理芯片传输到线卡端口或从设备的线卡端口传输到线卡处理芯片时在报文中增加时差补偿值，减少报文在通信网络设备间传输时的延时误差，从而可实现通信网络设备间精确的时间同步，满足设备在复杂组网环境下时间同步倒换的延时抖动要求。

第三实施例

如图5所示，本发明实施例还提供一种通信网络设备间时间同步的优化方法，应用于第二设备，包括：

步骤31，接收第一设备发送的第二报文；

这里需要说明的是，第二报文中记录有报文在第一设备的内部传输时的时间信息。例如，第一设备的主控板创建的第一报文在从第一设备的线卡处理芯片传输至线卡端口的第一时差补偿值。

步骤32，在所述第二报文中增加所述第二报文从所述第二设备的线卡端口传输至线卡处理芯片的第二时差补偿值，并将所述第二报文传输至所述第二设备的主控板；

需要说明的是，本发明实施例中所述的时差补偿值可通过手动补偿的方式来获取，并将时差补偿值增加至报文的相应字段中。这里的手动补偿获取时差补偿值也就是通过示波器来测出报文从设备的线卡处理芯片到线卡端口或从设备的线卡端口到线卡处理芯片间的传送时间，通过对测得的大量的时间数据求取平均值，最终得到时差补偿值。

当然，也可通过PTP系统来实时获取时差补偿值。

步骤33，接收所述主控板获得所述第二报文后反馈的回应报文；

需要说明的是，回应报文是主控板根据第二报文生成的，回应报文包括有第二报文中记录的时间信息。

步骤34，在所述回应报文中增加所述回应报文从所述第二设备的线卡处理芯片传输至线卡端口的第三时差补偿值，获得第三报文；

需要说明的是，第三报文中出来包括回应报文中增加的回应报文从所述第二设备的线卡处理芯片传输至线卡端口的第三时差补偿值，还包括有回应报文中记录的其他时间信息。

步骤35，将所述第三报文通过所述第二设备的线卡端口传输至所述第一设备。

具体的，所述第二报文中记录有所述第一设备的主控板创建第一报文后，在所述第一报文中增加所述第一报文从所述第一设备的线卡处理芯片传输到线卡端口的第一时差补偿值。

本发明实施例提供的通信网络设备间时间同步的优化方法，通过当报文从设备的线卡处理芯片传输到线卡端口或从设备的线卡端口传输到线卡处理芯片时在报文中增加时差补偿值，从而提供计算参数，使得报文在通信网络设备间传输时的延时误差率降低，从而可实现通信网络设备间精确的时间同步，满足设备在复杂组网环境下时间同步倒换的延时抖动要求。

第四实施例

如图6所示，本发明实施例还提供一种通信网络设备间时间同步的优化装置，包括：

第一接收模块41，用于接收第一设备发送的第二报文；

这里需要说明的是，第二报文中记录有报文在第一设备的内部传输时的时间信息。例如，第一设备的主控板创建的第一报文在从第一设备的线卡处理芯片传输至线卡端口的第一时差补偿值。

第三处理模块42，用于在所述第二报文中增加所述第二报文从第二设备的线卡端口传输至线卡处理芯片的第二时差补偿值，并将所述第二报文传输至所述第二设备的主控板；

需要说明的是，本发明实施例中所述的时差补偿值可通过手动补偿的方式来获取，并将时差补偿值增加至报文的相应字段中。这里的手动补偿获取时差补偿值也就是通过示波器来测出报文从设备的线卡处理芯片到线卡端口或从设备的线卡端口到线卡处理芯片间的传送时间，通过对测得的大量的时间数据求取平均值，最终得到时差补偿值。

