CN110677210A - 一种时钟补偿的方法、设备和系统 - Google Patents
一种时钟补偿的方法、设备和系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110677210A CN110677210A CN201910775643.6A CN201910775643A CN110677210A CN 110677210 A CN110677210 A CN 110677210A CN 201910775643 A CN201910775643 A CN 201910775643A CN 110677210 A CN110677210 A CN 110677210A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- clock
- unknown
- compensation
- compensation parameters
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J3/00—Time-division multiplex systems
- H04J3/02—Details
- H04J3/06—Synchronising arrangements
- H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
- H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
- H04J3/0658—Clock or time synchronisation among packet nodes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J3/00—Time-division multiplex systems
- H04J3/02—Details
- H04J3/06—Synchronising arrangements
- H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
- H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
- H04J3/0658—Clock or time synchronisation among packet nodes
- H04J3/0673—Clock or time synchronisation among packet nodes using intermediate nodes, e.g. modification of a received timestamp before further transmission to the next packet node, e.g. including internal delay time or residence time into the packet
Abstract
本申请提供了一种时钟补偿的方法、设备及系统。在一种时钟补偿的方法中,多个网络设备发送时钟消息,所述多个网络设备包括至少一台中间网络设备和至少2台端点网络设备,所述端点网络设备发送的时钟消息中携带时间偏差信息;所述管理设备接收时钟消息,确定时钟链路的时间偏差和多个未知补偿参数的关系,并确定时钟补偿值。通过本申请提供的方案,可以提供一种计算精度较高的时钟补偿值,可以有效减少维护人员下站测量的次数,以及降低对管理运维人员的技能要求。
Description
技术领域
本申请涉及通信领域,一种时钟补偿的方法、设备和系统。
背景技术
电气电子工程师学会(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE)于2008年正式发布IEEE 1588V2(IEEE Standard for a Precision ClockSynchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems)版本标准,该标准是网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准,采用精密时钟同步(Precision Time Protocol,PTP)协议机制,精度可以达到亚微秒级,实现频率同步和时间(相位)同步。
1588V2时钟同步建立在主时钟(master)和从时钟(slave)之间的收发链路延时对称的基础上的,收发光纤的长度不对称是引入时间偏差的根源,收发光纤的长度不对称是指网络设备间的收、发光纤长度不相等。1米光纤的传输延时是5纳秒(nanosecond,ns),那么1米的不对称将引入2.5ns的时间同步误差,400米的不对称将引入1微秒(microsecond,us)的时间同步误差。在实际网络中,很难精确控制全网端到端的光纤不对称在400米以内,而对于时分同步码分多址网络(Time Division-Synchronous Code Division MultipleAccess,TD-SCDMA)、分时长期演进网络(Time Division Long Term Evolution,LTE-TDD)等+/-1.5us的同步需求来讲,1us的同步误差显然是不能容忍的。因此在1588V2时钟同步网工程部署中必须严肃考虑网络的光纤不对称问题,在1588V2开局规划及后续维护中应尽量减少光纤的不对称。
从上述原理可以看出,1588V2时间同步是建立在master和slave之间的收发链路延时对称的基础上的,如果master和slave之间的收发链路延时存在不对称,将引入同步误差,可以通过设置补偿值来弥补网络时延不对称引起的误差,但是不对称补偿值是通过专门的工具测量出来的。
对已部署承载网络减少光纤不对称的现有方案主要有:
1)逐点下站测量补偿方法
逐点下站测量补偿方案需要在所有支持1588V2的网络设备上进行不对称补偿。其方法主要为:维护人员下站测量网络设备的秒脉冲(One Pulse Per Second,1PPS)输出和GPS仪表的时间偏差TD(time difference,TD),对TD值进行合理性判断,然后在slave端口设置补偿值TD,补偿后再次测量1PPS输出和GPS仪表的时间偏差TD,对TD进行判断验收,决策是否需要继续补偿。
2)交换光纤测量补偿方法
1588V2主、从网络设备之间首先在正常情况下进行1588V2报文交互传递时戳。然后通过手动或自动交换主从设备的上、下行光纤,上、下行光纤交换之后再进行1588V2报文交互传递时戳。
设备综合利用光纤交换之前、后的1588V2报文时戳信息,计算上下行光纤不对称值,然后确定slave端口的补偿值。
以上现有方案中,主要存在以下缺点:
人工操作复杂耗时:逐点下站测量补偿,交换光纤测量补偿,两种方案都需要人工测量,且操作人员需要有较强的时钟专业知识,操作复杂耗时。
发明内容
本申请提供了一种时钟补偿的方法、设备和系统,管理设备通过接收端点网络设备发来的携带时间偏差信息,计算出较高精度的时钟补偿值,从而减少1588时钟同步承载网络中的光纤不对称的情况,减少网络维护人员上站测量的次数。
本申请实施例提供的技术方案如下:
第一方面,提供了一种时钟补偿的方法,应用于管理设备,所述管理设备接收多个网络设备发送的时钟消息,所述多个网络设备包括至少2个端点网络设备和至少1个中间网络设备,所述端点网络设备发送的时钟消息携带时间偏差信息;所述管理设备根据所述时钟消息确定第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,所述时钟链路的两端为所述端点网络设备,所述第一时钟链路的时间偏差对应所述第一时钟链路的端点网络设备上报的时间偏差信息,所述未知补偿参数为所述时钟链路上相邻的两个网络设备之间的时钟补偿值;所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,确定时钟补偿值,应理解,所述第一时钟链路包括1个或多个时钟链路。当第一时钟链路包括多个时钟链路时,第一时钟链路的时间偏差指第一时钟链路中的每个时钟链路上的时间偏差。
管理设备获取网络设备发送的时钟消息,通过将时钟消息中携带的时间偏差信息与未知补偿参数相关联,自动计算全网时钟补偿值,可以减少维护人员下站测量的次数,以及降低对管理运维人员的技能要求。
在一种可能的方式中,所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系确定时钟补偿值,包括:所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,确定第一组未知补偿参数的取值;所述管理设备将所述第一组未知补偿参数的取值作为所述时钟补偿值。
管理设备可以快速计算出一组未知补偿参数的取值后将其确定为时钟补偿值,从而可以快速、高效的为整网时钟补偿提供指导和依据,应理解,上述第一组未知补偿值参数的取值是指第一组未知补偿参数中的每个未知补偿参数的取值形成的集合。
在一种可能的方式中,所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,确定所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值;所述管理设备将所述第一组未知补偿参数的取值作为所述时钟补偿值,包括:所述管理设备确定所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值大于等于目标指标;所述管理设备根据所述确定的所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值大于等于目标指标,将所述第一组未知补偿参数的取值作为所述时钟补偿值;所述目标指标为指定的计算正确概率值。
在一种可能的方式中,所述目标指标可以是使用所述管理设备的维护人员要求的目标计算正确概率,也可以是管理设备根据经验自动设定的目标计算正确概率,本申请不做具体限定。
通过以上可选方式,为维护人员或管理人员提供了一种判断标准:通过整网评估指标快速的对计算的时钟补偿值的准确概率有一个判断,即计算的整网补偿精度效果是否能够接受。维护人员或管理人员还可以以目标指标为指导,通过目标指标计算补偿值,进一步保证计算的时钟补偿值的计算准确概率。
在一种可能的方式中,所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系确定时钟补偿值,包括:所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,确定第一组未知补偿参数的取值和第一整网评估指标,所述第一整网评估指标为所述第一组未知补偿参数的取值的评价值;所述管理设备通过改变所述网络设备的角色确定第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系;所述管理设备根据所述第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系确定第二组未知补偿参数的取值和第二整网评估指标,所述第二整网评估指标为第二组未知补偿参数的取值的评价值;所述管理设备确定所述第二整网评估指标优于所述第一整网评估指标;所述管理设备根据所述第二整网评估指标优于所述第一整网评估指标,将所述第二组未知补偿参数确定为时钟补偿值。
通过以上可选方式,所述管理设备可以通过反复的计算,提供计算正确概率更高的时钟补偿值,为时钟同步承载网的时钟补偿提供更有效的指导。
在一种可能的方式中,所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系为:所述第一时钟链路中的每个时钟链路上的所有未知补偿参数之和等于对应的时钟链路的端点网络设备上报的时间偏差信息之差,所述第一组未知补偿参数包括所述每个时钟链路上的所有未知补偿参数。
所述管理设备通过确定时钟链路上的时间偏差和多个未知补偿参数的关系,使得可以通过计算的方式得到未知补偿参数的取值。
在一种可能的方式中,所述管理设备根据所述以下算法确定所述时钟补偿值,所述以下算法包括:满秩分解算法、奇异值分解算法、拉格朗日乘子法、正交三角分解算法或人工智能算法,所述人工智能算法包括神经网络算法或蚁群算法,本申请不做具体限定。
在计算未知补偿参数的过程中,本申请不限定具体算法,可以充分利用已知的算法进行未知补偿参数的计算,以获得更多、更丰富的计算结果,从而获取更高准确度的时钟补偿值。
在一种可能的方式中,管理设备收到的同一台端点设备发送的多个时钟消息的TD值不一样时,管理设备对该TD值进行预处理,预处理包括进行有效性校验,丢弃不稳定值,或去掉最大值和最小值后取剩余值的平均值,本申请不做具体限定。
在一种可能的方式中,所述时间偏差信息为所述端点网络设备1588时间与标准时钟源时间的偏差值,所述标准时钟源包括全球卫星导航系统,所述全球卫星导航系统可以为美国全球定位系统(Global Position System,GPS),俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS),欧盟的伽利略定位系统(Galileo),中国的北斗卫星定位系统等,或其他时钟源,本申请不做具体限定。
所述管理设备通过使用可靠的时钟源获得的时间偏差信息,使得计算结果更为可靠。
