CN107786293B - 时间同步方法、主时钟设备、从时钟设备及时间同步系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种时间同步方法、主时钟设备、从时钟设备及时间同步系统，主时钟设备是在第一同步时钟报文完整生成且发送条件触发时，才将第一同步时钟报文插入第一复帧发给待同步的从时钟设备；从时钟设备在接收到第一同步时钟报文后，也是在第二同步时钟报文完整生成且帧发送条件满足时，将第二同步时钟报文插入第二复帧发给主时钟设备，因此记录的复帧实际发出的出时戳能尽可能与同步时钟报文实际发出时钟设备的时间接近。可以尽可能减少设备记录的时钟同步报文的实际发送时间和该时钟同步报文实际发出该设备时间之间的误差，能进一步提升后续时钟同步的准确性。

Description

时间同步方法、主时钟设备、从时钟设备及时间同步系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种时间同步方法、主时钟设备、从时钟设备及时间同步系统。

背景技术

POTN(Packet Optical Transport Network，分组光传送网)是融合分组传送和光传送技术的一种传送网，它基于统一分组交换平台，可同时支持以太网(Ethernet)交换和OTN(Optical Transport Network，光传送网)交换，使得POTN在不同的应用和网络部署场景下，都可被灵活地进行裁减和增添。

当通信和网络应用上越来越多的使用分布式系统时，需要在一个统一的标准协议下才能实现多厂商的协作。而传统NTP(Network Time Protocol，网络时间协议)只能实现ms级别的时间同步，GPS(Global Positioning System，全球定位系统)等卫星同步方式又存在成本及其它限制，均不能满足越来越多的高精度时间同步要求。因此1588协议应运而生，它的全称是“网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准”，基本功能是使分布式网络内的最精确时钟与其他时钟保持同步。它定义了一种精确时间协议(Precision TimeProtocol，PTP)，用于对标准以太网或其他采用多播技术的分布式总线系统中的传感器、执行器以及其他终端设备中的时钟进行亚微秒级同步。

1588时钟同步系统是一种主从同步系统。在系统的同步过程中，主时钟设备周期性发布PTP时间同步及时间信息，从时钟设备端口接收主时钟设备端口发来的时间戳信息，系统根据此信息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，从而使从时钟设备时间保持与主时钟设备时间一致的频率和相位。1588时钟同步系统要同时实现频率同步和相位同步，这就需要系统能够自动测量出精确的主从线路时间延迟及主从时间差，并进行校正。时间信息的传递过程是通过1588报文的收发与解析完成的。

时间同步系统常采用集中式的1588报文测量计算方式，通过收发1588报文(也即时钟同步报文)计算主、从线路时间延迟(Delay)及主从时间差(Offset)。对于POTN混合型设备，1588报文通常被放置在OTU帧的开销字节中传送，由于OTU帧结构的特殊性，主、从时钟设备内部处理报文的时间难以精确测量。具体的，基于OTN协议的1588时钟同步功能一般使用OTN通道(可配置)中的某个开销(可配置)进行1588报文的传递。所以主、从时钟设备的PHY侧要按照对应OTN协议进行报文的封装与发送，相对应接收时也要进行解封装。OTN接口的发送与接收是一个交互的过程：设备的PHY芯片会以近似均匀的频率不停地向设备内的发包模块发送Request包请求OTU帧，当发包模块收到Request请求时，就以当前到达的复帧向PHY芯片发送时间同步报文。而目前为了比较容易地记录主、从时钟设备的PHY侧出入时间戳，也即报文实际发出和实际接收到的时刻，以便计算报文在设备内部的处理时间，经常以一个包含256帧的复帧传输一个由150个字节组成个的1588报文(即时钟同步报文)，并利用复帧帧头为标志记录1588报文的出入时间戳点。但目前设备的发包模块只要收到Request请求就以当前到达的复帧作为发送时间同步报文的复帧，而不考虑1588报文是否已完整生成，从而导致对时间同步报文在设备内部处理时延的测量存在较大误差，例如：

