CN109379252B - 一种基于可编程逻辑器件的网络延时测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于可编程逻辑器件的网络延时测量方法，应用于中继站点，所述方法包括：(1)接收物理链路中上一节点所发送的报文，其中，所述物理链路为，相互通信的发送站点与接收站点之间的物理链路，且所述物理链路中包含若干个中继站点；(2)读取报文中含有的当前驻留时长；获取所述报文在中继站点的驻留时长；并获取所述中继站点到上一站点之间的链路延时；(3)将当前驻留时长、报文在中继站点的驻留时长以及链路延时之和作为所述报文的当前驻留时长。本发明公开了一种基于可编程逻辑器件的网络延时测量装置。应用本发明实施例，可以提高报文实际传输过程中延时结果的准确性。

Description

一种基于可编程逻辑器件的网络延时测量方法及装置

技术领域

本发明涉及一种网络延时测量方法及装置，更具体涉及一种基于可编程逻辑器件的网络延时测量方法及装置。

背景技术

在时钟同步、链路测距、采样数据同步等领域，特别是电力系统中的差动保护装置中对线路两边采样值同步方面，目前常用的延时测量方法为插值同步法。采用插值同步时，采样值的报文传输时需要携带链路时间，接收端根据接收报文的时刻与报文所携带的链路时间计算报文的延时时间。

现有技术虽然能够精确测量确定链路的延时时间，但是在报文由复杂网络中的多个中继设备进行转发的情况下，网络链路会发生变化，进而导致预先测量的延时与报文实际传输的链路的延时不匹配。因此，现有技术中存在，报文实际传输过程中延时结果不准确的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种基于可编程逻辑器件的网络延时测量方法及装置，以提高报文实际传输过程中延时结果的准确性。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

本发明实施例提供了一种基于可编程逻辑器件的网络延时测量方法，应用于中继站点，所述方法包括：

(1)接收物理链路中上一节点所发送的报文，其中，所述物理链路为，相互通信的发送站点与接收站点之间的物理链路，且所述物理链路中包含若干个中继站点；

(2)读取报文中含有的当前驻留时长；获取所述报文在中继站点的驻留时长；并获取所述中继站点到上一站点之间的链路延时；

(3)将当前驻留时长、报文在中继站点的驻留时长以及链路延时之和作为所述报文的当前驻留时长。

可选的，所述获取所述中继站点到上一站点之间的链路延时，包括：

A：中继站点定时发送链路测距请求报文至所述中继站点的上一站点，以使所述中继站点的上一站点收到链路测距请求报文后，记录接收链路测距请求报文的入口时间戳t2，然后组织链路测距，并回复所述链路测距请求报文，并在发送测距回复报文时写入发送链路测距回复报文的出口时间戳t3以及链路测距请求报文的入口时间戳t2，然将链路测距回复报文发送至所述中继站点，其中，所述链路测距请求报文中携带发送链路测距请求报文的时间戳t1；

B：中继站点收到链路测距回复报文后，记录链路测距回复报文到达中继站点的入口时间戳t4，读取链路测距回复报文携带的t1、t2、t3，然后利用公式，

Ti＝(t4-t1)-(t3-t2)，计算中继站点与所述中继站点的上一站点之间的链路的延时，其中，

Ti为中继站点与所述中继站点的上一站点之间的链路的延时；t1为发送链路测距请求报文的出口时间戳；t2为所述中继站点的上一站点的接收接收链路测距请求报文的入口时间戳；t3为所述中继站点的上一站点发送链路测距回复报文的出口时间戳；t4为所述中继站点接收链路测距回复报文的入口时间戳；

C：多次测量中继站点与所述中继站点的上一站点之间的链路的延时，将滑动平均值作为所述中继站点到上一站点之间的链路延时。

可选的，所述方法还包括：

将所述报文发送至所述物理链路中的下一站点，以使所述下一站点执行所述步骤(1)。

可选的，所述步骤(3)，包括：

将当前驻留时长、报文在中继站点的驻留时长以及链路延时之和作为所述报文的当前驻留时长，并将所述当前驻留时长写入到所述报文中的预设字段，其中，所述预设字段为用于记录当前驻留时长的字段。