当然，也可通过PTP系统来实时获取时差补偿值。

第二接收模块43，用于接收所述主控板获得所述第二报文后反馈的回应报文；

需要说明的是，回应报文是主控板根据第二报文生成的，回应报文包括有第二报文中记录的时间信息。

第四处理模块44，用于在所述回应报文中增加所述回应报文从所述第二设备的线卡处理芯片传输至线卡端口的第三时差补偿值，获得第三报文；

需要说明的是，第三报文中出来包括回应报文中增加的回应报文从所述第二设备的线卡处理芯片传输至线卡端口的第三时差补偿值，还包括有回应报文中记录的其他时间信息。

传输模块45，用于将所述第三报文通过所述第二设备的线卡端口传输至所述第一设备。

具体的，所述第二报文中记录有所述第一设备的主控板创建第一报文后，在所述第一报文中增加所述第一报文从所述第一设备的线卡处理芯片传输到线卡端口的第一时差补偿值。

本发明实施例还提供一种第二设备，该第二设备为通信网络设备，包括：如上述实施例中所述的通信网络设备间时间同步的优化装置。

本发明实施例提供的通信网络设备间时间同步的优化装置，通过当报文从设备的线卡处理芯片传输到线卡端口或从设备的线卡端口传输到线卡处理芯片时在报文中增加时差补偿值，从而提供计算参数，使得报文在通信网络设备间传输时的延时误差率降低，从而可实现通信网络设备间精确的时间同步，满足设备在复杂组网环境下时间同步倒换的延时抖动要求。

第五实施例

如图7所示，为本发明实施例的报文时间延时优化图。下面就该图具体说明报文在通信网络设备间传输时的流程。

步骤101：对同一设备的主控板和线卡进行频率同步。

这里，本发明实施例以第一设备和第二设备为例。第一设备作为延时请求发，第二设备作为延时响应方。

步骤102：第一设备的第一报文在主控板上组建第一报文，并在第一报文中记录该时刻的时间戳T1和第一物理时钟频率。

这里，所述第一报文也就是PTP报文，即事件报文。第一报文在主控板的1588相关模块上组建第一报文。

步骤103：第一报文从主控板转发到线卡处理芯片后，在第一报文中记录该时刻获取到线卡处理芯片的第二物理时钟频率。

需要说明的是，本步骤中第一报文从主控板转发到线卡处理芯片，该线卡处理芯片为线卡FPGA模块；获取到线卡处理芯片的第二物理时钟频率，该线卡处理芯片为PHY芯片。

步骤104：增加线卡处理芯片处理第一报文后到线卡端口的第一时差补偿值t1，得到第二报文。

步骤105，将第二报文发送至第二设备。

需要说明的是，该第二报文包括有第一报文的时间信息。

步骤106：增加第二设备的线卡端口收到第二报文后到线卡处理芯片收到第二报文的第二时差补偿值t2。

步骤107：第二设备的线卡处理芯片收到第二报文时的时刻记录线卡处理芯片的第三物理时钟频率。

步骤108：第二报文通过第二设备的线卡处理芯片传输至主控板时，第二设备获取到该时刻的主控板的第二时间戳T2和第四物理时钟频率，且记录于第二报文中。

这里，具体的，第二报文通过第二设备的线卡FPGA模块到主控板的1588相关模块。

步骤109：第二设备的主控板组建回应报文，并在回应报文中记录该时刻的主控板的时间戳T3和第五物理时钟频率。

这里，具体的，第二设备的主控板的1588相关模块根据第二报文组建回应报文。

需要说明的是，该回应报文包括有第二报文中记录的时间信息。

步骤110：回应报文从主控板转发到线卡处理芯片后，在回应报文中记录该时刻获取到的线卡处理芯片的第六物理时钟频率。

这里，具体的，回应报文从主控板转发到线卡FPGA模块，获取到线卡处理芯片的第六物理时钟频率，该线卡处理芯片为PHY芯片。

步骤111：增加第二设备的线卡处理芯片处理回应报文后到线卡端口的第三时差补偿值t3，得到第三报文。

步骤112：将第三报文返回至第一设备。

这里，第三报文包括有回应报文中记录的时间信息。

步骤113：增加第一设备的线卡端口收到第三报文到线卡处理芯片收到第三报文的第四时差补偿值t4，得到第四报文。

步骤114：第一设备的线卡处理芯片收到第三报文时的时刻记录线卡处理芯片的第七物理时钟频率。

步骤115：第四报文通过第一设备的线卡处理芯片到主控板时，第一设备获取到该时刻的主控板的第四时间戳T4和第八物理时钟频率，且记录于第四报文中。

这里，具体的，第四报文通过第一设备的线卡FPGA模块到主控板的1588相关模块。

需说明的是，第四报文中包括有第一报文、第二报文以及第三报文中记录的时间信息。

步骤116：计算得到时延矫正值。

这里，该时延矫正值为主控板到线卡处理芯片间的CF域差值加上线卡处理芯片到线卡端口的时差补偿，也就是，N+t。

需要说明的是，主控板到线卡处理芯片间的CF域差值可通过上述步骤中记录的物理时钟频率计算得到，具体计算过程见第一实施例，这里不做阐述。

步骤117：第二设备根据公式计算第一设备和第二设备间的延时时间，计算公式为：Delay＝[((T₄-N₄-t₄)-(T₁+N₁+t₁))+((T₃+N₃+t₃)-(T₂-N₂-t₂))]÷2。