当主时钟设备的发包模块收到PHY芯片发送的Request请求且当前检测到一个复帧帧头经过PHY接口外发时，就会记录当前时刻(例如8点03分30秒)为该复帧(也即该复帧中的1588报文)的发出时间戳，而此时，主时钟设备内部的发包模块可能在该复帧帧头外发时并未完全从上层接收完1588报文(也即1588报文在设备内部并未完整生成的情况下)，而在后面比较晚的时刻(例如在8点03分31秒)才接收到完整的1588报文，然后插入复帧中，并记录下将1588报文插入复帧的时刻，将该时刻作为该1588报文的发送时间。这时候就会存在记录的发出时间戳和记录的1588报文的发送时间存在较大的误差，导致报文在设备内部的处理时间(等于发出时间戳与发送时间之差)为负的情况，例如上述情况就会导致报文在设备内部处理时延为8点03分30秒减去8点03分31秒等于-1秒。可见，现有时钟同步过程中，设备的发包模块只要收到Request请求就以当前到达的复帧作为发送时间同步报文的复帧，会导致对时间同步报文在设备内部处理时延的测量存在较大误差的情况，进而影响后续时间同步的准确性。

发明内容

本发明实施例提供一种时间同步方法、主时钟设备、从时钟设备及时间同步系统，以解决现有时钟同步过程中，存在对时间同步报文在设备内部处理时延的测量存在较大误差，进而影响后续时间同步的准确性。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种时间同步方法，包括：

主时钟设备在帧发送条件触发且第一同步时钟报文完整生成时，将所述第一同步时钟报文插入第一复帧发送给待同步的从时钟设备，并记录所述第一复帧实际发出的第一主发出时间戳t1'以及将所述第一同步时钟报文插入所述第一复帧的时刻,并将所述时刻作为第一发送时间t1；

所述主时钟设备接收所述从时钟设备通过第二复帧反馈的第二同步时钟报文，并记录所述第二复帧实际收到的第一主接收时间戳t4'以及从所述第二复帧中解析出所述第二同步时钟报文的时刻,并将所述时刻作为第一接收时间t4；

所述主时钟设备将所述第一发送时间t1、所述第一接收时间t4、所述第一主发出时间戳t1'和所述第一主接收时间戳t4'发送给所述从时钟设备用于时间同步计算。

本发明实施例还提供一种时间同步方法，包括：

从时钟设备接收主时钟设备通过第一复帧发送的第一同步时钟报文，记录实际接收所述第一复帧的第二接收时间戳t2'以及从所述第一复帧解析出所述第一同步时钟报文的时刻,并将所述时刻作为第二接收时间t2；

所述从时钟设备在帧发送条件触发且第二同步时钟完整生成时，将所述第二同步时钟报文插入第二复帧发送给所述主时钟设备，并记录所述第二复帧实际发出的第二从发出时间戳t3'以及将所述第二同步时钟报文插入第二复帧的时刻,并将所述时刻作为第二发送时间t3；

所述从时钟设备从所述主时钟设备获取所述第一发送时间t1、所述第一接收时间t4、所述第一主发出时间戳t1'以及所述第一主接收时间戳t4'，结合所述第二从接收时间戳t2'、第二接收时间t2、第二从发出时间戳t3'以及第二发送时间t3计算与所述主时钟设备的时间差，根据所述时间差对本地时钟进行同步。

本发明实施例还提供一种主时钟设备，包括：

第一发送处理模块，用于在发送条件触发且第一同步时钟报文完整生成时，将第一同步时钟报文插入第一复帧发给待同步的从时钟设备，并记录所述第一复帧实际发出的第一主发出时间戳t1'以及将所述第一同步时钟报文插入所述第一复帧的时刻,并将所述时刻作为第一发送时间t1；

第一接收处理模块，用于接收所述从时钟设备通过第二复帧反馈的第二同步时钟报文，并记录所述第二复帧实际收到的第一主接收时间戳t4'以及从所述第二复帧中解析出所述第二同步时钟报文的时刻,并将所述时刻作为第一接收时间t4；

反馈模块，用于将所述第一发送时间t1、所述第一接收时间t4、所述第一主发出时间戳t1'和所述第一主接收时间戳t4'发送给所述从时钟设备用于时间同步计算。

本发明实施例还提供一种从时钟设备，包括：

第二接收处理模块，用于接收主时钟设备通过第一复帧发送的第一同步时钟报文，记录实际接收所述第一复帧的第二接收时间戳t2'以及从所述第一复帧解析出所述第一同步时钟报文的时刻,并将所述时刻作为第二接收时间t2；