在一种可能的方式中,所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系确定第一组未知补偿参数的取值,包括:所述管理设备根据所述时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系获得系数矩阵;所述管理设备根据所述系数矩阵和所述时钟链路的时间偏差确定所述第一组未知补偿参数的取值,其中,所述系数矩阵表示为:
A=(aij)M×N
1≤i≤M,1≤j≤N
其中,A是所述系数矩阵,aij是所述系数矩阵中的元素,代表所述第一时钟链路中的第i个链路上是否存在第j个所述未知补偿参数,N是所述第一组未知补偿参数中的未知补偿参数的数量,N为所述网络设备的数量减1,M是所述第一时钟链路包括的时钟链路的数量,M为所述端点网络设备的数量减1。
在一种可能的方式中,所述管理设备根据所述系数矩阵和所述时钟链路的时间偏差确定所述第一组未知补偿参数的取值,包括:
所述管理设备使用以下公式确定所述第一组未知补偿参数的取值,
b=(TD2-TD1,…,TDi-TD1)
(X1,…,Xj)=XLSN=A+b
2≤i≤M,1<j≤N
其中,(X1,…,Xj)是所述第一组未知补偿参数,Xj是所述第一组未知补偿参数中的第j个未知补偿参数,XLSN代表所述第一组未知补偿参数,TDi-TD1是所述第一时钟链路中的第i-1个时钟链路的所述时间偏差,b是由所述第一时钟链路中的每个时钟链路的所述时间偏差构成的向量,M是所述第一时钟链路包括的时钟链路的数量,M为所述端点网络设备的数量减1,N是所述第一组未知补偿参数中的未知补偿参数的数量,N为所述网络设备的数量减1,A是所述系数矩阵,A+是所述系数矩阵A的穆尔-彭罗斯广义逆矩阵。
在一种可能的方式中,所述管理设备根据所述时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系确定第一整网评估指标,包括:所述管理设备使用以下公式确定所述第一整网评估指标:
r=rank(A)
E=(eij)N×N=I-A+A
p=(p1,…,pf,…,pk),(pf≠1,1≤f≤k)
1≤i≤N,1≤j≤N
其中,AEIN是所述第一整网评估指标,N是所述第一组未知补偿参数中的未知补偿参数的数量,N为所述网络设备的数量减1,r是所述系数矩阵A的秩,I是单位矩阵,A+是所述系数矩阵A的穆尔-彭罗斯广义逆矩阵,E是所述第一组未知补偿参数的取值的误差矩阵,eij是所述误差矩阵的元素,pf是第f个所述未知补偿参数的取值的计算正确概率,p是pf(f=1,…,n)中去掉概率为1的元素后剩余k个元素组成的子集向量,std(p)是向量p的标准差。
通过以上可选方式,管理设备可以根据以上可选方式计算未知补偿参数,结合整网评估指标等确定时钟补偿值,从而可以快速、高效、准确的为整网时钟补偿提供指导和依据。
在一种可能的方式中,所述管理设备通过改变所述网络设备的角色确定第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系,包括:所述管理设备将所述多个网络设备中的未连接标准时钟源,但能够获得标准时钟源时间的中间网络设备变更为端点网络设备;所述管理设备接收所述变更为端点网络设备的中间网络设备发送的携带时间偏差信息的新时钟消息;所述管理设备根据所述新时钟消息确定所述第二时钟链路的时间偏差和多个未知补偿参数的关系。
这样,在结合所述时钟同步承载网络的网络部署调整的情况下,可以计算出计算准确概率更高的补偿值,使得该补偿值对所述时钟同步承载网络的指导更有效。
在一种可能的方式中,所述管理设备通过改变所述网络设备的角色确定第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系,包括:所述管理设备将所述多个中间网络设备中的未连接标准时钟源,但可能能够获得标准时钟源时间的中间网络设备变更为端点网络设备;所述管理设备模拟计算出所述变更为端点网络设备的中间网络设备的新时间偏差信息;所述管理设备根据所述新时间偏差信息确定所述第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系。
在一种可能的方式中,所述管理设备将所述变更为端点网络设备的中间网络设备信息输出到所述管理设备的用户界面。
这样,不仅可以计算出计算准确概率更高的补偿值,还可以告诉管理运维人员,在哪些中间网络设备上增加可以连接的标准时钟源如GPS,则可以提高整网补偿值的计算准确概率,对所述时钟同步承载网络的指导意义更大。
在一种可能的方式中,所述管理设备通过改变所述网络设备的角色确定第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系,包括:所述管理设备将所述多个网络设备中的确定无法获得标准时钟源时间的中间网络设备变更为省略网络设备,省略网络设备既不是中间网络设备也不是端点网络设备,管理设备在计算时钟补偿值时不考虑省略网络设备。管理设备确定第二网络设备,所述第二网络设备的数量为所述网络设备的数量减去所述省略网络设备的数量;所述管理设备根据所述第二网络设备的时钟消息确定所述第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系。
这样,不需要调整所述时钟同步承载网络的网络部署,就可以计算出计算准确概率更高的补偿值,使得该补偿值对所述时钟同步承载网络的指导更有效。
在一种可能的方式中,所述管理设备将所述时钟补偿值、所述第一整网评估指标或所述第二整网评估指标输出到所述管理设备的用户界面。
这样,可以直观的呈现所述时钟补偿值以及整网评估指标,让运维管理人员可以直观的使用所述时钟补偿值,减少运维人员上站实际测量和人工计算的次数。
在一种可能的方式中,所述时钟补偿值包括从端口补偿值,所述从端口补偿值根据所述第一组未知补偿参数确定。
在一种可能的方式中,所述时钟补偿值包括从端口补偿值,所述从端口补偿值根据所述第二组未知补偿参数确定。
在一种可能的方式中,所述从端口补偿值为光纤不对称补偿值。
通过以上可选方式,可以确定时钟同步承载网络中的网络设备的从时钟端口补偿值,这也是在管理运维过程中,管理运维人员最常需要确定的补偿值信息,可以帮助管理运维人员快速、有效的确定该补偿值而不需要额外的下站实测或人工计算等工作。
在一种可能的方式中,所述管理设备根据所述从端口补偿值确定主端口补偿值,所述主端口补偿值的大小与所述从端口补偿值大小一致,符号与所述从端口补偿值符号相反。
在一种可能的方式中,所述时钟补偿值包括被动端口补偿值。所述管理设备将所述被动(passive)端口的切换为s lave端口,再采用本时钟补偿的方法进行计算,确定时钟补偿值并执行时钟补偿后,再将所述切换为slave端口的passive端口切换为passive端口。
通过上述可选方式,可计算主端口补偿值、passive端口补偿值,可以帮助管理运维人员快速、有效的确定该补偿值而不需要额外的下站实测或人工计算等工作。
在一种可能的方式中,所述管理设备向所述多台网络设备发送所述时钟补偿值。
在一种可能的方式中,当所述时钟补偿值包括从端口补偿值时,所述管理设备向所述多台网络设备的从端口发送所述从端口补偿值;当所述时钟补偿值包括主端口补偿值时,所述管理设备向所述多台网络设备的主端口发送所述主端口补偿值。
这样,结合所述管理设备的算法,可以通过所述管理设备直接向所述多个网络设备发送所述管理设备计算出的时钟补偿值,使得网络中设备获得时钟补偿。
第二方面,提供了一种时钟补偿的方法,应用于端点网络设备,所述端点网络设备向管理设备发送时钟消息,所述时钟消息携带时间偏差信息,所述时间偏差信息用于使得所述管理设备确定时钟补偿值,所述时间偏差信息为所述端点网络设备的时间与标准时钟源时间的偏差值;所述端点网络设备接收所述管理设备发来的所述时钟补偿值;所述端口网络设备根据所述时钟补偿值执行时钟补偿。
这样,通过端点网络设备发送的时间偏差信息,使得所述管理设备通过将时钟消息中的时间偏差信息与时钟链路信息相关联,自动计算全网时钟补偿值成为可能,是帮助管理运维人员快速、有效的确定补偿值而不需要额外下站实测或人工计算等工作的基础,通过接收所述时钟补偿值和执行对应的时钟补偿,实现对时钟同步承载网络的快速调整,保证承载业务的顺利执行。
在一种可能的方式中,所述时钟补偿值包括从端口补偿值,所述从端口补偿值为光纤不对称补偿值。
通过以上可选方式,可以快速的确定从端口补偿值,这也是在管理运维过程中,管理运维人员最常需要确定的补偿值信息,可以帮助管理运维人员快速、有效的确定该补偿值而不需要额外的下站实测或人工计算等工作。
在一种可能的方式中,所述时间偏差信息为所述端点网络设备的1588时间与标准时钟源时间的偏差值。
在一种可能的方式中,所述标准时钟源包括全球卫星导航系统,所述全球卫星导航系统可以为美国全球定位系统(Global Position System,GPS),俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS),欧盟的伽利略定位系统(Galileo),中国的北斗卫星定位系统等,或其他时钟源,本申请不做具体限定。
通过以上可选方式,使用可靠的时钟源获得的时间偏差信息,使得收到的时钟补偿值结果更为可靠。
第三方面,提供了一种管理设备,所述管理设备具有实现上述第一方面以及第一方面的任一种可选方式中时钟补偿的功能。该装置至少包括一个模块,所述至少一个模块用于实现上述第一方面以及第一方面的任一种可选方式所提供的时钟补偿的方法。
第四方面,提供了一种网络设备,所述网络设备具有实现上述第二方面中时钟补偿的功能。该装置至少包括一个模块,所述至少一个模块用于实现上述第二方面所提供的时钟补偿方法。
第五方面,提供了一种管理设备,所述管理设备包括处理器、存储器以及收发器,所述存储器中存储有至少一条指令,所述处理器用于执行所述存储器中的计算机可读指令使得所述管理设备执行上述第一方面以及第一方面的任一种可选方式所提供的时钟补偿的方法。
第六方面,提供了一种网络设备,所述网络设备包括处理器、存储器以及收发器,所述存储器中存储有至少一条指令,所述处理器用于执行所述存储器中的计算机可读指令使得所述网络设备执行上述第二方面所提供的时钟补偿的方法。
第七方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质中存储有至少一条指令,所述指令由处理器加载并执行如第一方面以及第一方面的任一种可选方式所提供的时钟补偿方法,或如第二方面所提供的时钟补偿方法。
第八方面,提供了一种计算机程序,所述计算机程序包括用于执行上述第一方面或第一方面任一种可选方式所述的方法。
第九方面,提供了一种计算机程序,所述计算机程序包括用于执行上述第二方面或第二方面任一种可选方式所述的方法。
第十方面,提供了一种网络系统,所述网络系统包括管理设备以及网络设备,所述管理设备用于执行上述第一方面或第一方面任一种可能的方式所述的方法,所述网络设备用于执行上述第二方面所述的方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施例中使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面附图只是本发明的一些实施例的附图,对于本领域普通技术人员来说,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得同样能实现本发明的其他技术方案和附图。这些技术方案和附图也应该被认为是在本发明的范围之内。
图1为本申请实施例提供的一种网络系统示意图;
图2为本申请实施例提供的一种时钟同步网络示意图;
图3为本申请实施例提供的一种时钟补偿的方法流程图;
图4为本申请实施例提供的一种时间偏差和未知补偿参数的关系示意图;
图5为本申请实施例提供的一种时间偏差和未知补偿参数的关系示意图;
图6为本申请实施例提供的一种时间偏差和未知补偿参数的关系示意图;
图7为本申请实施例提供的一种管理设备的结构示意图;
图8为本申请实施例提供的一种网络设备的结构示意图;
图9为本申请实施例提供的一种管理设备的结构示意图;
图10为本申请实施例提供的一种网络设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
本申请中术语“多个”的含义是指两个或两个以上,例如,多个网络设备是指两个或两个以上的网络设备。
本申请中术语“第一”“第二”等字样用于对作用和功能基本相同的相同项或相似项进行区分,应理解,“第一”、“第二”、“第n”之间不具有逻辑或时序上的依赖关系,也不对数量和执行顺序进行限定。
以下,示例性介绍本申请的系统架构。
参见图1,示出了一种网络系统的结构图,该系统构成的网络可以提供时钟同步承载网络,比如是移动承载网络。该系统包括1套管理设备和多台网络设备,如图1所示的管理设备100管辖图中的多台网络设备,所述多台设备包括端点网络设备和中间网络设备。所述端点网络设备为与标准时钟源相连的网络设备,如图1示例中的端点网络设备101、端点网络设备102。所述中间网络设备为未与标准时钟源相连,通过端点网络设备同步时钟信息的网络设备,如图1示例中的中间网络设备103。该网络可以通过1588V2进行时钟同步。
所述管理设备100是指部署了管理系统的设备,例如可以是手机、个人计算机(personal computer,PC),平板电脑(tablet personal computer,Tablet PC)、笔记本电脑、超级移动个人计算机、个人数字助理、服务器、服务器集群等,本申请实施例不做具体限定。