这里，计算的延时时间为单链路延时时间。

其中，Delay表示为所述报文在所述第一设备与所述第二设备之间传送的延时时间；T₁表示为所述第一时间戳；T₂表示为所述第二时间戳；T₃表示为所述第三时间戳；T₄表示为所述第四时间戳；N₁表示为所述第一传送时间；N₂表示为所述第二传送时间；N₃表示为所述第三传送时间；N₄表示为所述第四传送时间；t₁表示为所述第一时差补偿值；t₂表示为所述第二时差补偿值；t₃表示为所述第三时差补偿值；t₄表示为所述第四时差补偿值。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种通信网络设备间时间同步的优化方法，应用于第一设备，其特征在于，所述方法包括：

获取所述第一设备的主控板传输至第二设备的第一报文，其中所述第一报文中记录有所述第一报文创建时的第一时间信息；

在所述第一报文中增加所述第一报文从第一设备的线卡处理芯片传输到线卡端口的第一时差补偿值，获得第二报文；

将所述第二报文发送至第二设备；

获得所述第二设备接收所述第二报文后返回的第三报文，其中所述第三报文中记录有所述第二设备接收所述第二报文后，在所述第二设备的线卡处理芯片与线卡端口之间传输的第二时差补偿值和第三时差补偿值；

在所述第三报文中增加所述第三报文从第一设备的线卡端口传输至线卡处理芯片的第四时差补偿值，获得第四报文；

根据所述第四报文，计算所述第一设备与所述第二设备之间报文传输的延时时间。

2.根据权利要求1所述的通信网络设备间时间同步的优化方法，其特征在于，所述第二时差补偿值为在所述第二报文中增加的所述第二报文从所述第二设备的线卡端口传输至线卡处理芯片的时差补偿值；

所述第三时差补偿值为在所述第二设备的主控板获得所述第二报文后反馈的回应报文中增加的所述回应报文从所述第二设备的线卡处理芯片传输至线卡端口的时差补偿值。

3.根据权利要求1所述的通信网络设备间时间同步的优化方法，其特征在于，所述第一时间信息包括：用于频率同步的第一报文在所述第一设备的主控板上创建时，所述主控板的第一时间戳以及第一物理时钟频率；

所述第一报文中还记录有所述第一报文从所述主控板传输至所述第一设备的线卡处理芯片时，所述线卡处理芯片的第二物理时钟频率；

所述第二报文中记录有所述第二报文从所述第二设备的线卡端口传输至所述第二设备的线卡处理芯片时，所述线卡处理芯片的第三物理时钟频率；所述第二报文从所述第二设备的线卡处理芯片传输至所述第二设备的主控板时所述主控板的第二时间戳以及第四物理时钟频率；

所述第三报文中还记录有所述第二设备的主控板根据所述第二报文生成的回应报文在所述主控板上创建时，所述主控板的第三时间戳以及第五物理时钟频率；所述回应报文从所述第二设备的主控板传输至所述第二设备的线卡处理芯片时，所述线卡处理芯片的第六物理时钟频率；

所述第四报文还记录有所述第三报文从所述第一设备的线卡端口传输至所述第一设备的线卡处理芯片时，所述线卡处理芯片的第七物理时钟频率；所述第四报文从所述线卡处理芯片传输至所述第一设备的主控板时，所述主控板的第四时间戳以及第八物理时钟频率。

4.根据权利要求3所述的通信网络设备间时间同步的优化方法，其特征在于，所述根据所述第四报文，计算所述第一设备与所述第二设备之间报文传输的延时时间的步骤包括：

根据所述第一物理时钟频率以及所述第二物理时钟频率，得到所述第一报文从所述第一设备的主控板传输至所述第一设备的线卡处理芯片的第一传送时间；

根据所述第三物理时钟频率以及所述第四物理时钟频率，得到所述第二报文从所述第二设备的线卡处理芯片传输至所述第二设备的主控板的第二传送时间；

根据第五物理时钟频率以及所述第六物理时钟频率，得到所述回应报文从所述第二设备的主控板传输至所述第二设备的线卡处理芯片的第三传送时间；

根据所述七物理时钟频率以及所述第八物理时钟频率，得到所述第四报文从所述第一设备的线卡处理芯片到所述第一设备的主控板的第四传送时间；

根据所述第一时间戳、第二时间戳、第三时间戳、第四时间戳、第一传送时间、第二传送时间、第三传送时间、第四传送时间、第一时差补偿值、第二时差补偿值、第三时差补偿值、第四时差补偿值，通过预设算法计算得到所述第一设备与所述第二设备之间报文传输的延时时间。