第二发送处理模块，用于在帧发送条件触发且第二同步时钟完整生成时，将所述第二同步时钟报文插入第二复帧发送给所述主时钟设备，并记录所述第二复帧实际发出的第二从发出时间戳t3'以及将所述第二同步时钟报文插入第二复帧的时刻,并将所述时刻作为第二发送时间t3；

同步模块，用于从所述主时钟设备获取所述第一发送时间t1、所述第一接收时间t4、所述第一主发出时间戳t1'以及所述第一主接收时间戳t4'，结合所述第二从接收时间戳t2'、第二接收时间t2、第二从发出时间戳t3'以及第二发送时间t3计算与所述主时钟设备的时间差，根据所述时间差对本地时钟进行同步。

本发明实施例还提供一种从时钟设备，时间同步系统，包括如上所述的主时钟设备和从时钟设备，所述从时钟设备将本地时钟与所述主时钟设备的时钟进行同步

本发明实施例还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行前述的任一项的时钟同步方法。

有益效果

本发明实施例提供的时间同步方法、主时钟设备、从时钟设备、时间同步系统以及计算机存储介质，主时钟设备是在帧发送条件触发且第一同步时钟报文完整生成时，才将第一同步时钟报文插入第一复帧发给待同步的从时钟设备，因此此时所记录的第一复帧实际发出的第一主发出时间戳t1'能尽可能的与第一同步时钟报文实际发出主时钟设备的时间接近；同时，从时钟设备在接收到第一同步时钟报文后，是在第二同步时钟报文完整生成且帧发送条件满足时，将第二同步时钟报文插入第二复帧发给主时钟设备，此时记录的第二复帧实际发出的第二从发出时间戳t3'也能尽可能与第二同步时钟报文实际发出从时钟设备的时间接近。这样能保证设备记录的时钟同步报文的实际发送时间大于时钟同步报文实际发出该设备时间，避免报文在设备内部处理时延为负的情况发生，减少对时钟同步报文在设备内部处理时延的测量误差，提升后续时钟同步的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例一中时钟同步系统结构示意图；

图2为本发明实施例一中主时钟设备侧的时间同步方法流程示意图；

图3为本发明实施例一中从时钟设备侧的时间同步方法流程示意图；

图4为本发明实施例一中OTU帧开销示意图；

图5为本发明实施例二中主时钟设备结构示意图；

图6为本发明实施例二中从时钟设备结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明中一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

本实施例提供的时钟同步系统参见图1所示，包括主时钟设备和从时钟设备。在时钟同步时，主时钟设备通过第一复帧将第一同步时钟报文发给从时钟设备，并记录发送第一同步时钟报文的第一发送时间t1(主时钟设备内部将报文插入复帧的时刻)以及该第一复帧实际发出的第一主发出时间戳t1'(即复帧实际出主时钟设备PHY接口的时刻，也即第一同步时钟报文实际发出主时钟设备的时间)；从时钟设备接收主时钟设备通过第一复帧发送的第一同步时钟报文，记录实际接收第一复帧的第二接收时间戳t2'(即第一复帧实际入从时钟设备PHY接口的时刻)以及记录接收第一同步时钟报文的第二接收时间t2(即从时钟设备接收到第一复帧，从第一复帧中解析出第一同步时钟报文的时刻)，其中t1'-t1为第一同步时钟报文在主时钟设备内部的处理时延，t2-t2'为第一同步时钟报文在从时钟设备内部的处理时延。

对应的，从时钟设备接收到第一同步时钟报文后，将第二同步时钟报文通过第二复帧发给主时钟设备，并记录发送第二同步时钟报文的第二送时间t3(从时钟设备内部将第二同步时钟报文插入第二复帧的时刻)以及该第二复帧实际发出的第二从发出时间戳t3'(即第二复帧实际出从时钟设备PHY接口的时刻)；主时钟设备接收从时钟设备通过第二复帧发送的第二同步时钟报文，记录实际接收第二复帧的第一主接收时间戳t4'(即第二复帧实际入主时钟设备PHY接口的时刻)以及接收第二同步时钟报文的第一接收时间t4(也即主时钟设备内部从接收到的第二复帧中解析出第二同步时钟报文的时间)，其中t3'-t3为第二同步时钟报文在从时钟设备内部的处理时延，t4-t4'为第二同步时钟报文在主时钟设备内部的处理时延。