可选的，所述报文在中继站点的驻留时长为：

所述报文被写入介质访问控制层的时刻至所述报文被发送至端口物理层的时刻之间的时长。

本发明实施例还提供了一种基于可编程逻辑器件的网络延时测量装置，应用于中继站点，所述装置包括：

接收模块，用于接收物理链路中上一节点所发送的报文，其中，所述物理链路为，相互通信的发送站点与接收站点之间的物理链路，且所述物理链路中包含若干个中继站点；

读取模块，用于读取报文中含有的当前驻留时长；获取所述报文在中继站点的驻留时长；并获取所述中继站点到上一站点之间的链路延时；

计算模块，用于将当前驻留时长、报文在中继站点的驻留时长以及链路延时之和作为所述报文的当前驻留时长。

可选的，所述读取模块，用于：

A：中继站点定时发送链路测距请求报文至所述中继站点的上一站点，以使所述中继站点的上一站点收到链路测距请求报文后，记录接收链路测距请求报文的入口时间戳t2，然后组织链路测距，并回复所述链路测距请求报文，并在发送测距回复报文时写入发送链路测距回复报文的出口时间戳t3以及链路测距请求报文的入口时间戳t2，然将链路测距回复报文发送至所述中继站点，其中，所述链路测距请求报文中携带发送链路测距请求报文的时间戳t1；

B：中继站点收到链路测距回复报文后，记录链路测距回复报文到达中继站点的入口时间戳t4，读取链路测距回复报文携带的t1、t2、t3，然后利用公式，

Ti＝(t4-t1)-(t3-t2)，计算中继站点与所述中继站点的上一站点之间的链路的延时，其中，

Ti为中继站点与所述中继站点的上一站点之间的链路的延时；t1为发送链路测距请求报文的出口时间戳；t2为所述中继站点的上一站点的接收接收链路测距请求报文的入口时间戳；t3为所述中继站点的上一站点发送链路测距回复报文的出口时间戳；t4为所述中继站点接收链路测距回复报文的入口时间戳；

C：多次测量中继站点与所述中继站点的上一站点之间的链路的延时，将滑动平均值作为所述中继站点到上一站点之间的链路延时。可选的，所述装置还包括：

发送模块，用于将所述报文发送至所述物理链路中的下一站点，以使所述下一站点触发接收模块。

可选的，所述计算模块，用于：

将当前驻留时长、报文在中继站点的驻留时长以及链路延时之和作为所述报文的当前驻留时长，并将所述当前驻留时长写入到所述报文中的预设字段，其中，所述预设字段为用于记录当前驻留时长的字段。

可选的，所述报文在中继站点的驻留时长为：

所述报文被写入介质访问控制层的时刻至所述报文被发送至端口物理层的时刻之间的时长。

本发明相比现有技术具有以下优点：

应用本发明，将每次链路的真实延时时间携带在每帧采样值报文中，确保了每次采样值报文传输延时的真实性，相对于现有技术使用预先测量的整个物理链路的延时，本发明实施例获取的延时为实时测量的结果，进而可以提高报文实际传输过程中延时结果的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于可编程逻辑器件的网络延时测量方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于可编程逻辑器件的网络延时装置的结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本发明实施例提供了一种基于可编程逻辑器件的网络延时测量方法及装置，下面首先就本发明实施例提供的一种基于可编程逻辑器件的网络延时测量方法进行介绍。