5.根据权利要求4所述的通信网络设备间时间同步的优化方法，其特征在于，所述根据所述第一时间戳、第二时间戳、第三时间戳、第四时间戳、第一传送时间、第二传送时间、第三传送时间、第四传送时间、第一时差补偿值、第二时差补偿值、第三时差补偿值、第四时差补偿值，通过预设算法计算得到所述第一设备与所述第二设备之间报文传输的延时时间的步骤包括：

根据公式Delay＝[((T₄-N₄-t₄)-(T₁+N₁+t₁))+((T₃+N₃+t₃)-(T₂-N₂-t₂))]÷2，计算得到所述第一设备与所述第二设备之间报文传输的延时时间；

其中，Delay表示为所述报文在所述第一设备与所述第二设备之间传送的延时时间；T₁表示为所述第一时间戳；T₂表示为所述第二时间戳；T₃表示为所述第三时间戳；T₄表示为所述第四时间戳；N₁表示为所述第一传送时间；N₂表示为所述第二传送时间；N₃表示为所述第三传送时间；N₄表示为所述第四传送时间；t₁表示为所述第一时差补偿值；t₂表示为所述第二时差补偿值；t₃表示为所述第三时差补偿值；t₄表示为所述第四时差补偿值。

6.一种通信网络设备间时间同步的优化装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取第一设备的主控板传输至第二设备的第一报文，其中所述第一报文中记录有所述第一报文创建时的第一时间信息；

第一处理模块，用于在所述第一报文中增加所述第一报文从第一设备的线卡处理芯片传输到线卡端口的第一时差补偿值，获得第二报文；

发送模块，用于将所述第二报文发送至第二设备；

第二获取模块，用于获得所述第二设备接收所述第二报文后返回的第三报文，其中所述第三报文中记录有所述第二设备接收所述第二报文后，在所述第二设备的线卡处理芯片与线卡端口之间传输的第二时差补偿值和第三时差补偿值；

第二处理模块，用于在所述第三报文中增加所述第三报文从第一设备的线卡端口传输至线卡处理芯片的第四时差补偿值，获得第四报文；

计算模块，用于根据所述第四报文，计算所述第一设备与所述第二设备之间报文传输的延时时间。

7.一种第一设备，其特征在于，包括：如权利要求6所述的通信网络设备间时间同步的优化装置。

8.一种通信网络设备间时间同步的优化方法，应用于第二设备，其特征在于，所述方法包括：

接收第一设备发送的第二报文；

在所述第二报文中增加所述第二报文从所述第二设备的线卡端口传输至线卡处理芯片的第二时差补偿值，并将所述第二报文传输至所述第二设备的主控板；

接收所述主控板获得所述第二报文后反馈的回应报文；

在所述回应报文中增加所述回应报文从所述第二设备的线卡处理芯片传输至线卡端口的第三时差补偿值，获得第三报文；

将所述第三报文通过所述第二设备的线卡端口传输至所述第一设备。

9.根据权利要求8所述的通信网络设备间时间同步的优化方法，其特征在于，所述第二报文中记录有所述第一设备的主控板创建第一报文后，在所述第一报文中增加所述第一报文从所述第一设备的线卡处理芯片传输到线卡端口的第一时差补偿值。

10.一种通信网络设备间时间同步的优化装置，其特征在于，包括：

第一接收模块，用于接收第一设备发送的第二报文；

第三处理模块，用于在所述第二报文中增加所述第二报文从第二设备的线卡端口传输至线卡处理芯片的第二时差补偿值，并将所述第二报文传输至所述第二设备的主控板；

第二接收模块，用于接收所述主控板获得所述第二报文后反馈的回应报文；

第四处理模块，用于在所述回应报文中增加所述回应报文从所述第二设备的线卡处理芯片传输至线卡端口的第三时差补偿值，获得第三报文；

传输模块，用于将所述第三报文通过所述第二设备的线卡端口传输至所述第一设备。

11.一种第二设备，其特征在于，包括：如权利要求10所述的通信网络设备间时间同步的优化装置。