应当理解的是，本实施例中的第一复帧和第二复帧可以是相同的复帧，例如采用一个复帧周期有256帧的复帧。且本实施例中的第一同步时钟报文和第二同同步时钟报文可以是相同的同步时钟报文，例如1588报文。

基于上述过程，通过以下时间即可计算出主、从之间的传输时延和时间差，具体如下：

t2-t1＝(t1'-t1)+(t2-t2')+x+y……………………………………(1)

t4-t3＝(t3'-t3)+(t4-t4')+x-y……………………………………(2)

上式中的x为主、从之间的传输时延，y则为主时钟设备和从时钟设备之间的时间差。从时钟设备将本地时钟加上时间差y即可实现与主时钟设备的时钟同步。

根据上述分析过程可知，主时钟设备向外发送第一同步时钟报文时，记录的第一复帧实际发出的时间戳t1'与第一同步时钟报文实际插入第一复帧外发的时间t1之间的误差，以及从时钟设备向外发送第二同步时钟报文时，记录的第二复帧实际发出的时间戳t2'与第二同步时钟报文实际插入第二复帧外发的时间t2之间的误差会在很大程度上影响到时间差y计算的准确率。本实施例为了尽可能降低上述误差，提出了一种时间同步方法。在主时钟设备侧的时间同步方法参见图2所示，包括：

S201：主时钟设备在第一同步时钟报文完整生成且发送条件触发时，将第一同步时钟报文插入第一复帧发给待同步的从时钟设备，并记录第一复帧实际发出的第一主发出时间戳t1'。

该步骤中主时钟设备还可记录将第一同步时钟报文插入所述第一复帧的时刻,并将所述时刻作为第一发送时间t1。

本实施例中的第一同步时钟报文完整生成是指主时钟设备的第一发送处理模块接收到上层发送完整的第一同步时钟报文。本实施例中第一复帧实际发出的第一主发出时间戳t1'是指第一复帧发出主时钟设备物理层接口的时刻。

S202：主时钟设备接收从时钟设备通过第二复帧反馈的第二同步时钟报文，并记录第二复帧实际收到的第一主接收时间戳t4'。

该步骤中主时钟设备还可记录从第二复帧中解析出第二同步时钟报文的时刻,并将所述时刻作为第一接收时间t4。

S203：主时钟设备将发送第一同步时钟报文的第一发送时间t1、接收第二同步时钟报文的第一接收时间t4以及第一主发出时间戳t1'和第一主接收时间戳t4'发送给从时钟设备进行时间同步计算。

应当理解的是，本实施例中的第一发送时间t1和/或第一主发出时间戳t1'可以在S201中随第一同步时钟报文发给从时钟设备，主时钟设备也可以先将该第一发送时间t1和/或第一主发出时间戳t1'记录下来，后续单独发给从时钟设备或者随着第一接收时间t4以及第一主接收时间戳t4'一并发给从时钟设备。

参见图3所示，在从时钟设备侧的时间同步方法包括：

S301：从时钟设备接收主时钟设备通过第一复帧发送的第一同步时钟报文，记录实际接收所第一复帧的第二接收时间戳t2'(第一复帧实际进入从时钟设备物理层接口的时刻)以及接收第一同步时钟报文的时刻，并将该时刻作为第二接收时间t2(从时钟设备内部从接收到的第一复帧中解析出第一同步时钟报文的时间)。

S302：从时钟设备接收到第一同步时钟报文后，在第二同步时钟报文完整生成且帧发送条件满足时，将第二同步时钟报文插入第二复帧发给主时钟设备，并记录第二复帧实际发出的第二从发出时间戳t3'(第二复帧实际进出从时钟设备物理层接口的时刻)以及发送第二同步时钟报文的时刻，并将该时刻作为第二发送时间t3(将第二同步时钟报文插入第二复帧的时刻)。

