CN111416681B - 一种适应多场景应用的高可靠时频同步组网方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适应多场景应用的高可靠时频同步组网方法，涉及高精度时频同步领域，尤其涉及为各型系统提供时频服务时可能面对的各种组网正常/异常而引发的时频同步应用场景，解决多场景应用下的高可靠时频同步组网问题。时频网络由两台主机和多台从机环形组网而成，通过时频同步网建立、时源同步、时频传递、同步与分发来实现高稳高可靠的时频同步网络,解决系统高精度时间产生及传递、时频分发及授时等时间统一问题，有力保证系统各环节的连续、一致、协同运用。

Description

一种适应多场景应用的高可靠时频同步组网方法
技术领域
本发明涉及高精度时频同步领域，尤其涉及为各型系统提供时频服务时可能面对的各种组网正常/异常而引发的时频同步应用场景，解决多场景应用下的高可靠时频同步组网问题。
背景技术
在各型系统平台建设中，时间统一系统为系统提供标准时间频率信号和统一的时间尺度，对整个系统运行起到基础性、根本性和保障性的作用，因此，很有必要建设一个高稳高可靠的时频同步网络，解决高精度时间产生及传递、时频分发及授时等时间统一问题，有力保证系统各环节的连续、一致、协同运用。
时频同步网络建设意义旨在为系统各环节用时设备提供精确、连续的时间频率信号，传统分布式时频同步网络架构通常为：由一台时频基准主设备提供统一的时频基准信号，然后通过主机/从机逐级级联的形式实现时频传递与分发，为各环节用时设备提供授时服务。这种架构存在一定的缺陷：①基准设备为单一设备，一旦设备发生故障，整个时频网络会瘫痪，缺乏有效的备份机制。②网络任一节点设备或节点设备间传输链路出现故障时，后续节点设备无时源参考，同步业务受影响。显然，该种时频网络无法适应各种可能突发故障而引发的时频同步应用场景，系统高稳高可靠时频同步需求受到严峻考验。
发明内容
有鉴于此，本发明的所要解决的技术问题在于避免上述背景技术中的不足而提供一种适应多场景应用的高可靠时频同步组网方法。本发明方法能够弥补基于单一时频基准主设备的主机/从机逐级级联的传统分布式时频同步网络架构无法实现高稳高可靠时频同步的问题。
本发明采用的技术方案为：
一种适应多场景应用的高可靠时频同步组网方法，包括以下步骤：
(1)通过光纤级联环路组网的方式将两台主机和多台从机级联组网，两台主机均外接时源参考，并选择一台主机作为主用主机，两台主机互为备份；
(2)主用主机同步外部时源参考，从用主机采用间接同步与直接同步相结合的策略与外部时源时刻保持同步，各个从机分别通过最优路径选择方法，选择与主用主机最近的级联时频同步链路进行时间同步；
(3)主用主机输出同步后的时频基准源，从用主机和各个从机通过环网接收主用主机输出的时频基准源，并同步产生与分路输出时频信号，完成高精度时频传递、同步与分发。
其中，步骤(2)中间接同步与直接同步相结合的策略具体为：
间接同步：当主用主机正常工作时，从用主机忽略外部时源参考，通过光纤级联与主用主机同步，间接保持与外部时源参考同步；直接同步：当主用主机异常时，从用主机忽略主用主机，直接同步外部时源参考，自动升级为主用主机。
其中，步骤(2)中，最优路径选择具体包括七种组网方法：正常组网、主用主机异常组网、从机异常组网、主机之间光纤异常组网、从机之间光纤异常组网、主机与从机之间光纤异常组网和主机之间/分机之间光纤同时异常组网；正常组网时各个从机分别选择最优路径与主用主机进行时间同步；主用主机异常组网时，从用主机切换为主用主机，各个从机分别选择最优路径与从用主机进行时间同步；从机异常组网时，其他各个从机绕开异常的从机选择其他路径与主用主机进行时间同步；主机之间光纤异常组网、从机之间光纤异常组网以及主机与从机之间光纤异常组网时，各个从机绕开异常的光纤链路，选择其他路径与主用主机进行时间同步；主机之间/分机之间光纤同时异常组网时，各个从机分别选择与其链路相通的主用主机或从用主机进行时间同步。
本发明相比背景技术具有如下优点：
1)系统采用多主机、双时源参考备份方式，即主机与外部时源之间，主机与主机之间均建立同步链路，可实现主机主用/从用地位自主切换，从用主机同步链路灵活切换，有力保证了时频基准的稳定可靠；