所述网络设备可以为互联网协议(internet protocol,IP)网络设备、波分复用(wavelength division multiplexing,WDM)网络设备、光传送网(optical transportnetwork,OTN)网络设备等类型的网络设备,本申请实施例不做具体限定。
可选的,所述标准时钟源可以为全球卫星导航系统(Global NavigationSatellite System,GNSS):如美国全球定位系统(Global Position System,GPS),俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS),欧盟的伽利略定位系统(Galileo),中国的北斗卫星定位系统等,或其他时钟源,本申请实施例不做具体限定。
在一种可能的场景中,当一个1588v2时钟承载网络已经建立,网络设备间的收、发光纤长度不相等,1米光纤的传输延时是5纳秒(nanosecond,ns),那么1米的不对称将引入2.5ns的时间同步误差,400米的不对称将引入1微秒(microsecond,us)的时间同步误差。在实际网络中,很难精确控制全网端到端的光纤不对称在400米以内,而对于时分同步码分多址网络(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access,TD-SCDMA)、分时长期演进网络(Time Division Long Term Evolution,LTE-TDD)等+/-1.5us的同步需求来讲,1us的同步误差显然是不能容忍的。如图1所示的端点网络设备的时间偏差信息(timedifference,TD)超过一定范围,比如大于1us时,则该端点网络设备则会生成一个告警信息通知所述管理设备,所述时间偏差信息为端点网络设备1588v2时间与与其相连的时钟源时间之间的偏差值。在如上所述的现有方案中,常常需要手动进行不对称值检测和补偿,而该承载网络巨大且分散,跨国家、地域、省市等部署,导致人工操作复杂耗时,且对操作人员有较强的专业知识要求。
本申请实施例中提供了一种时钟补偿的方法,通过管理设备获取网络设备的时钟消息,端点网络设备发送的时钟消息中还携带有TD信息,管理设备自动计算高准确率时钟补偿值的方法,有助于减少人工操作,减少专业技能要求,降低维护成本。
参见图2所示的时钟同步网络,端点网络设备200为与同步时钟源通信楼综合定时供给系统(building integrated timing supply,BITS)相连的端点网络设备,端点网络设备203、205、206、209为与带GPS基站相连的端点网络设备,端点网络设备向管理设备发送的时钟消息中携带TD值信息,以端点网络设备203为例,其携带的TD信息为其接收到的1588v2时间与与其相连的GPS时间的偏差值。中间网络设备201、202、204、207、208为中间网络设备,向管理设备发送的时钟信息中不携带TD值信息。根据1588v2时钟跟踪原则,时钟报文由master发送给slave,即如图2所示的端点网络设备200的master时钟端口将时钟报文发送给中间网络设备201的slave时钟端口和中间网络设备207的slave端口,即一个master可以向多个salve发送时钟报文,通过master->salve的方式进行全网时钟同步。
以下,结合图2所示的时钟同步网络对本发明的方法流程进行示例性介绍:
参见图3,该图为本申请实施例提供的时钟补偿方法的流程图。如图3所示,该方法的交互主要包括端点网络设备、中间网络设备和管理设备,端点网络设备、中间网络设备和管理设备之间可以互相访问,该方法可以包括如下步骤:
步骤S310:端点网络设备向管理设备发送时钟消息,所述端点网络设备发送的时钟消息中携带时间偏差信息。
可选的,所述时间偏差信息为所述端点网络设备1588v2时间与标准时钟源时间的偏差值,所述标准时钟源包括全球卫星导航系统,所述全球卫星导航系统可以为美国全球定位系统(Global Position System,GPS),俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS),欧盟的伽利略定位系统(Galileo),中国的北斗卫星定位系统等,或其他时钟源,本申请不做具体限定。
可选的,每个端点网络设备发送的多个时钟消息中携带不同的TD值信息,本申请实施例不做具体限定;每个端点网络设备发送的时钟消息可以是一次发送,也可以是多次发送,本申请实施例不做具体限定。
步骤S320,中间网络设备向管理设备发送时钟消息,所述时钟消息可以是1个时钟消息或多个时钟消息,所述发送的时钟消息可以是一次发送,也可以是多次发送,本申请实施例不做具体限定。
可选的,所述时钟消息携带设备信息、端口信息等,本申请实施例不做具体限定。
步骤S330:管理设备接收多台网络设备发送的时钟消息,所述网络设备包括端点网络设备和中间网络设备,所述端点网络设备发送的时钟信息携带时间偏差信息。
可选的,所述管理设备可以为网络管理设备、网络控制系统设备或网络控制器设备,本申请不做具体限定。
步骤S340:所述管理设备根据所述时钟消息确定第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,所述时钟链路的两端为所述端点网络设备,所述第一时钟链路的时间偏差指示所述时钟链路的端点网络设备上报的时间偏差信息,所述未知补偿参数为所述第一时钟链路上相邻的两个网络设备之间的时钟补偿值。
在本申请实施例中,如上文提到的,如果Master和Slave之间的收发链路延时存在不对称,将引入同步误差,可以通过设置补偿值来弥补网络时延不对称引起的误差,这个待设置的补偿值就是本申请实施例中的未知补偿参数。管理设备根据所述时钟消息中的设备信息、端口信息、时钟跟踪、时间偏差信息等,对信息进行抽象,确定第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,应理解,第一时钟链路包括1个或多个时钟链路。当第一时钟链路包括多个时钟链路时,第一时钟链路的时间偏差指第一时钟链路中的每个时钟链路上的时间偏差。所述第一组未知补偿参数,是指第一时钟链路中,每个时钟链路上相邻两个网络设备之间的未知补偿参数的集合。
可选的,所述管理设备收到的同一台端点设备发送的多个时钟消息的TD值不一样时,管理设备对该TD值进行预处理,预处理包括进行有效性校验,丢弃不稳定值,或去掉最大值和最小值后取剩余值的平均值。
可选的,管理设备收到的同一台端点设备发送的时钟消息中存在多个TD值时,在如图2的示例中,端点网络设备209与两个带GPS的基站相连,则可能会获得多个TD值,管理设备对该TD值进行预处理,预处理包括进行有效性校验,丢弃不稳定值,或去掉最大值和最小值后取剩余值的平均值。
在一个示例中,结合图2所示的时钟同步网络,确定的第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系如图4所示,以下结合图2、图4进行详细介绍。
所述时钟链路的数量等于所述端点网络设备的数量减1,所述时钟链路的两端为所述端点网络设备,所述时钟链路包括至少1台所述中间网络设备。
在一个示例中:如图2所示的时钟同步网络,管理设备根据发送的时钟消息确定:网络中有5台端点网络设备,5台端点网络设备对应的时间偏差信息分别为TD1,TD2,TD3,TD4,TD5。
确定4个时钟链路,4个时钟链路分别为:
时钟链路1:端点网络设备200->中间网络设备201->中间网络设备202->端点网络设备203;
时钟链路2:端点网络设备200->中间网络设备201->中间网络设备204->端点网络设备205;
时钟链路3:端点网络设备200->中间网络设备201->中间网络设备204->端点网络设备206;
时钟链路4:端点网络设备200->中间网络设备207->中间网络设备208->端点网络设备209。
在这个场景中,所述未知补偿参数的数量为所述网络设备的数量减1。
如图2所示的示例中,网络设备为10台,确定未知补偿参数的数量为9。
可选的:所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系为:所述第一时钟链路中的每个时钟链路上的所有未知补偿参数之和等于对应的时钟链路的端点网络设备上报的时间偏差信息之差。
在图4所示的示例中,第一组未知补偿参数包括9个未知补偿参数,分别为X1,…,Xj,…,X9,以时钟链路1作为示例进行详细解释:
X1:为网络设备201与网络设备200间的时钟补偿参数,网络设备201与网络设备200之间相邻;
X2:为网络设备202与网络设备201间的时钟补偿参数,网络设备202与网络设备201之间相邻;
X3:为网络设备203与网络设备202间的时钟补偿参数,网络设备203与网络设备202之间相邻;
该时钟链路上的3个未知补偿参数之和为时钟链路1的两端端点设备上报的时间偏差信息之差(即时钟链路1的时间偏差):
X1+X2+X3=TD2-TD1
同理可得:
X1+X4+X5=TD3-TD1
X1+X4+X6=TD4-TD1
X7+X8+X9=TD5-TD1
步骤S350:所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,确定时钟补偿值。
可选的,所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,确定第一组未知补偿参数的取值,所述管理设备将所述第一组未知补偿参数的取值作为所述时钟补偿值。
举例来说,所述管理设备确定第一组未知补偿参数的取值,可以采用如下方法所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和所述第一组未知补偿参数获得系数矩阵;所述管理设备根据所述系数矩阵和所述时钟链路的时间偏差确定所述第一组未知补偿参数的取值,其中,所述系数矩阵表示为:
A=(aij)M×N
其中,A是所述系数矩阵,aij是所述系数矩阵中的元素,代表所述第一时钟链路中的第i个链路上是否存在第j个所述未知补偿参数,N是所述未知补偿参数的数量,N为所述网络设备的数量减1,M是所述第一时钟链路包括的时钟链路的数量,M为所述端点网络设备的数量减1。
在如图4所示的示例中,所述管理设备根据所述第一时钟链路和第一组未知补偿参数获得的系数矩阵为:
其中,1≤i≤M,1≤j≤N,N=9,M=4。
可选的,所述管理设备根据上述方法确定所述系数矩阵后,可以再结合所述第一时钟链路的时间偏差,使用以下公式确定所述第一组未知补偿参数的取值,
b=(TD2-TD1,…,TDi-TD1)
(X1,…,Xj)=XLSN=A+b
2≤i≤M,1<j≤N
其中,(X1,…,Xj)是所述第一组未知补偿参数,Xj是所述第一组未知补偿参数中的第j个未知补偿参数,XLSN代表所述第一组未知补偿参数,TDi-TD1是所述第一时钟链路中的第i-1个时钟链路的时间偏差,b是由所述第一时钟链路中的每个时钟链路的时间偏差构成的向量,M是所述第一时钟链路包括的时钟链路的数量,N是所述第一组未知补偿参数中的未知补偿参数的数量,A是所述系数矩阵,A+是所述系数矩阵A的穆尔-彭罗斯广义逆矩阵。
在如图4所示的时钟链路的时间偏差与未知补偿参数的关系示例中,确定的由每个所述时钟链路的所述时间偏差信息之差构成的向量b=(TD2-TD1,…,TD5-TD1),第一组未知补偿参数为X=(x1,…,x9)。
可选的,所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿值的关系确定所述时钟补偿值的算法包括满秩分解算法、奇异值分解算法、拉格朗日乘子法、QR分解算法或人工智能算法,所述人工智能算法包括神经网络算法或蚁群算法,本申请不做具体限定。
在一个示例中,满秩分解算法具体为:
1)设A为列满秩矩阵,则A+=(ATA)-1AT;AT是矩阵A的转置;
2)设A为行满秩矩阵,则A+=AT(AAT)-1;
3)设A=LR∈Rm×n,其中L为列满秩矩阵,R为行满秩矩阵,则
4)A+=R+L+=RT(RRT)-1(LTL)-1LT
5)XLSN=A+b
在一个示例中,奇异值分解算法具体为:
设r=rank(A)>0,且A有如下的奇异值分解,
A=U[Sr O]m×nVT
其中U∈Rm×m,V∈Rn×n,为酉矩阵,Sr为对角矩阵,
Sr=diag(λ1,λ2,…,λr),λ1≥λ2≥…≥λr>0为A的正奇异值,则
由于以上算法为现有算法的具体应用,本申请在此不再赘述。
在如图4所示的示例中,当TD1=100ns,TD2=356ns,TD3=380ns,TD4=451ns,TD5=620ns时,b=(256,280,351,520),计算的XLSN=(156.2,49.9,49.9,106.2,17.6,88.6,173.3,173.3,173.3),即第一组未知补偿参数的取值为:x1=156.2ns,x2=49.9ns,x3=49.9ns,…,x9=173.3ns。
在本申请实施例中,为了能够对计算的时钟补偿值进行客观比较,提供一个更高精度、更高准确率的时钟补偿值,还定义了整网评估指标,通过整网评估指标确定一次或多次计算的未知补偿参数的计算准确概率。在本申请实施例中,整网评估指标值越小,计算准确概率越高。