S303：从时钟设备接收主时钟设备反馈的第一同步时钟报文的第一发送时间t1、第二同步时钟报文的第一接收时间t4以及第一主发出时间戳t1'、第一主接收时间戳t4'，结合第二接收时间戳t2'、第二接收时间t2、第二从发出时间戳t3'以及第二发送时间t3计算与主时钟设备的时间差，具体可以根据上述公式进行计算，得到时间差y，根据时间差y对本地时钟进行同步。

应当理解的是，本实施例中的帧发送条件包括：接收到来自物理层的帧发送请求(Request请求)。

本实施例中的S201中，主时钟设备记录第一复帧实际发出的第一主发出时间戳t1'的方式，具体可以在检测到第一复帧的帧头出主时钟设备的物理层接口时，记录当前时刻作为第一主发出时间戳t1'，也即将第一复帧的帧头作为标志记录第一复帧的出时间戳t1'。

对应的，本实施例中的S302中，从时钟设备记录第二复帧实际发出的第二从发出时间戳t3'时，从时钟设备也可在检测到第二复帧的帧头出从时钟设备的物理层接口时，记录当前时刻作为第二从发出时间戳t3'，也即将第二复帧的帧头作为标志记录第二复帧的出时间戳t3'。

上述记录出时间戳的方式以复帧帧头为标志，假设设备在复帧的第N个帧插入同步时钟报文时，则记录的出时间戳与实际发送第一同步时钟报文的时间会存在N个帧的误差。为了避免这个误差，主时钟设备和从时钟设备可以预先约定在复帧的第N个帧里面插入时间同步报文。这样在检测到帧头出设备的物理层接口后，将后续第N个帧出物理层接口的时刻作为出时间戳t3'。这样就可以该误差消除。采用这种方案时，本实施例中的S201中，主时钟设备记录第一复帧实际发出的第一主发出时间戳t1'的方式为：主时钟设备检测第一复帧的自帧头起的第N个帧出物理层接口时的时刻作为第一主发出时间戳t1'；此时的第N个帧为第一同步时钟报文插入的起始帧。

对应的，本实施例中的S302中，从时钟设备记录第二复帧实际发出的第二从发出时间戳t3'时，从时钟设备检测第二复帧的自帧头起的第N个帧出物理层接口时的时刻作为第二从发出时间戳t3'；第N个帧为第二同步时钟报文插入的起始帧。通过这种方式可以最大限度的减少实际时间和记录的出时间戳值之间的延时误差。

本实施例的复帧可以由OTU帧构成，同步时钟报文具体可以插入OTU帧的开销字段的设定位置处。其中OTU帧的开销结构示意图参见图4所示，图4中的OH Data Extract部分为开销部分，同步时钟报文具体可以插入该部分的相应位置。本实施例中，对于复帧有256个帧，一个帧传输一个同步时钟报文(例如1588时钟报文)的字节，对于的帧在开销部分的对应位置可以填充0。

综上，本实施例中的主时钟设备是在第一同步时钟报文完全就绪且发送条件触发时，才将第一同步时钟报文插入第一复帧发给待同步的从时钟设备，从时钟设备在接收到第一同步时钟报文后，也是在第二同步时钟报文就绪且帧发送条件满足时，将第二同步时钟报文插入第二复帧发给主时钟设备，此时记录的复帧实际发出的从发出时间戳可尽可能与同步时钟报文实际发出的时间接近，尽可能减少设备记录的时钟同步报文的实际发送时间和该时钟同步报文实际发出该设备时间之间的误差，能保证设备记录的时钟同步报文的实际发送时间大于时钟同步报文实际发出该设备时间，避免报文在设备内部处理时延为负的情况发生，能进一步提升后续时钟同步的准确性。

实施例二：

本实施例在实施例一的基础上提供了一种具体结构的主时钟设备和从时钟设备，从时钟设备将本地时钟与主时钟设备的时钟进行同步，且同步的方式具体可以采用实施例一所示的方案。具体的，参见图5所示，本实施例中的主时钟设备包括：