2)系统通过双主机多从机组成环形时频网络，设计并实现了七种典型的适应环网正常/异常应用场景下的时频同步组网方法，提升了时频同步网络的稳定性和可靠性。
附图说明
图1为本发明系统环形组网时频同步体系架构示意图(正常组网)。
图2为本发明系统主用主机异常组网架构示意图。
图3为本发明系统从机异常组网架构示意图。
图4为本发明系统主机之间光纤异常组网架构示意图。
图5为本发明系统从机之间光纤异常组网架构示意图。
图6为本发明系统主机与从机之间光纤异常组网架构示意图。
图7为本发明系统主机之间/从机之间光纤异常组网架构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
一种适应多场景应用的高可靠时频同步组网方法，通过时频同步网建立、时源同步、时频传递、同步与分发来实现高稳高可靠的时频网络，从而为系统提供连续、稳定、可靠的时频服务。
本发明具体过程为：
1)时频同步网建立
时频网络由两台主机和多台从机以PTP光纤环形级联形式组网而成，各节点设备上电后，通过节点组网信息交互、级联光口配置等步骤组建环形时频同步网络。两台主机均外接代表UTC时间的精密时源参考，互为备份，默认其中一台主机为主用主机。
2)时源同步
主用主机同步外部时源参考，从用主机采用间接同步与直接同步相结合的策略与外部时源时刻保持同步，间接同步：当主用主机正常工作时，其同步外部时源，从用主机忽略外部时源，通过PTP光纤级联与主用主机同步，间接保持与外部时源同步；直接同步：当主用主机异常时，从用主机忽略主用主机，直接同步外部时源，自动升级为主用主机。各个从机分别通过最优路径选择方法，通过上行链路或下行链路选择跨越节点最少的路径与主用主机实时同步；
3)时频传递、同步与分发
主用主机将同步后的时间基准信息在光纤环路内共享传输，从用主机与各个从机从级联环路获取时间基准，将本地时间和频率与主机同步后，输出时间和标准频率信息至系统各环节用时设备，主、从机均具备时间频率信息输出的能力，从而实现全网高精度时频传递、同步与分发。
图1所示为系统环形组网时频同步体系架构(正常组网)，图中基本要素说明：主用主机：M1；从用主机：M2；从机：S1～Sn；PTP主：Master；PTP从：Slave。
各个从机分别通过最优路径选择方法，选择与主用主机最近的级联时频同步链路进行时间同步时，本发明对多场景应用的时频同步组网进行了设计。
系统组网的稳健性和可靠性是实现精密授时服务的关键因素，因此，需重点挖掘并分析系统可能出现的各种组网异常情况，考虑到各种可能的组网异常而引发的时频同步应用场景，本发明设计和实现了适应各种应用场景下的七种典型组网方法，除正常组网外，还包括主用主机异常组网方法、从机异常组网方法、主机之间光纤异常组网方法、从机之间光纤异常组网方法、主机与从机之间光纤异常组网方法、主机之间/从机之间光纤同时异常组网方法。
√主用主机异常组网
主用主机异常组网架构如图2所示，当主用主机M1异常后，不再参与系统授时，M2切换为主用主机，与外部时源实施同步，为系统提供时间源，同步路径切换为M2→S2→S1。
√从机异常组网
从机异常组网架构如图3所示，当从机S1异常时，不再参与系统时频传递与同步业务，此时系统同步路径切换为M1→M2→S2。
√主机之间光纤异常组网
主机之间光纤异常组网架构如图4所示。主机M1、M2之间的光纤异常，通过信息交互，切换同步路径，切换后的系统同步路径为M1→S1→S2→M2。
√从机之间光纤异常组网
从机之间光纤异常组网架构如图5所示。S1与S2之间的光纤异常，此时S1不能再对S2进行授时，S2与M2正常，连接通过信息交互，切换同步路径，切换后的系统同步路径为：M1→S1，M1→M2→S2。
√主机与从机之间光纤异常组网
主机与从机之间光纤异常组网架构如图6所示。与主机M1、M2之间的光纤异常组网同理，M1不再对S1直接授时，通过信息交互，切换同步路径，切换后的系统同步路径为M1→M2→S2→S1。
√主机之间/从机之间光纤异常组网
主机之间/从机之间光纤异常组网架构如图7所示，在M1—M2、S1—S2之间的光纤异常时，M1、S1与M2、S2各自组成独立的网络：M1继续跟踪外部时源，同步S1，M2跟踪外部时源，同步S2，系统同步路径为M1→S1，M2→S2。