可选的,所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,确定第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值。例如,当所述管理设备确定所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值大于等于目标指标时,将所述第一组未知补偿参数的取值作为所述时钟补偿值;其中,所述目标指标为预设的计算正确概率值。
可选的,在所述管理设备根据所述第一时钟链路和第一组未知补偿参数获得的系数矩阵A后,所述管理设备根据以下公式确定所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值:
pmean=r/N
r=rank(A)
1≤i≤N,1≤j≤N
其中,pmean是所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值,N是所述第一组未知补偿参数中的未知补偿参数的数量,r是所述系数矩阵A的秩。
在图4所示的示例中,结合上述计算的系数矩阵,可以计算得出:
r=rank(A)=4
pmean=0.444
即第一组未知补偿参数的取值的平均计算准确概率为44.4%。
可选的,所述目标指标可以是使用所述管理设备的维护人员要求的目标计算正确概率,也可以是管理设备根据经验自动设定的目标计算正确概率,本申请不做具体限定。
在一个示例中,当所述目标指标为40%时,结合上述示例的pmean=0.444,即所述第一组未知补偿参数的计算正确概率的平均值44.4%,大于指定的目标指标40%,则所述管理设备将所述第一组未知补偿参数的取值确定为所述时钟补偿值。如果所述目标指标为60%,结合上述示例的pmean=0.444,即所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值44.4%,小于指定的目标指标60%,则所述管理设备继续进行计算,直到计算出正确概率大于等于目标指标的第N组未知补偿参数的取值,并将所述第N组未知补偿参数的取值确定为所述时钟补偿值。所述管理设备继续进行计算的方法,可以参考下述第二组未知补偿参数的取值的方法,在此不再赘述。
可选的,为了提高时钟补偿值的计算准确度,所述管理设备可以计算多组未知补偿参数以及各组未知补偿参数对应的整网评估指标,选择更优的整网评估指标对应的那组未知补偿参数作为时钟补偿值。举例来说,所述管理设备可以根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,确定第一组未知补偿参数的取值和第一整网评估指标,所述第一整网评估指标为所述第一组未知补偿参数的取值的评价值;所述管理设备通过改变所述网络设备的角色确定第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系;所述管理设备根据所述第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系确定第二组未知补偿参数的取值和第二整网评估指标,所述第二整网评估指标为第二组未知补偿参数的取值的评价值,所述管理设备确定所述第二整网评估指标优于所述第一整网评估指标;所述管理设备根据所述确定第二整网评估指标优于所述第一整网评估指标,将所述第二组未知补偿参数的取值确定为时钟补偿值。所述评价值指示未知补偿参数取值的计算结果的好坏,在本实施例中,计算结果越小,表明计算结果越好。应理解,所述管理设备不限于只计算两组未知补偿参数以及对应的两个整网评估指标,可以就计算三组、四组甚至更多组的未知补偿参数以及对应的整网评估指标。
可选的,在所述管理设备根据所述第一时钟链路和第一组未知补偿参数获得的系数矩阵A后,所述管理设备使用以下公式确定所述第一整网评估指标:
r=rank(A)
E=(eij)N×N=I-A+A
p=(p1,…,pf,…,pk),(pf≠1,1≤f≤k)
1≤i≤N,1≤j≤N
其中,AEIN是所述第一整网评估指标,N是所述第一组未知补偿参数中的未知补偿参数的数量,N为所述网络设备的数量减1,r是所述系数矩阵A的秩,I是单位矩阵,A+是所述系数矩阵A的穆尔-彭罗斯广义逆矩阵,E是所述第一组未知补偿参数的取值的误差矩阵,eij是所述误差矩阵的元素,pf是第f个所述未知补偿参数的取值的计算正确概率,p是pf(f=1,…,n)中去掉概率为1的元素后剩余k个元素组成的子集向量,std(p)是向量p的标准差。
在如图4所示的示例中,结合上述计算的系数矩阵,可以计算得出:
p=(0.5385,0.3846,0.3846,0.4615,0.6154,0.6154,0.3333,0.3333,0.3333)
AEIN=20.3614
第一整网评估指标为20.3614,即第一组未知补偿参数的取值的评价值为20.3614。
其中,所述管理设备可以通过改变所述网络设备的角色来确定第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系。
方式1:所述管理设备将所述多个网络设备中的能够获得标准时钟源时间的中间网络设备变更为端点网络设备。
在方式1中,当管理设备将中间网络设备变更成端点网络设备后,管理设备可以给这些变更成的端点网络设备的网络设备发送指令,使得这些变更成端点网络设备的中间网络设备向所述管理设备发送携带时间偏差信息的时钟消息(为方便描述,称为新时钟消息)。所述管理设备接收所述变更为端点网络设备的中间网络设备发送的携带时间偏差信息的新时钟消息;所述管理设备根据所述新时钟消息确定所述第二时钟链路的时间偏差和多个未知补偿参数的关系。
在方式1中,另一种实现方式是,当管理设备将中间网络设备变更成端点网络设备后,所述管理设备模拟计算出所述变更为端点网络设备的中间网络设备的新时间偏差信息;所述管理设备根据所述时间偏差信息确定所述第二时钟链路的时间偏差和多个未知补偿参数的关系。
在一个示例中,管理设备将图4按照改变所述网络设备的角色的方式,将能够获得标准时钟源时间的中间网络设备202变更为端点网络设备,即管理设备将原中间网络设备202变更为端点网络设备,管理设备接收网络设备202发送的新时钟消息,该新时钟消息中携带时间偏差信息为TD6;或管理设备为网络设备202模拟计算一个新的时间偏差值TD6。这样,管理设备获得如图5所示的第二时钟链路的时间偏差与第二组未知补偿参数的关系。具体的,图5中,端点网络设备分别为200,202,203,205,206和209,端点网络设备的数量为6;管理设备在原有的时钟链路基础上增加一条时钟链路,得到第二时钟链路,包括5条时钟链路,分别是:
时钟链路1:端点网络设备200->中间网络设备201->中间网络设备202->端点网络设备203;
时钟链路2:端点网络设备200->中间网络设备201->中间网络设备204->端点网络设备205;
时钟链路3:端点网络设备200->中间网络设备201->中间网络设备204->端点网络设备206;
时钟链路4:端点网络设备200->中间网络设备207->中间网络设备208->端点网络设备209;
新增时钟链路5:端点网络设备200->中间网络设备201->端点网络设备202。
这样,第二时钟链路的时间偏差与第二组未知补偿参数的关系变更为:
方式2:所述管理设备将所述多个网络设备中的确定无法获得标准时钟源时间的中间网络设备变更为省略网络设备,即不将所述省略网络设备纳入计算,获得第二网络设备,所述第二网络设备的数量为所述网络设备的数量减去所述省略网络设备的数量;所述管理设备根据第二网络设备确定所述第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系。
在一个示例中,管理设备将图4按照改变所述网络设备的角色的方式,将确定无法获得标准时钟源时间的中间网络设备201变更为省略网络设备,即所述管理设备不将该网络设备201纳入计算,获得如图6中的第二网络设备200,202,203,204,205,206,207,208和209,进而获得如图6所示的第二时钟链路的时间偏差与第二组未知补偿参数的关系。具体的,图6中,端点网络设备分别为200,203,205,206和209,端点网络设备的数量为5;第二时钟链路包括4条,分别是
时钟链路1:端点网络设备200->中间网络设备202->端点网络设备203;时钟链路2:端点网络设备200->中间网络设备204->端点网络设备205;
时钟链路3:端点网络设备200->中间网络设备204->端点网络设备206;
时钟链路4:端点网络设备200->中间网络设备207->中间网络设备208->端点网络设备209。
所述第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系变更为:
可选的:所述管理设备根据所述第二时钟链路的时间偏差与第二组未知补偿参数的关系获得第二系数矩阵。在本申请实施例中,第二系数矩阵的获得方法与第一系数矩阵的获得方法一致,详细说明请参见第一系数矩阵的获得方法,在此不再赘述。
在一个如图5所示的示例中,所述第二组未知补偿参数的数量N=9,所述时钟链路的数量M=5,所述第二系数矩阵如下:
在一个如图6所示的示例中,所述第二组未知补偿参数的数量N=8,所述时钟链路的数量M=4,所述第二系数矩阵如下:
在获得第二系数矩阵后,第二系数矩阵和第二时钟链路的时间偏差确定第二组未知补偿参数的取值。
本申请实施例中,确定第二组未知补偿参数的取值的计算方法与确定第一组未知补偿参数的取值的计算方法一致,详细说明请参见第一组未知补偿参数的取值的计算方法,在此不再赘述。
在如图5所示的示例中,当TD1=100ns,TD2=356ns,TD3=380ns,TD4=451ns,TD5=620ns,TD6=306ns时,b=(256,280,351,520,206),计算的XLSN=(156.2,49.9,49.9,106.2,17.6,88.6,173.3,173.3,173.3),即第二组未知补偿参数的取值为:x1=156.2ns,x2=49.9ns,x3=49.9ns,…,x9=173.3ns。
在如图6所示的示例中,当TD1=100ns,TD2=356ns,TD3=380ns,TD4=451ns,TD5=620ns,TD6=306ns时,b=(256,280,351,520),计算的XLSN=(128.0,210.3,128.0,69.7,140.7,173.3,173.3,173.3),即第二组未知补偿参数的取值为:x1=156.2ns,x2=210.3ns,x3=128.0ns,…,x8=173.3ns。
在本申请实施例中,确定第二组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值的方法与确定第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值的方法一致,第二整网评估指标的计算方法与第一整网评估指标的计算方法一致,详细说明请参见如上所述的第一组未知补偿参数取值的计算正确概率的平均值和第一整网评估指标的计算方法,在此不再赘述。
在如图5所示的示例中,结合上述计算的第二系数矩阵,可以计算得出第二整网评估指标和第二组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值:
p=(0.6250,0.6250,1,0.5,0.6250,0.6250,0.3333,0.3333,0.3333)
AEIN=16.3350
pmean=0.5556
比较图4、图5所示的示例计算的整网评估指标,图5中的第二整网评估指标值16.335<图4中的第一整网评估指标值20.3614,指示第二组未知补偿参数的取值计算准确概率高于第一组未知补偿参数的取值的计算准确概率。
在如图6所示的示例中,结合上述计算的第二系数矩阵,可以计算得出第二整网评估指标和第二组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值:
p=(0.5,0.6667,0.5,0.6667,0.6667,0.3333,0.3333,0.3333)
AEIN=16.1443
pmean=0.444
比较图4、图6所示的示例计算的整网评估指标,图6中的第二整网评估指标值16.1443小于图4中的第一整网评估指标值20.3614,指示第二组未知补偿参数的取值的计算准确概率高于第一组未知补偿参数的取值的计算准确概率。
因此,所述管理设备采用图5或图6中的第二组未知补偿参数的取值作为时钟补偿值。
可选的:所述管理设备根据所述第二组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值是否大于等于目标指标,来确定是否停止计算。
在一个示例中,比如要求的目标指标preq为80%,则所述管理设备在计算第二整网评估指标以及第二组未知补偿参数的取值时,使用如下公式确定是否需要进一步进行模拟增加端点网络设备,增加的端点网络设备的数量大于等于1。
pmean≥preq
在如图5所示的示例中,计算的第二组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均计算正确概率pmean=0.5556=55.6%,小于目标指标80%,则管理设备继续模拟新增端点网络设备,直至计算的第二组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均计算正确概率大于等于目标指标80%或已将所有中间网络设备变更为新增端点网络设备为止。
可选的,所述管理设备将所述变更为端点网络设备的中间网络设备信息输出到所述管理设备的用户界面。