图1为本发明实施例提供的一种基于可编程逻辑器件的网络延时测量方法的流程示意图，如图1所示，应用于中继站点，所述方法包括：

S101：接收物理链路中上一节点所发送的报文，其中，所述物理链路为，相互通信的发送站点与接收站点之间的物理链路，且所述物理链路中包含若干个中继站点；

例如，发送站点为A、中继站点为B、C、D，接收站点为E，报文的发送流程为：A发送给B，B发送给C，C发送给D，D发送给E。

S102：读取报文中含有的当前驻留时长；获取所述报文在中继站点的驻留时长；并获取所述中继站点到上一站点之间的链路延时；

具体的，所述获取所述中继站点到上一站点之间的链路延时，包括：A：中继站点定时发送链路测距请求报文至所述中继站点的上一站点，以使所述中继站点的上一站点收到链路测距请求报文后，记录接收链路测距请求报文的入口时间戳t2，然后组织链路测距，并回复所述链路测距请求报文，并在发送测距回复报文时写入发送链路测距回复报文的出口时间戳t3以及链路测距请求报文的入口时间戳t2，然将链路测距回复报文发送至所述中继站点，其中，所述链路测距请求报文中携带发送链路测距请求报文的时间戳t1；B：中继站点收到链路测距回复报文后，记录链路测距回复报文到达中继站点的入口时间戳t4，读取链路测距回复报文携带的t1、t2、t3，然后利用公式，Ti＝(t4-t1)-(t3-t2)，计算中继站点与所述中继站点的上一站点之间的链路的延时，其中，Ti为中继站点与所述中继站点的上一站点之间的链路的延时；t1为发送链路测距请求报文的出口时间戳；t2为所述中继站点的上一站点的接收接收链路测距请求报文的入口时间戳；t3为所述中继站点的上一站点发送链路测距回复报文的出口时间戳；t4为所述中继站点接收链路测距回复报文的入口时间戳；C：多次测量中继站点与所述中继站点的上一站点之间的链路的延时，将滑动平均值作为所述中继站点到上一站点之间的链路延时。

示例性的，以A站点到中继站点B为例：

(1)A站点将报文发送给中继站点B时，会在报文中写入报文在A站点的当前驻留时长；类似的，中继站点B将报文发送给中继站点C时，会按照本发明实施例更新报文在中继站点B的当前驻留时长。因此，可以从报文中直接获取报文中含有的当前驻留时长Tz。

(2)可以利用公式，Tm＝T2-T1，计算报文在B站点的驻留时长，其中，

Tm为报文在B站点的驻留时长；T1为报文被写入中继站点B的介质访问控制层的时刻；T2为报文被发送至中继站点B的端口物理层的时刻。

(3)站点A将入口时间戳t1写入链路测距请求报文中并将链路测距请求报文发送至B站点，然后中继站点B发送链路测距请求报文至A站点。A站点收到链路测距请求报文后，记录接收链路测距请求报文的入口时间戳t2，然后组织链路测距，并回复所述链路测距请求报文，并在发送测距回复报文时写入发送链路测距回复报文的出口时间戳t3，另外也要在测距回复报文中写入链路测距请求报文的入口时间戳t2，然将链路测距回复报文发送至所述中继站点B。

中继站点B收到链路测距回复报文后，记录链路测距回复报文到达中继站点B的入口时间戳t4，读取链路测距回复报文携带的时间戳t1、时间戳t2、时间戳t3，然后利用公式，Ti＝(t4-t1)-(t3-t2)，计算中继站点B与所述中继站点B的上一站点之间的链路的延时，其中，Ti为中继站点B与A站点之间的链路的延时；t1为发送链路测距请求报文的出口时间戳；t2为所述中继站点的上一站点的接收接收链路测距请求报文的入口时间戳；t3为所述中继站点的上一站点发送链路测距回复报文的出口时间戳；t4为所述中继站点接收链路测距回复报文的入口时间戳。

在实际应用中，可以多次测量中继站点与所述中继站点的上一站点之间的链路的延时，将滑动平均值作为所述中继站点到上一站点之间的链路延时。

需要说明的是，A节点可以周期性的发送链路测距请求报文到B站点。

S103：将当前驻留时长、报文在中继站点的驻留时长以及链路延时之和作为所述报文的当前驻留时长。

具体的，可以将当前驻留时长、报文在中继站点的驻留时长以及链路延时之和作为所述报文的当前驻留时长，并将所述当前驻留时长写入到所述报文中的预设字段，其中，所述预设字段为用于记录当前驻留时长的字段。

示例性的，将报文的当前驻留时长更新为：Tz+Tm+Ti。

应用本发明图1所示实施例，将每次链路的真实延时时间携带在每帧采样值报文中，确保了每次采样值报文传输延时的真实性，相对于现有技术使用预先测量的整个物理链路的延时，本发明实施例获取的延时为实时测量的结果，进而可以提高报文实际传输过程中延时结果的准确性。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，在本发明图1所示实施例的基础上，增加了以下步骤：将所述报文发送至所述物理链路中的下一站点，以使所述下一站点执行所述步骤(1)。

中继节点B更新当前驻留时长后，将当前驻留时长写入报文中，将报文发送给中继节点C，中继节点C继续执行本发明实施例中的S101-S103步骤，直至报文发送至接收站点E。