综上，上述环网异常情况下的组网方法以及环网正常时的组网方法是最常见、最典型的系统应用组网模式，其余组网模式都是由以上最基本的组网形式演变而来，可根据同样的原理进行分析和设计。
本说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效替换形式的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种适应多场景应用的高可靠时频同步组网方法，其特征在于,包含以下步骤：
(1)通过光纤级联环路组网的方式将两台主机和多台从机级联组网，两台主机均外接时源参考，并选择一台主机作为主用主机，两台主机互为备份；
(2)主用主机同步外部时源参考，从用主机采用间接同步与直接同步相结合的策略与外部时源时刻保持同步，各个从机分别通过最优路径选择方法，选择与主用主机最近的级联时频同步链路进行时间同步；
其中，间接同步与直接同步相结合的策略具体为：
间接同步：当主用主机正常工作时，从用主机忽略外部时源参考，通过光纤级联与主用主机同步，间接保持与外部时源参考同步；直接同步：当主用主机异常时，从用主机忽略主用主机，直接同步外部时源参考，自动升级为主用主机；
(3)主用主机输出同步后的时频基准源，从用主机和各个从机通过环网接收主用主机输出的时频基准源，并同步产生与分路输出时频信号，完成高精度时频传递、同步与分发。
2.根据权利要求1所述的适应多场景应用的高可靠时频同步组网方法，其特征在于，步骤(2)中，最优路径选择具体包括七种组网方法：正常组网、主用主机异常组网、从机异常组网、主机之间光纤异常组网、从机之间光纤异常组网、主机与从机之间光纤异常组网和主机之间/分机之间光纤同时异常组网；正常组网时各个从机分别选择最优路径与主用主机进行时间同步；主用主机异常组网时，从用主机切换为主用主机，各个从机分别选择最优路径与从用主机进行时间同步；从机异常组网时，其他各个从机绕开异常的从机选择其他路径与主用主机进行时间同步；主机之间光纤异常组网、从机之间光纤异常组网以及主机与从机之间光纤异常组网时，各个从机绕开异常的光纤链路，选择其他路径与主用主机进行时间同步；主机之间/分机之间光纤同时异常组网时，各个从机分别选择与其链路相通的主用主机或从用主机进行时间同步。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112379585A (zh) * 2020-11-12 2021-02-19 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102710484A (zh) * 2012-05-26 2012-10-03 济南凌康数控技术有限公司 一种环形冗余的实时以太网通讯方法
WO2018086062A1 (en) * 2016-11-11 2018-05-17 Qualcomm Incorporated Avoiding embms concurrency with paging in nb-iot and emtc

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106160907B (zh) * 2015-04-08 2019-07-05 中兴通讯股份有限公司 一种同步网的配置方法和装置
CN105591697B (zh) * 2016-01-20 2018-04-17 中国科学院上海光学精密机械研究所 高精度光纤时频环形组网系统和组网方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102710484A (zh) * 2012-05-26 2012-10-03 济南凌康数控技术有限公司 一种环形冗余的实时以太网通讯方法
WO2018086062A1 (en) * 2016-11-11 2018-05-17 Qualcomm Incorporated Avoiding embms concurrency with paging in nb-iot and emtc

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