第一发送处理模块51，用于在第一同步时钟报文就绪且发送条件触发时，将第一同步时钟报文插入第一复帧发给待同步的从时钟设备，并记录第一复帧实际发出的第一主发出时间戳t1'。本实施例中的第一同步时钟报文完整生成是指第一发送处理模块52接收到上层发送完整的第一同步时钟报文。本实施例中第一复帧实际发出的第一主发出时间戳t1'是指第一复帧发出主时钟设备物理层接口的时刻。本实施例中的第一发送处理模块52的功能具体可由主时钟设备的微处理器或控制器实现。

第一接收处理模块52，用于接收从时钟设备通过第二复帧反馈的第二同步时钟报文，并记录第二复帧实际收到的第一主接收时间戳t4'；

反馈模块53，用于将发送第一同步时钟报文的第一发送时间t1、接收第二同步时钟报文的第一接收时间t4以及第一主发出时间戳t1'和第一主接收时间戳t4'发送给从时钟设备进行时间同步计算。本实施例中反馈模块53可将第一发送时间t1和/或第一主发出时间戳t1'随第一同步时钟报文发给从时钟设备，反馈模块53也可以先将该第一发送时间t1和/或第一主发出时间戳t1'记录下来后续单独发给从时钟设备或者随着第一接收时间t4以及第一主接收时间戳t4'一并发给从时钟设备。

参见图6所示，本实施例提供的从时钟设备，包括：

第二接收处理模块61，用于接收主时钟设备通过第一复帧发送的第一同步时钟报文，记录实际接收第一复帧的第二接收时间戳t2'以及接收第一同步时钟报文的第二接收时间t2。

第二发送处理模块62，用于在第二同步时钟报文完整生成且帧发送条件满足时，将第二同步时钟报文插入第二复帧发给主时钟设备，并记录第二复帧实际发出的第二从发出时间戳t3'以及发送第二同步时钟报文的第二发送时间t3。

同步模块63，用于接收主时钟设备反馈的所述第一同步时钟报文的第一发送时间t1、所述第二同步时钟报文的第一接收时间t4以及第一主发出时间戳t1'、第一主接收时间戳t4'，结合所述第二接收时间戳t2'、第二接收时间t2、第二从发出时间戳t3'以及第二发送时间t3计算与主时钟设备的时间差，具体可以采用以下公式计算：

t2-t1＝(t1'-t1)+(t2-t2')+x+y……………………………………(3)

t4-t3＝(t3'-t3)+(t4-t4')+x-y……………………………………(4)

上式中的x为主、从之间的传输时延，y则为主时钟设备和从时钟设备之间的时间差。同步模块将本地时钟加上时间差y即可实现与主时钟设备的时钟同步。

本实施例中的帧发送条件也包括：接收到来自物理层的帧发送请求(Request请求)。

本实施例中，主时钟设备的第一发送处理模块51记录第一复帧实际发出的第一主发出时间戳t1'的方式，具体可以在检测到第一复帧的帧头出主时钟设备的物理层接口时，记录当前时刻作为第一主发出时间戳t1'，也即将第一复帧的帧头作为标志记录第一复帧的出时间戳t1'。对应的，从时钟设备的第二发送处理模块62记录第二复帧实际发出的第二从发出时间戳t3'时，从时钟设备也可在检测到第二复帧的帧头出从时钟设备的物理层接口时，记录当前时刻作为第二从发出时间戳t3'，也即将第二复帧的帧头作为标志记录第二复帧的出时间戳t3'。

上述第一发送处理模块51和第二发送处理模块62记录出时间戳的方式以复帧帧头为标志，假设设备在复帧的第N个帧插入同步时钟报文时，则记录的出时间戳与实际发送第一同步时钟报文的时间会存在N个帧的误差。为了避免这个误差，主时钟设备和从时钟设备可以预先约定在复帧的第N个帧里面插入时间同步报文。这样在检测到帧头出设备的物理层接口后，将后续第N个帧出物理层接口的时刻作为出时间戳t3'。这样就可以该误差消除。采用这种方案时，第一发送处理模块51记录第一复帧实际发出的第一主发出时间戳t1'的方式为：主时钟设备检测第一复帧的自帧头起的第N个帧出物理层接口时的时刻作为第一主发出时间戳t1'；此时的第N个帧为第一同步时钟报文插入的起始帧。