应用本发明上述实施例，可以将报文发送至接收站点E，并使接收站点E获取准确的链路延时。

图2为本发明实施例提供的一种基于可编程逻辑器件的网络延时装置的结构示意图，如图2所示，应用于中继站点，所述装置包括：

接收模块201，用于接收物理链路中上一节点所发送的报文，其中，所述物理链路为，相互通信的发送站点与接收站点之间的物理链路，且所述物理链路中包含若干个中继站点；

读取模块202，用于读取报文中含有的当前驻留时长；获取所述报文在中继站点的驻留时长；并获取所述中继站点到上一站点之间的链路延时；

计算模块203，用于将当前驻留时长、报文在中继站点的驻留时长以及链路延时之和作为所述报文的当前驻留时长。

应用本发明图2所示实施例，将每次链路的真实延时时间携带在每帧采样值报文中，确保了每次采样值报文传输延时的真实性，相对于现有技术使用预先测量的整个物理链路的延时，本发明实施例获取的延时为实时测量的结果，进而可以提高报文实际传输过程中延时结果的准确性。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述读取模块202，用于：

A：中继站点定时发送链路测距请求报文至所述中继站点的上一站点，以使所述中继站点的上一站点收到链路测距请求报文后，记录接收链路测距请求报文的入口时间戳t2，然后组织链路测距，并回复所述链路测距请求报文，并在发送测距回复报文时写入发送链路测距回复报文的出口时间戳t3以及链路测距请求报文的入口时间戳t2，然将链路测距回复报文发送至所述中继站点，其中，所述链路测距请求报文中携带发送链路测距请求报文的时间戳t1；

B：中继站点收到链路测距回复报文后，记录链路测距回复报文到达中继站点的入口时间戳t4，读取链路测距回复报文携带的t1、t2、t3，然后利用公式，

Ti＝(t4-t1)-(t3-t2)，计算中继站点与所述中继站点的上一站点之间的链路的延时，其中，

Ti为中继站点与所述中继站点的上一站点之间的链路的延时；t1为发送链路测距请求报文的出口时间戳；t2为所述中继站点的上一站点的接收接收链路测距请求报文的入口时间戳；t3为所述中继站点的上一站点发送链路测距回复报文的出口时间戳；t4为所述中继站点接收链路测距回复报文的入口时间戳；

C：多次测量中继站点与所述中继站点的上一站点之间的链路的延时，将滑动平均值作为所述中继站点到上一站点之间的链路延时。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述装置还包括：

发送模块，用于将所述报文发送至所述物理链路中的下一站点，以使所述下一站点触发接收模块201。

应用本发明上述实施例，可以将报文发送至接收站点E，并使接收站点E获取准确的链路延时。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述计算模块203，用于：

将当前驻留时长、报文在中继站点的驻留时长以及链路延时之和作为所述报文的当前驻留时长，并将所述当前驻留时长写入到所述报文中的预设字段。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述报文在中继站点的驻留时长为：

所述报文被写入介质访问控制层的时刻至所述报文被发送至端口物理层的时刻之间的时长。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于可编程逻辑器件的网络延时测量方法，其特征在于，应用于中继站点，所述方法包括：

（1）接收物理链路中上一节点所发送的报文，其中，所述物理链路为，相互通信的发送站点与接收站点之间的物理链路，且所述物理链路中包含若干个中继站点；

（2）读取报文中含有的当前驻留时长；获取所述报文在中继站点的驻留时长；并获取所述中继站点到上一站点之间的链路延时；

（3）将当前驻留时长、报文在中继站点的驻留时长以及链路延时之和作为所述报文的当前驻留时长；

所述获取所述中继站点到上一站点之间的链路延时，包括：

A：中继站点定时发送链路测距请求报文至所述中继站点的上一站点，以使所述中继站点的上一站点收到链路测距请求报文后，记录接收链路测距请求报文的入口时间戳t2，然后组织链路测距，并回复所述链路测距请求报文，并在发送测距回复报文时写入发送链路测距回复报文的出口时间戳t3以及链路测距请求报文的入口时间戳t2，然将链路测距回复报文发送至所述中继站点，其中，所述链路测距请求报文中携带发送链路测距请求报文的时间戳t1；