可选的,所述时钟补偿值包括从端口补偿值。
可选的,所述从端口补偿值根据所述第一组未知补偿参数的取值确定。
在如上所述的图4的示例中,即:各网络设备的slave时钟端口补偿值为所述第一组未知补偿参数中的具体元素的取值,如:网络设备201的slave时钟端口的时钟补偿值为156.2ns,网络设备202的slave端口的时钟补偿值为49.9ns,同理可得其他网络设备的slave端口的时钟补偿值。可选的,所述从端口补偿值根据所述第二组未知补偿参数的取值确定。
在图5所示的示例中,结合以上计算,可以得出,管理设备确定的第二组未知补偿参数(x1,…,x9)=(156.2,49.9,49.9,106.2,17.6,88.6,173.3,173.3,173.3),则管理设备确定各网络设备的slave端口时钟补偿值为:网络设备201的slave端口的时钟补偿值为156.2ns,网络设备202的slave端口的时钟补偿值为49.9ns,同理可得其他网络设备的slave端口的时钟补偿值。
可选的,所述从端口补偿值为光纤不对称补偿值。
可选的,所述管理设备根据所述从端口补偿值确定其对应的主端口补偿值,所述主端口补偿值的大小与所述从端口补偿值大小一致,符号与所述从端口补偿值符号相反。
在图5所示的示例中,结合以上计算,可以得出,各网络设备的master时钟端口补偿值具体为:网络设备200的master时钟端口的时钟补偿值为-156.2ns,网络设备201的master端口的时钟补偿值为-49.9ns,同理可得其他网络设备的master端口的时钟补偿值。
可选的,所述管理设备将所述被动(passive)端口的补偿值切换为slave端口,在采用以上所示的本时钟补偿的方法进行计算,在确定时钟补偿值并执行补偿后,再将所述切换为slave端口的passive端口切换为passive端口。
可选的:所述管理设备将所述时钟补偿值、所述第一整网评估指标或所述第二整网评估指标输出到所述管理设备的用户管理界面。
步骤S360:所述管理设备向所述端点网络设备或中间网络设备发送时钟补偿值。
当所述时钟补偿值包括从端口补偿值时,所述管理设备向所述多台网络设备的从端口发送所述从端口补偿值;当所述时钟补偿值包括主端口补偿值时,所述管理设备向所述多台网络设备的主端口发送所述主端口补偿值。
在一个示例中,图5中计算出的时钟补偿值包括从端口补偿值,则管理设备向如图2所述的承载网络中的网络设备发送携带slave端口的时钟补偿值的时钟补偿消息,比如向中间网络设备201发送携带slave时钟端口时钟补偿值为156.2ns的时钟补偿消息,以及向网络设备202发送携带slave时钟端口时钟补偿值为49.9ns的时钟补偿消息,以此类推向其他网络设备发送携带时钟补偿值的时钟补偿消。此外,图5中计算出的时钟补偿值还包括主端口补偿值,则管理设备向如图2所述的承载网络中的网络设备发送携带master端口的时钟补偿值的时钟补偿消息,比如向网络设备200发送的时钟补偿消息中携带master端口的时钟补偿值为-156.2ns。
步骤S370:所述网络设备接收所述时钟补偿值。所述网络设备可以是一台网络设备也可以是多台网络设备,本申请实施例不做具体限定。网络设备接收的时钟补偿值,可以是由管理设备通过简单网络管理协议(Simple Network Management Protocol,SNMP),网络配置协议(Network Configuration Protocol,NETCONF),命令解释接口(Command LineInterface,CLI)等下发的时钟补偿值,也可以是管理人员通过管理console口下发的时钟补偿值,本申请不做具体限定。
步骤S380:所述网络设备按照所述时钟补偿值执行时钟补偿。具体的,当所述时钟补偿值中包括从端口补偿值时,则执行对应从端口的时钟补偿,当所述时钟补偿消息中包括主端口补偿值时,则执行对应的主端口时钟补偿,所述时钟补偿为光纤不对称补偿。
以上介绍了本申请实施例的时钟补偿的方法,以下介绍本申请实施例提供的管理设备和网络设备。
应理解,在一种实施方式中,步骤360是可选步骤,管理设备计算时钟补偿值后,也可以先不传递给各网络设备,而是输出给网络管理员,经过网络管理员的再处理后再传递给网络设备。另外,管理设备传递时钟补偿值给各网络设备的方式,也不限定于发送时钟补偿消息,也可以是其他的方式,例如网络管理员通过管理设备以命令行手工配置的方式下发时钟补偿值。对应的,步骤370、步骤380也是可选的。
图7是本申请实施例提供的一种管理设备700,该管理设备700可以执行图3所示的方法。该管理设备700包括接收模块701,用于执行图3实施例中的步骤S330;处理模块702,用于执行图3实施例中的步骤S340和步骤S350。
具体地,所述处理模块702用于根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,确定第一组未知补偿参数的取值,并将所述第一组未知补偿参数的取值作为所述时钟补偿值。
可选的,所述处理模块702还用于根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,确定所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值;确定所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值大于等于目标指标,所述目标指标为指定的计算正确概率值;并根据所述确定的所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值大于等于目标指标,将所述第一组未知补偿参数的取值作为所述时钟补偿值。
可选的,所述处理模块702还用于根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系确定第一整网评估指标,所述第一整网评估指标为第一组未知补偿参数的取值的评价值,所述评价值指示未知补偿参数取值的计算结果的好坏,在本实施例中,计算结果越小,表明计算结果越好。所述处理模块702还用于通过改变所述网络设备的角色确定第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系;所述处理模块702还用于根据所述第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系确定第二组未知补偿参数的取值和第二整网评估指标,所述第二整网评估指标为第二组未知补偿参数的取值的评价值,所述处理模块702还用于确定所述第二整网评估指标优于所述第一整网评估指标;所述处理模块702还用于根据所述确定所述第二整网评估指标优于所述第一整网评估指标,将所述第二组未知补偿参数的取值确定为时钟补偿值。
可选的,所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系为:所述第一时钟链路中的每个时钟链路上的所有未知补偿参数之和等于对应的时钟链路的端点网络设备上报的时间偏差信息之差。
可选的,所述处理模块702还用于根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一个未知补偿参数的关系确定时钟补偿值的算法包括满秩分解算法、奇异值分解算法、拉格朗日乘子法、正交三角分解算法或人工智能算法,所述人工智能算法包括神经网络算法或蚁群算法。
可选的,所述时间偏差信息为所述端点网络设备的1588时间与标准时钟源时间的偏差值,所述标准时钟源包括全球卫星导航系统。
可选的,所述时钟补偿值包括从端口补偿值,所述处理模块702还用于根据所述第一组未知补偿参数的取值确定所述从端口补偿值。
可选的,所述时钟补偿值包括从端口补偿值,所述处理模块702还用于根据所述第二组未知补偿参数的取值确定所述从端口补偿值。
可选的,所述从端口补偿值为光纤不对称补偿值。
可选的,所述时钟补偿值包括主端口补偿值,所述处理模块702还用于根据所述从端口补偿值确定所述主端口补偿值,所述主端口补偿值的大小与所述从端口补偿值大小一致,符号与所述从端口补偿值符号相反。
可选的,所述时钟补偿值包括被动端口补偿值。所述管理设备将所述被动(passive)端口的切换为slave端口,再采用本时钟补偿的方法进行计算,确定时钟补偿值并执行时钟补偿后,再将所述切换为slave端口的passive端口切换为passive端口。
可选的,所述处理模块702还用于根据所述第一时钟链路和第一组未知补偿参数获得系数矩阵。
可选的,所述处理模块702还用于根据所述系数矩阵和所述第一时钟链路的时间偏差确定所述第一组未知补偿参数的取值。
可选的,所述处理模块702还用于将所述多个网络设备中的能够获得标准时钟源时间的中间网络设备变更为端点网络设备;所述接收模块701还用于接收所述变更为端点网络设备的中间网络设备发送的携带时间偏差信息的新时钟消息;所述处理模块702还用于根据所述新时钟消息确定所述第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系。
可选的,所述处理模块702还用于将所述多个网络设备中的能够获得标准时钟源时间的中间网络设备变更为端点网络设备;所述处理模块702还用于模拟计算变更为端点网络设备的中间网络设备的时间偏差信息,所述处理模块702还用于根据所述新时间偏差消息确定所述第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系。
可选的,所述处理模块702还用于将所述多个网络设备中的确定无法获得标准时钟源时间的中间网络设备变更为省略网络设备,并根据省略网络设备获得第二网络设备,所述第二网络设备的数量为所述网络设备的数量减去所述省略网络设备的数量;所述处理模块702还用于根据所述第二网络设备确定所述第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系。可选的,所述管理设备还包括:发送模块703,用于执行步骤S360。
可选的,所述处理模块702还用于使得所述发送模块703执行以下操作:当所述时钟补偿值包括从端口补偿值时,向所述多台网络设备的从端口发送所述从端口补偿值;当所述时钟补偿值包括主端口补偿值时,向所述多台网络设备的主端口发送所述主端口补偿值。
以上接收模块701和处理模块702执行各操作的具体方式和举例,请参加图3实施例中对应的描述,在此不再赘述。
需要说明的一点是,图7实施例提供的管理设备在进行如上所述的时钟补偿时,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将管理设备的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。另外,上述实施例提供的管理设备与上述时钟补偿的方法实施例属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例,这里不再赘述。
图8是本申请实施例提供的一种网络设备800,该网络设备800包括发送模块801,用于执行图3所示的实施例中的步骤S310或执行图3所示的实施例中的步骤S320。
可选的,所述时间偏差信息用于使得所述网络设备确定时钟补偿值,所述时间偏差信息为所述网络设备的时间与标准时钟源时间的偏差值,所述标准时钟源包括全球卫星导航系统。
该网络设备800还包括接收模块802,用于执行图3所示的实施例中的步骤S370。
该网络设备800还包括处理模块803,用于执行图3所示的实施例中的步骤S380。
可选的,所述时钟补偿值包括从端口补偿值,所述从端口补偿值为光纤不对称补偿值;所述标准时钟源包括全球卫星导航系统;所述时间偏差信息为所述端点网络设备的1588时间与标准时钟源时间的偏差值。
需要说明的一点是,图8实施例提供的网络设备在进行如上所述的时钟补偿时,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将网络设备的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。另外,上述实施例提供的网络设备与上述时钟补偿的方法实施例属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例,这里不再赘述。
应理解,网络设备接收的时钟补偿值,可以是由管理设备通过简单网络管理协议(Simple Network Management Protocol,SNMP),网络配置协议(Network ConfigurationProtocol,NETCONF),命令解释接口(Command Line Interface,CLI)等下发的时钟补偿值,也可以是管理人员通过管理console口下发的时钟补偿值,本申请不做具体限定。
以上介绍了本申请实施例的管理设备和网络设备,以下介绍该管理设备和网络设备可能的产品形态。应理解,但凡具备上述图7中的管理设备的特征的任何形态的产品,和但凡具备上述图8中的网络设备的特征的任何形态的产品,都落入本申请的保护范围。还应理解,以下介绍仅为举例,不限制本申请实施例的管理设备和网络设备的产品形态。
作为一种可能的产品形态,本申请实施例提供的管理设备或者网络设备,可以由一般性的总线体系结构来实现。
如图9所示,本申请实施例提供了一种管理设备,该管理设备900包括处理器901、存储器902以及收发器903,该存储器902中存储有至少一个指令,该处理器901用于加载该指令,执行如上所述的时钟补偿的方法,并控制该收发器903执行上述时钟补偿值的方法,该处理器901、存储器902以及收发器903可以通过总线连接。