对应的，从时钟设备的第二发送处理模块62记录第二复帧实际发出的第二从发出时间戳t3'时，从时钟设备检测第二复帧的自帧头起的第N个帧出物理层接口时的时刻作为第二从发出时间戳t3'；第N个帧为第二同步时钟报文插入的起始帧。通过这种方式可以最大限度的减少实际时间和记录的出时间戳值之间的延时误差。

应当理解的是，本实施例中的上述各模块的功能可以有设备内的微处理器或控制器实现。且本领域的技术人员应该明白，上述本发明实施例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，可以将它们存储在计算机存储介质(ROM/RAM、磁碟、光盘)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。所以，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

本发明利用OTN协议特殊的OTU帧结构特点，寻找合适的储存同步时钟报文出、入时间戳的时刻，以便更加准确地测量主设备与PHY之间的延迟时间、主从线路时间延迟(Delay)及主从时间差(Offset)，从而对系统进行准确的时钟同步处理。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种时间同步方法，包括：

主时钟设备在帧发送条件触发且第一同步时钟报文完整生成时，将所述第一同步时钟报文插入第一复帧发送给待同步的从时钟设备，并记录实际发出所述第一复帧的第一主发出时间戳t1'以及将所述第一同步时钟报文插入所述第一复帧的第一时刻,并将所述第一时刻作为第一发送时间t1；

所述主时钟设备接收所述从时钟设备通过第二复帧反馈的第二同步时钟报文，并记录实际收到所述第二复帧的第一主接收时间戳t4'以及从所述第二复帧中解析出所述第二同步时钟报文的第二时刻,并将所述第二时刻作为第一接收时间t4；所述通过第二复帧反馈的第二同步时钟报文为所述从时钟设备接收到所述第一同步时钟报文后，在第二同步时钟报文完整生成且帧发送条件满足时，通过第二复帧反馈的第二同步时钟报文；

所述主时钟设备将所述第一发送时间t1、所述第一接收时间t4、所述第一主发出时间戳t1'和所述第一主接收时间戳t4'发送给所述从时钟设备用于时间同步计算。

2.如权利要求1所述的时间同步方法，其特征在于，所述帧发送条件触发包括：接收到来自物理层的帧发送请求。

3.如权利要求1或2所述的时间同步方法，其特征在于，所述主时钟设备记录所述第一主发出时间戳t1'包括：

所述主时钟设备记录所述第一复帧的帧头从物理层接口发出的第三时刻,并将所述第三时刻作为所述第一主发出时间戳t1'；

或，

所述主时钟设备记录所述第一复帧的第N个帧从物理层接口发出的第三时刻,并将所述第三时刻作为所述第一主发出时间戳t1'，所述第N个帧为所述第一同步时钟报文插入的起始帧。

4.一种时间同步方法，包括：

从时钟设备接收主时钟设备通过第一复帧发送的第一同步时钟报文，记录实际接收所述第一复帧的第二接收时间戳t2'以及从所述第一复帧解析出所述第一同步时钟报文的第四时刻,并将所述第四时刻作为第二接收时间t2；

所述从时钟设备在帧发送条件触发且第二同步时钟完整生成时，将所述第二同步时钟报文插入第二复帧发送给所述主时钟设备，并记录所述第二复帧实际发出的第二从发出时间戳t3'以及将所述第二同步时钟报文插入第二复帧的第五时刻,并将所述第五时刻作为第二发送时间t3；

所述从时钟设备从所述主时钟设备获取第一发送时间t1、第一接收时间t4、第一主发出时间戳t1'以及第一主接收时间戳t4'，结合所述第二从接收时间戳t2'、第二接收时间t2、第二从发出时间戳t3'以及第二发送时间t3计算与所述主时钟设备的时间差，根据所述时间差对本地时钟进行同步；

所述第一发送时间t1，为所述主时钟设备中所述第一同步时钟报文插入所述第一复帧的时刻；所述第一主发出时间戳t1'，为所述主时钟设备实际发出所述第一复帧的时刻；所述第一接收时间t4，为所述主时钟设备从所述第二复帧中解析出所述第二同步时钟报文的时刻；所述第一主接收时间戳t4'，为所述主时钟设备实际收到所述第二复帧的时刻。