B：中继站点收到链路测距回复报文后，记录链路测距回复报文到达中继站点的入口时间戳t4，读取链路测距回复报文携带的t1、t2、t3，然后利用公式，

Ti=(t4-t1)-(t3-t2)，计算中继站点与所述中继站点的上一站点之间的链路的延时，其中，

Ti为中继站点与所述中继站点的上一站点之间的链路的延时；t1为发送链路测距请求报文的出口时间戳；t2为所述中继站点的上一站点的接收接收链路测距请求报文的入口时间戳；t3为所述中继站点的上一站点发送链路测距回复报文的出口时间戳；t4为所述中继站点接收链路测距回复报文的入口时间戳；

C：多次测量中继站点与所述中继站点的上一站点之间的链路的延时，将滑动平均值作为所述中继站点到上一站点之间的链路延时。

2.根据权利要求1所述的一种基于可编程逻辑器件的网络延时测量方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述报文发送至所述物理链路中的下一站点，以使所述下一站点执行所述步骤（1）。

3.根据权利要求1所述的一种基于可编程逻辑器件的网络延时测量方法，其特征在于，所述步骤（3），还包括：

将所述当前驻留时长写入到所述报文中的预设字段，其中，所述预设字段为用于记录当前驻留时长的字段。

4.根据权利要求1所述的一种基于可编程逻辑器件的网络延时测量方法，其特征在于，所述报文在中继站点的驻留时长为：

所述报文被写入介质访问控制层的时刻至所述报文被发送至端口物理层的时刻之间的时长。

5.一种基于可编程逻辑器件的网络延时测量装置，其特征在于，应用于中继站点，所述装置包括：

接收模块，用于接收物理链路中上一节点所发送的报文，其中，所述物理链路为，相互通信的发送站点与接收站点之间的物理链路，且所述物理链路中包含若干个中继站点；

读取模块，用于读取报文中含有的当前驻留时长；获取所述报文在中继站点的驻留时长；并获取所述中继站点到上一站点之间的链路延时；

计算模块，用于将当前驻留时长、报文在中继站点的驻留时长以及链路延时之和作为所述报文的当前驻留时长；

读取模块中获取所述中继站点到上一站点之间的链路延时的方法包括如下步骤：

A：中继站点定时发送链路测距请求报文至所述中继站点的上一站点，以使所述中继站点的上一站点收到链路测距请求报文后，记录接收链路测距请求报文的入口时间戳t2，然后组织链路测距，并回复所述链路测距请求报文，并在发送测距回复报文时写入发送链路测距回复报文的出口时间戳t3以及链路测距请求报文的入口时间戳t2，然将链路测距回复报文发送至所述中继站点，其中，所述链路测距请求报文中携带发送链路测距请求报文的时间戳t1；

B：中继站点收到链路测距回复报文后，记录链路测距回复报文到达中继站点的入口时间戳t4，读取链路测距回复报文携带的t1、t2、t3，然后利用公式，

Ti=(t4-t1)-(t3-t2)，计算中继站点与所述中继站点的上一站点之间的链路的延时，其中，

Ti为中继站点与所述中继站点的上一站点之间的链路的延时；t1为发送链路测距请求报文的出口时间戳；t2为所述中继站点的上一站点的接收接收链路测距请求报文的入口时间戳；t3为所述中继站点的上一站点发送链路测距回复报文的出口时间戳；t4为所述中继站点接收链路测距回复报文的入口时间戳；

C：多次测量中继站点与所述中继站点的上一站点之间的链路的延时，将滑动平均值作为所述中继站点到上一站点之间的链路延时。

6.根据权利要求5所述的一种基于可编程逻辑器件的网络延时测量装置，其特征在于，所述装置还包括：

发送模块，用于将所述报文发送至所述物理链路中的下一站点，以使所述下一站点触发接收模块。

7.根据权利要求5所述的一种基于可编程逻辑器件的网络延时测量装置，其特征在于，所述计算模块，还用于：

将所述当前驻留时长写入到所述报文中的预设字段，其中，所述预设字段为用于记录当前驻留时长的字段。

8.根据权利要求5所述的一种基于可编程逻辑器件的网络延时测量装置，其特征在于，所述报文在中继站点的驻留时长为：

所述报文被写入介质访问控制层的时刻至所述报文被发送至端口物理层的时刻之间的时长。

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