处理器901可以是一个通用中央处理器(central processing unit,CPU)、特定应用集成电路(application-specific integrated circuit,ASIC)或一个或多个用于控制本申请方案程序执行的集成电路。
存储器902可以是只读存储器(read-only memory,ROM)或可存储静态信息和指令的其它类型的静态存储设备,随机存取存储器(random access memory,RAM)或者可存储信息和指令的其它类型的动态存储设备,也可以是电可擦可编程只读存储器(electricallyerasable programmable read-only memory,EEPROM)、只读光盘(compact disc read-only Memory,CD-ROM)或其它光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其它介质,但不限于此。
如图10所示,本申请实施例提供了一种网络设备1000,网络设备1000包括处理器1001、存储器1002以及收发器1003,该存储器1002中存储有至少一条指令,该处理器1001用于加载该指令,控制该收发器1003执行上述时钟补偿的方法,该处理器1001、存储器1002以及收发器1003可以通过总线连接。处理器1001的产品形态与处理器901同理,存储器1002的产品形态与存储器902同理,在此不做赘述。
作为一种可能的产品形态,本申请实施例提供的管理设备或者网络设备,可以由通用处理器来实现。
实现该管理设备的通用处理器包括处理电路和与该处理电路内部连接通信的输出接口以及输入接口;该处理电路用于执行图3所示的实施例中的步骤S340和步骤S350,该处理电路用于控制该输入接口执行图3所示的实施例中的步骤S330;可选的,该处理电路还用于控制该输出接口执行图3所示的实施例中的步骤S360。该通用处理器还包括存储介质,该存储介质用于存储处理电路执行的指令。
实现网络设备的通用处理器包括处理电路和与该处理电路内部连接通信的输入接口以及输出接口,该处理电路用于控制该输出接口执行图3所示的实施例中的步骤S310或执行步骤S320;可选地,该处理电路还用于控制该输入接口执行图3所示的实施例中的步骤S370,该处理电路还执行图3所示的实施例中的步骤S380。可选地,该通用处理器还可以包括存储介质,该存储介质用于存储处理电路执行的指令。
作为一种可能的产品形态,本申请实施例替换的管理设备或者网络设备,还可以使用下述来实现:一个或多个现场可编程门阵列(英文全称:field-programmable gatearray,英文简称:FPGA)、可编程逻辑器件(英文全称:programmable logic device,英文简称:PLD)、控制器、状态机、门逻辑、分立硬件部件、任何其它适合的电路、或者能够执行本申请通篇所描述的各种功能的电路的任意组合。
应理解,上述各种产品形态的管理设备或者网络设备,分别具有上述方法实施例中管理设备或者网络设备的任意功能,此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例中描述的各方法步骤和单元,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各实施例的步骤及组成。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域普通技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参见前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,该单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接,也可以是电的,机械的或其它的形式连接。
该作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本申请实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
该集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分,或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例中方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机程序指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机程序指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,数字视频光盘(digital video disc,DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘)等。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
以上所述仅为本申请的可选实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (43)
1.一种时钟补偿的方法,其特征在于,包括:
管理设备接收多个网络设备发送的时钟消息,所述多个网络设备包括至少2个端点网络设备和至少1个中间网络设备,所述端点网络设备发送的时钟消息携带时间偏差信息;
所述管理设备根据所述时钟消息确定第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,所述第一时钟链路的两端为所述端点网络设备,所述第一时钟链路的时间偏差对应所述第一时钟链路的端点网络设备上报的时间偏差信息,所述未知补偿参数为所述第一时钟链路上相邻的两个网络设备之间的时钟补偿值;
所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,确定时钟补偿值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系确定时钟补偿值,包括:
所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,确定所述第一组未知补偿参数的取值;
所述管理设备将所述第一组未知补偿参数的取值作为所述时钟补偿值。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,还包括:
所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和所述第一组未知补偿参数的关系,确定所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值;
所述管理设备将所述第一组未知补偿参数的取值作为所述时钟补偿值,包括:
所述管理设备确定所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值大于等于目标指标;
所述管理设备根据所述确定的所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值大于等于目标指标,将所述第一组未知补偿参数的取值作为所述时钟补偿值;
所述目标指标为指定的计算正确概率值。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系确定时钟补偿值,包括:
所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,确定所述第一组未知补偿参数的取值和第一整网评估指标,所述第一整网评估指标为所述第一组未知补偿参数的取值的评价值;
所述管理设备通过改变所述网络设备的角色确定第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系;
所述管理设备根据所述第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系确定所述第二组未知补偿参数的取值和第二整网评估指标,所述第二整网评估指标为所述第二组未知补偿参数的取值的评价值;
所述管理设备确定所述第二整网评估指标优于所述第一整网评估指标;
所述管理设备根据所述第二整网评估指标优于所述第一整网评估指标,将所述第二组未知补偿参数的取值确定为时钟补偿值。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系为:
所述第一时钟链路中的每个时钟链路上的所有未知补偿参数之和等于对应的时钟链路的端点网络设备上报的时间偏差信息之差,所述第一组未知补偿参数包括所述每个时钟链路上的所有未知补偿参数。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,所述管理设备根据以下算法,确定所述时钟补偿值,所述以下算法包括:
满秩分解算法、奇异值分解算法、拉格朗日乘子法、正交三角分解算法或人工智能算法,所述人工智能算法包括神经网络算法或蚁群算法。
7.根据权利要求1-6所述的方法,其特征在于,所述时间偏差信息为发送所述时间偏差信息的端点网络设备的1588时间与标准时钟源时间的偏差值,所述标准时钟源包括全球卫星导航系统。
8.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系确定所述第一组未知补偿参数的取值,具体为:
所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系获得系数矩阵;
所述管理设备根据所述系数矩阵和所述第一时钟链路的时间偏差确定所述第一组未知补偿参数的取值,其中,
所述系数矩阵表示为:
A=(aij)M×N
1≤i≤M,1≤j≤N
其中,A是所述系数矩阵,aij是所述系数矩阵中的元素,代表所述第一时钟链路中的第i个链路上是否存在第j个所述未知补偿参数,N是所述第一组未知补偿参数中的未知补偿参数的数量,N为所述网络设备的数量减1,M是所述第一时钟链路包括的时钟链路的数量,M为所述端点网络设备的数量减1。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述管理设备根据所述系数矩阵和所述第一时钟链路的时间偏差确定所述第一组未知补偿参数的取值,包括:
所述管理设备使用以下公式确定所述第一组未知补偿参数的取值,
b=(TD2-TD1,…,TDi-TD1)
(X1,…,Xj)=XLSN=A+b
2≤i≤M,1<j≤N
其中,(X1,…,Xj)是所述第一组未知补偿参数,Xj是所述第一组未知补偿参数中的第j个未知补偿参数,XLSN代表所述第一组未知补偿参数,TDi-TD1是所述第一时钟链路中的第i-1个时钟链路的时间偏差,b是由所述第一时钟链路中的每个时钟链路的时间偏差构成的向量,M是所述第一时钟链路包括的时钟链路的数量,M为所述端点网络设备的数量减1,N是所述第一组未知补偿参数中的未知补偿参数的数量,N为所述网络设备的数量减1,A是所述系数矩阵,A+是所述系数矩阵A的穆尔-彭罗斯广义逆矩阵。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系确定第一整网评估指标,具体为:
所述管理设备使用以下公式确定所述第一整网评估指标:
r=rank(A)
E=(eij)N×N=I-A+A
p=(p1,…,pf,…,pk),(pf≠1,1≤f≤k)
1≤i≤N,1≤j≤N
其中,AEIN是所述第一整网评估指标,N是所述第一组未知补偿参数中的未知补偿参数的数量,N为所述网络设备的数量减1,r是所述系数矩阵A的秩,I是单位矩阵,A+是所述系数矩阵A的穆尔-彭罗斯广义逆矩阵,E是所述第一组未知补偿参数的取值的误差矩阵,eij是所述误差矩阵的元素,pf是第f个所述未知补偿参数的取值的计算正确概率,p是pf(f=1,…,n)中去掉概率为1的元素后剩余k个元素组成的子集向量,std(p)是向量p的标准差。
11.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述管理设备通过改变所述网络设备的角色确定第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系,包括:
所述管理设备将所述多个网络设备中的能够获得标准时钟源时间的中间网络设备变更为端点网络设备;
所述管理设备接收所述变更为端点网络设备的中间网络设备发送的携带时间偏差信息的新时钟消息,所述管理设备根据所述新时钟消息确定所述第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系;或
所述管理设备模拟生成所述变更为端点网络设备的中间网络设备的新时间偏差信息,所述管理设备根据所述新时间偏差信息确定所述第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系。
12.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述时钟补偿值包括从端口补偿值,所述从端口补偿值根据所述第一组未知补偿参数的取值确定。