5.如权利要求4所述的时间同步方法，其特征在于，包括，所述从时钟设备记录所述第二复帧实际发出的第二从发出时间戳t3'包括：

所述从时钟设备记录所述第二复帧的帧头从物理层接口发出的第六时刻，并将所述第六时刻作为第二从发出时间戳t3'；

或，

所述从时钟设备记录所述第二复帧的第N个帧从物理层接口发出的第六时刻，并将所述第六时刻作为第二从发出时间戳t3'；所述第N个帧为所述第二同步时钟报文插入的起始帧。

6.一种主时钟设备，包括：

第一发送处理模块，用于在帧发送条件触发且第一同步时钟报文完整生成时，将第一同步时钟报文插入第一复帧发给待同步的从时钟设备，并记录所述第一复帧实际发出的第一主发出时间戳t1'以及将所述第一同步时钟报文插入所述第一复帧的第一时刻,并将所述第一时刻作为第一发送时间t1；

第一接收处理模块，用于接收所述从时钟设备通过第二复帧反馈的第二同步时钟报文，并记录所述第二复帧实际收到的第一主接收时间戳t4'以及从所述第二复帧中解析出所述第二同步时钟报文的第二时刻,并将所述第二时刻作为第一接收时间t4；所述通过第二复帧反馈的第二同步时钟报文为所述从时钟设备接收到所述第一同步时钟报文后，在第二同步时钟报文完整生成且帧发送条件满足时，通过第二复帧反馈的第二同步时钟报文；

反馈模块，用于将所述第一发送时间t1、所述第一接收时间t4、所述第一主发出时间戳t1'和所述第一主接收时间戳t4'发送给所述从时钟设备用于时间同步计算。

7.如权利要求6所述的主时钟设备，其特征在于，所述第一发送处理模块用于记录所述第一复帧的帧头从物理层接口发出的第三时刻,并将所述第三时刻作为所述第一主发出时间戳t1'；

或，

用于记录所述第一复帧的第N个帧从物理层接口发出的第三时刻,并将所述第三时刻作为所述第一主发出时间戳t1'，所述第N个帧为所述第一同步时钟报文插入的起始帧。

8.一种从时钟设备，包括：

第二接收处理模块，用于接收主时钟设备通过第一复帧发送的第一同步时钟报文，记录实际接收所述第一复帧的第二接收时间戳t2'以及从所述第一复帧解析出所述第一同步时钟报文的第四时刻,并将所述第四时刻作为第二接收时间t2；

第二发送处理模块，用于在帧发送条件触发且第二同步时钟完整生成时，将所述第二同步时钟报文插入第二复帧发送给所述主时钟设备，并记录所述第二复帧实际发出的第二从发出时间戳t3'以及将所述第二同步时钟报文插入第二复帧的第五时刻,并将所述第五时刻作为第二发送时间t3；

同步模块，用于从所述主时钟设备获取第一发送时间t1、第一接收时间t4、第一主发出时间戳t1'以及第一主接收时间戳t4'，结合所述第二从接收时间戳t2'、第二接收时间t2、第二从发出时间戳t3'以及第二发送时间t3计算与所述主时钟设备的时间差，根据所述时间差对本地时钟进行同步；

所述第一发送时间t1，为所述主时钟设备中所述第一同步时钟报文插入所述第一复帧的时刻；所述第一主发出时间戳t1'，为所述主时钟设备实际发出所述第一复帧的时刻；所述第一接收时间t4，为所述主时钟设备从所述第二复帧中解析出所述第二同步时钟报文的时刻；所述第一主接收时间戳t4'，为所述主时钟设备实际收到所述第二复帧的时刻。

9.如权利要求8所述的从时钟设备，其特征在于，所述第二发送处理模块用于记录所述第二复帧的帧头从物理层接口发出的第六时刻，并将所述第六时刻作为第二从发出时间戳t3’；

或，

用于记录所述第二复帧的第N个帧从物理层接口发出的时刻，并将所述时刻作为第二从发出时间戳t3’；所述第N个帧为所述第二同步时钟报文插入的起始帧。

10.一种时间同步系统，其特征在于，包括如权利要求6或7所述的主时钟设备和如权利要求8或9所述的从时钟设备，所述从时钟设备将本地时钟与所述主时钟设备的时钟进行同步。

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