13.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述时钟补偿值包括从端口补偿值,所述从端口补偿值根据所述第二组未知补偿参数的取值确定。
14.根据权利要求12或13所述的方法,其特征在于,所述从端口补偿值为光纤不对称补偿值。
15.根据权利要求12-14任一项所述的方法,其特征在于,所述时钟补偿值还包括主端口补偿值,所述方法还包括:
所述管理设备根据所述从端口补偿值确定所述主端口补偿值,所述主端口补偿值的大小与所述从端口补偿值大小一致,符号与所述从端口补偿值符号相反。
16.根据权利要求1-15所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述管理设备向所述多台网络设备发送所述时钟补偿值。
17.一种时钟补偿方法,其特征在于,包括:
端点网络设备向管理设备发送时钟消息,所述时钟消息携带时间偏差信息,所述时间偏差信息用于使得所述管理设备确定时钟补偿值,所述时间偏差信息为所述端点网络设备的时间与标准时钟源时间的偏差值;
所述端点网络设备接收所述时钟补偿值;
所述端口网络设备根据所述时钟补偿值执行时钟补偿。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述时钟补偿值包括从端口补偿值,所述从端口补偿值为光纤不对称补偿值。
19.根据权利要求17或18所述的方法,其特征在于,所述标准时钟源包括全球卫星导航系统。
20.根据权利要求17-19任一项所述的方法,其特征在于,所述时间偏差信息为所述端点网络设备的1588时间与标准时钟源时间的偏差值。
21.一种管理设备,其特征在于,包括:
接收模块,用于接收多个网络设备发送的时钟消息,所述多个网络设备包括至少2个端点网络设备和至少1个中间网络设备,所述端点网络设备发送的时钟消息携带时间偏差信息;
处理模块,用于根据所述时钟消息确定第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,所述时钟链路的两端为所述端点网络设备,所述时钟链路的时间偏差对应所述时钟链路的端点网络设备上报的时间偏差信息,所述未知补偿参数为所述时钟链路上相邻的两个网络设备之间的时钟补偿值;并根据所述第一时钟链路的时间偏差和所述第一组未知补偿参数的关系,确定时钟补偿值。
22.根据权利要求21所述的管理设备,其特征在于,所述处理模块用于根据所述第一时钟链路的时间偏差和多个未知补偿参数的关系确定时钟补偿值,具体为:
所述处理模块用于根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,确定所述第一组未知补偿参数的取值;将所述第一组未知补偿参数作为所述时钟补偿值。
23.根据权利要求22所述的管理设备,其特征在于,
所述处理模块还用于根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,确定所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值;
所述处理模块用于将所述第一组未知补偿参数的取值作为所述时钟补偿值,具体为:
所述处理模块用于确定所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值大于等于目标指标;并根据所述确定的所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值大于等于目标指标,将所述第一组未知补偿参数的取值作为所述时钟补偿值;
所述目标指标为指定的计算正确概率值。
24.根据权利要求20所述的管理设备,其特征在于,所述处理模块用于根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系确定时钟补偿值,具体为:
所述处理模块用于根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,确定所述第一组未知补偿参数的取值和第一整网评估指标,所述第一整网评估指标为所述第一组未知补偿参数的取值的评价值;
所述处理模块还用于通过改变所述网络设备的角色确定第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系;
所述处理模块还用于根据所述第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系确定所述第二组未知补偿参数的取值和第二整网评估指标,所述第二整网评估指标为所述第二组未知补偿参数的取值的评价值,所述第二整网评估指标优于所述第一整网评估指标;
所述处理模块还用于根据所述第二整网评估指标优于所述第一整网评估指标,将所述第二组未知补偿参数的取值确定为时钟补偿值。
25.根据权利要求21-24任一项所述的管理设备,其特征在于,所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系为:
所述第一时钟链路中的每个时钟链路上的所有所述未知补偿参数之和等于对应的时钟链路的端点网络设备上报的时间偏差信息之差,所述第一组未知补偿参数包括所述每个时钟链路上的所有未知补偿参数。
26.根据权利要求21-25任一项所述的管理设备,其特征在于,所述处理模块具体用于根据以下算法,确定所述时钟补偿值,所述以下算法包括:
满秩分解算法、奇异值分解算法、拉格朗日乘子法、正交三角分解算法或人工智能算法,所述人工智能算法包括神经网络算法或蚁群算法。
27.根据权利要求21-26任一项所述的管理设备,其特征在于,所述时间偏差信息为所述端点网络设备1588时间与标准时钟源时间的偏差值,所述标准时钟源包括全球卫星导航系统。
28.根据权利要求24所述的管理设备,其特征在于,所述处理模块用于根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系确定所述第一组未知补偿参数的取值,具体为:
所述处理模块用于根据所述时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系获得系数矩阵;并根据所述系数矩阵和所述时钟链路的时间偏差确定所述第一组未知补偿参数的取值,其中,
所述系数矩阵表示为:
A=(aij)M×N
1≤i≤M,1≤j≤N
其中,A是所述系数矩阵,aij是所述系数矩阵中的元素,代表所述第一时钟链路中的第i个链路上是否存在第j个所述未知补偿参数,N是所述第一组未知补偿参数中的未知补偿参数的数量,N为所述网络设备的数量减1,M是所述第一时钟链路包括的时钟链路的数量,M为所述端点网络设备的数量减1。
29.根据权利要求28所述的管理设备,其特征在于,所述处理模块用于根据所述系数矩阵和所述第一时钟链路的时间偏差确定所述第一组未知补偿参数的取值,具体为:
所述处理模块用于使用以下公式确定所述第一组未知补偿参数的取值,
b=(TD2-TD1,…,TDi-TD1)
(X1,…,Xj)=XLSN=A+b
2≤i≤M,1<j≤N
其中,(X1,…,Xj)是所述第一组未知补偿参数,Xj是所述第一组未知补偿参数中的第j个未知补偿参数,XLSN代表所述第一组未知补偿参数,TDi-TD1是所述第一时钟链路中的第i-1个时钟链路的所述时间偏差,b是由所述第一时钟链路中的每个时钟链路的所述时间偏差构成的向量,M是所述第一时钟链路包括的时钟链路的数量,M为所述端点网络设备的数量减1,N是所述第一组未知补偿参数的数量,N为所述网络设备的数量减1,A是所述系数矩阵,A+是所述系数矩阵A的穆尔-彭罗斯广义逆矩阵。
30.根据权利要求28所述的管理设备,其特征在于,所述处理模块用于根据所述时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系确定第一整网评估指标,具体为:
所述处理模块用于使用以下公式确定所述第一整网评估指标:
r=rank(A)
E=(eij)N×N=I-A+A
p=(p1,…,pf,…,pk),(pf≠1,1≤f≤k)
pmean=r/N
1≤i≤N,1≤j≤N
其中,AEIN是所述第一整网评估指标,N是所述第一组未知补偿参数中的未知补偿参数的数量,N为所述网络设备的数量减1,r是所述系数矩阵A的秩,I是单位矩阵,A+是所述系数矩阵A的穆尔-彭罗斯广义逆矩阵,E是所述第一组未知补偿参数的取值的误差矩阵,eij是所述误差矩阵的元素,pf是第f个所述未知补偿参数的取值的计算正确概率,p是pf(f=1,…,n)中去掉概率为1的元素后剩余k个元素组成的子集向量,pmean是所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值,std(p)是向量p的标准差。
31.根据权利要求24所述的管理设备,其特征在于,
所述接收模块还用于接收所述变更为端点网络设备的中间网络设备发送的携带时间偏差信息的新时钟消息;
相应地,所述处理模块还用于通过改变所述网络设备的角色确定第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系,具体为:
所述处理模块用于将所述多个网络设备中的能够获得标准时钟源时间的中间网络设备变更为端点网络设备;并
根据所述接收模块接收的新时钟消息确定所述第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系;或
所述处理模块用于模拟生成所述变更为端点网络设备的中间网络设备的新时间偏差信息,并根据所述新时间偏差信息确定所述第二时钟链路的时间偏差和所述第二组未知补偿参数的关系。
32.根据权利要求22或23所述的管理设备,其特征在于,所述时钟补偿值包括从端口补偿值,所述从端口补偿值根据所述第一组未知补偿参数的取值确定。
33.根据权利要求24所述的管理设备,其特征在于,所述时钟补偿值包括从端口补偿值,所述从端口补偿值根据所述第二组未知补偿参数的取值确定。
34.根据权利要求32或33所述的管理设备,其特征在于,所述从端口补偿值为光纤不对称补偿值。
35.根据权利要求32-34任一项所述的管理设备,其特征在于,所述时钟补偿值还包括主端口补偿值,所述处理模块还用于根据所述从端口补偿值确定所述主端口补偿值,所述主端口补偿值的大小与所述从端口补偿值大小一致,符号与所述从端口补偿值符号相反。
36.根据权利要求21-35任一项所述的管理设备,其特征在于,所述管理设备还包括:
发送模块,用于向所述多台网络设备发送所述时钟补偿值。
37.一种网络设备,其特征在于,包括:
发送模块,用于向管理设备发送携带时间偏差信息的时钟消息,所述时间偏差信息用于使得所述管理设备确定时钟补偿值,所述时间偏差信息为所述网络设备1588时间与标准时钟源时间的偏差值;
接收模块,用于接收所述时钟补偿值;
处理模块,用于根据所述时钟补偿值执行时钟补偿。
38.根据权利要求37所述的方法,其特征在于,所述时钟补偿值包括从端口补偿值,所述从端口补偿值为光纤不对称补偿值。
39.根据权利要求37或38所述的方法,其特征在于,所述标准时钟源包括全球卫星导航系统。
40.根据权利要求37-39任一项所述的方法,其特征在于,所述时间偏差信息为所述端点网络设备的1588时间与标准时钟源时间的偏差值。
41.一种管理设备,其特征在于,所述管理设备包括处理器、存储器以及收发器,所述存储器中存储有至少一个指令,所述处理器用于执行所述存储器中的计算机可读指令使得所述管理设备执行如权利要求1至权利要求16任一项所述的时钟补偿的方法。
42.一种网络设备,其特征在于,所述网络设备包括处理器、存储器以及收发器,所述存储器中存储有至少一个指令,所述处理器用于执行所述存储器中的计算机可读指令使得所述网络设备执行如权利要求17至权利要求20任一项所述的时钟补偿方法。
43.一种网络系统,其特征在于,所述网络系统包括管理设备和网络设备,所述管理设备为权利要求21至36中任一项所述的管理设备,或权利要求41所述的管理设备,所述网络设备为权利要求37至权利要求40中任一项所述的网络设备或权利要求42所述的网络设备。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910775643.6A CN110677210B (zh) | 2019-08-21 | 2019-08-21 | 一种时钟补偿的方法、设备和系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910775643.6A CN110677210B (zh) | 2019-08-21 | 2019-08-21 | 一种时钟补偿的方法、设备和系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110677210A true CN110677210A (zh) | 2020-01-10 |
CN110677210B CN110677210B (zh) | 2021-06-04 |
Family
ID=69075457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910775643.6A Active CN110677210B (zh) | 2019-08-21 | 2019-08-21 | 一种时钟补偿的方法、设备和系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110677210B (zh) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111030909A (zh) * | 2020-03-03 | 2020-04-17 | 南京科远智慧科技集团股份有限公司 | 一种应用于can总线多主设备通讯间时间同步的方法 |
CN112867132A (zh) * | 2020-12-27 | 2021-05-28 | 卡斯柯信号有限公司 | 一种基于ptp的多链路时延抖动优化方法及装置 |
CN112953671A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-06-11 | 广东电网有限责任公司电力调度控制中心 | 一种精确时钟同步协议对时方法及装置 |
WO2023002260A1 (en) * | 2021-07-21 | 2023-01-26 | Quantum Machines | System and method for clock synchronization and time transfer between quantum orchestration platform elements |
US11736096B2 (en) | 2019-01-14 | 2023-08-22 | Quantum Machines | Quantum controller with multiple pulse modes |
EP4123927A4 (en) * | 2020-04-14 | 2023-09-27 | Huawei Technologies Co., Ltd. | METHOD, DEVICE AND SYSTEM FOR CONFIGURING PARAMETERS |
US11870443B2 (en) | 2019-07-31 | 2024-01-09 | Quantum Machines | Frequency generation in a quantum controller |
US11868849B2 (en) | 2019-05-02 | 2024-01-09 | Quantum Machines | Modular and dynamic digital control in a quantum controller |
US11942947B2 (en) | 2019-09-02 | 2024-03-26 | Quantum Machines | Quantum controller architecture |
US11942946B2 (en) | 2020-08-05 | 2024-03-26 | Quantum Machines | Frequency management for quantum control |
US11967956B2 (en) | 2019-09-02 | 2024-04-23 | Quantum Machines | Software-defined pulse orchestration platform |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102769504A (zh) * | 2012-07-11 | 2012-11-07 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种1588系统及其实现同步的方法 |
US20160119070A1 (en) * | 2013-05-20 | 2016-04-28 | Zte Corporation | Time Correction Method and Apparatus for Slave Clock Device |
-
2019
- 2019-08-21 CN CN201910775643.6A patent/CN110677210B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102769504A (zh) * | 2012-07-11 | 2012-11-07 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种1588系统及其实现同步的方法 |
US20160119070A1 (en) * | 2013-05-20 | 2016-04-28 | Zte Corporation | Time Correction Method and Apparatus for Slave Clock Device |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
舒邦久,姚沛,刘兴文: "IEEE 1588的时钟设备模型研究", 《电子技术》 * |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11736096B2 (en) | 2019-01-14 | 2023-08-22 | Quantum Machines | Quantum controller with multiple pulse modes |
US11868849B2 (en) | 2019-05-02 | 2024-01-09 | Quantum Machines | Modular and dynamic digital control in a quantum controller |
US11870443B2 (en) | 2019-07-31 | 2024-01-09 | Quantum Machines | Frequency generation in a quantum controller |
US11942947B2 (en) | 2019-09-02 | 2024-03-26 | Quantum Machines | Quantum controller architecture |
US11967957B2 (en) | 2019-09-02 | 2024-04-23 | Quantum Machines | Software-defined pulse orchestration platform |
US11967956B2 (en) | 2019-09-02 | 2024-04-23 | Quantum Machines | Software-defined pulse orchestration platform |
CN111030909B (zh) * | 2020-03-03 | 2021-03-26 | 南京科远智慧科技集团股份有限公司 | 一种应用于can总线多主设备通讯间时间同步的方法 |
CN111030909A (zh) * | 2020-03-03 | 2020-04-17 | 南京科远智慧科技集团股份有限公司 | 一种应用于can总线多主设备通讯间时间同步的方法 |
EP4123927A4 (en) * | 2020-04-14 | 2023-09-27 | Huawei Technologies Co., Ltd. | METHOD, DEVICE AND SYSTEM FOR CONFIGURING PARAMETERS |
US11942946B2 (en) | 2020-08-05 | 2024-03-26 | Quantum Machines | Frequency management for quantum control |
CN112867132A (zh) * | 2020-12-27 | 2021-05-28 | 卡斯柯信号有限公司 | 一种基于ptp的多链路时延抖动优化方法及装置 |
CN112867132B (zh) * | 2020-12-27 | 2022-07-15 | 卡斯柯信号有限公司 | 一种基于ptp的多链路时延抖动优化方法及装置 |
CN112953671A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-06-11 | 广东电网有限责任公司电力调度控制中心 | 一种精确时钟同步协议对时方法及装置 |
WO2023002260A1 (en) * | 2021-07-21 | 2023-01-26 | Quantum Machines | System and method for clock synchronization and time transfer between quantum orchestration platform elements |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110677210B (zh) | 2021-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110677210B (zh) | 一种时钟补偿的方法、设备和系统 | |
RU2638645C2 (ru) | Способ для определения опорных синхросигналов, подвергнутых воздействию изменения в асимметрии задержки трассы распространения между узлами в сети связи | |
EP3540982B1 (en) | Delay management for distributed communications networks | |
US9736804B2 (en) | Methods, systems, and computer readable media for synchronizing timing among network interface cards (NICS) in a network equipment test device | |
EP2676389B1 (en) | Method of providing a path delay asymmetry for time synchronization between a master and a slave clock across a communciation network | |
US9491106B2 (en) | Non-intrusive method for synchronizing master and slave clocks of a packet-switched network, and associated synchronization devices | |
CN103168440B (zh) | 时间路径补偿方法和装置 | |
US10355800B2 (en) | Multi-path time synchronization | |
US9924477B2 (en) | Node and method for communication control | |
JP5811895B2 (ja) | 通信装置及び通信方法 | |
CN112887086B (zh) | 量子密钥同步方法及系统 | |
Beshley et al. | Measuring End-to-End Delay in Low Energy SDN IoT Platform. | |
Puttnies et al. | A Simulation Model of IEEE 802.1 AS gPTP for Clock Synchronization in OMNeT++. | |
CN112751639B (zh) | 时间同步的方法、通信设备和系统 | |
US20230034757A1 (en) | Parameter Configuration Method, Device, and System | |
US20160344537A1 (en) | Communication apparatus, communication method, and computer readable medium | |
CN112511253A (zh) | 一种同步方法、装置、设备和存储介质 | |
CN116888928A (zh) | 用于车辆的网络节点 | |
WO2016091050A1 (zh) | 一种时间同步方法及装置 | |
CN108401287B (zh) | 一种组网方法及装置 | |
EP3070886A1 (en) | Path delay determination in ring networks | |
US11627063B1 (en) | Systems and methods for measuring unidirectional latency of applications over asymmetric links | |
US20240137246A1 (en) | Network node for a vehicle | |
Karthik et al. | Minimax Optimum Clock Skew and Offset Estimators for IEEE 1588 | |
Havey et al. | Wired wireless broadcast emulation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |