CN112511255A - 一种时间同步方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种时间同步方法及装置，涉及通信技术领域，解决了由于频率层和时间层独立，导致频率层信号出现故障影响时间层信号的质量的问题。具体方案包括：时间同步装置接收时间同步信号和频率同步信号，时间同步信号中包括入口时间质量等级，频率同步信号中包括频率质量等级；根据频率质量等级和入口时间质量等级，确定目标时间质量等级；根据目标时间质量等级，确定时间源。

Description

一种时间同步方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种时间同步方法及装置。

背景技术

目前，时间同步技术主要采用1588v2的精确时间协议(Precision TimeSynchronization Protocol，PTP)，运行1588v2功能的设备可以称为PTP网元设备。PTP网元设备在基于频率同步的基础上实现高精度时间同步。频率同步是时间同步的基础，频率同步的性能会影响时间同步的性能，但时间同步的性能不会影响频率同步的性能。

目前的方式是频率层与时间层相互独立，但作为基础支撑作用的频率层信号出现故障时，并不会上报给时间层，导致影响时间层信号的质量。

发明内容

本发明提供一种时间同步方法及装置，解决了由于频率层和时间层独立，导致频率层信号出现故障影响时间层信号的质量的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种时间同步方法，时间同步装置接收时间同步信号和频率同步信号，时间同步信号中包括入口时间质量等级，频率同步信号中包括频率质量等级；根据频率质量等级和入口时间质量等级，确定目标时间质量等级；根据目标时间质量等级，确定时间源。

本发明提供的时间同步方法，时间同步装置能够结合频率质量等级和入口时间质量等级，确定目标时间质量等级，与现有技术中的仅根据入口时间质量等级来确定目标时间质量等级相比，本发明实施例能够提高时间同步信号的时间精度。

第二方面，本发明提供一种时间同步装置，接收单元，用于接收时间同步信号和频率同步信号，时间同步信号中包括入口时间质量等级，频率同步信号中包括频率质量等级；确定单元，用于根据频率质量等级和入口时间质量等级，确定目标时间质量等级；根据目标时间质量等级，确定时间源。

第三方面，本发明提供一种时间同步装置，该时间同步装置包括：存储器、处理器、总线和通信接口；存储器用于存储计算机执行指令，处理器与存储器通过总线连接；当时间同步装置运行时，处理器执行存储器存储的计算机执行指令，以使时间同步装置执行如第一方面提供的时间同步方法。

第四方面，提供一种计算机可读存储介质，包括计算机执行指令，当计算机执行指令在时间同步装置上运行时，使得时间同步装置执行如第一方面提供的时间同步方法。

需要说明的是，上述指令可以全部或者部分存储在计算机可读存储介质上。其中，计算机可读存储介质可以与时间同步装置的处理器封装在一起的，也可以单独封装，本发明对此不作限定。

第五方面，提供一种计算机程序产品，当该计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行如第一方面提供的时间同步方法。

可以理解地，上述提供的第二方面至第五方面的方案，均用于执行上文第一方面所提供的对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考上文所提供的对应的方法中的有益效果，此处不再赘述。

应当理解的是，在本发明中，上述时间同步装置的名字对设备或功能模块本身不构成限定，在实际实现中，这些设备或功能模块可以以其他名称出现。只要各个设备或功能模块的功能和本发明类似，属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内。另外，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种时间同步方法应用于的系统架构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种时间服务器的功能框图示意图；

图3为本发明实施例提供的一种分组承载设备的功能框图示意图；

图4为本发明实施例提供的一种基站的功能框图示意图；

图5为本发明实施例提供的一种时间同步方法的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的一种时间同步方法的场景示意图；

图7为本发明实施例提供的一种时间同步装置的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种时间同步装置的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的另一种时间同步装置的结构示意图。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作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。

本发明实施例提供的时间同步方法可以应用于图1所示的系统架构10中。如图1所示，该系统架构10可以包括：时间服务器11、分组承载设备12和基站13。

时间服务器11配置卫星接收机，形成协调世界时(Coordinated Universal Time，UTC)标准的时间源和频率源。时间服务器11向网络提供时间和频率，因此有时间输出口和频率输出口。时间服务器11的典型逻辑功能框图详见图2所示。如图2所示，当卫星信号正常时，PRTC+GM输出的所有信号(时间和频率)都源自于卫星信号。当卫星信号不可用时，PRTC+GM输出的频率信号跟踪自频率输入口(或设备内钟)信号，输出的时间信号转用频率维持，此时称为频率守时。

分组承载设备12的功能框图详见图3，图3中分组承载设备12的时钟为1588v2中的边界时钟(Boundary Clock，BC)。相互独立的两个层面(时间层和频率层)的基本例子是PTP+SyncE，即时间传递采用PTP方式，频率传递采用同步以太方式。

频率输入口：同步以太接口或引接口(2048kbit/s)，也可采用其他业务信号接口从其接口获取物理层频率，这样的业务接口包括STM-N接口、OTUk接口等。所有接口必须携带有指示频率质量等级的消息(如，SSM消息或者ESMC消息)。频率层面独立选源应遵循SSM原则。

时间输入口：优选PTP接口，特殊需要下可采用1PPS+ToD接口。时间接口可有数个，时间层面独立选源应遵循BMC算法原则。

基站13是时间传递的终结节点，其功能模型与分组承载设备12的功能模型相似，具有相互独立的两个层面(时间层、频率层)，基本方式同样是PTP+SyncE。如图4所示，时间信号和频率信号到达末端分组承载设备12后，经已有的业务接口直接进入基站13。在特殊场合下(例如，基站不支持同步以太和1588功能)，则在末端分组承载设备12上终结PTP传递和频率SyncE的传递。由分组承载设备12从PTP报文中恢复出时间1PPS+ToD信号，从SyncE中恢复出频率信号，分别经两条专用同步连接线输出至基站13。

基于图1、图2、图3和图4介绍的内容，本发明实施例提供一种时间同步方法。时间同步方法的执行主体为时间同步装置，时间同步装置可以为上述时间服务器11，也可以为上述分组承载设备12，还可以为上述基站13。

如图5所示，时间同步方法可以包括以下步骤501-步骤503。

501、时间同步装置接收时间同步信号和频率同步信号。

其中，时间同步信号中包括入口时间质量等级，频率同步信号中包括频率质量等级。

可选的，时间同步装置接收的时间同步信号和频率同步信号来自上一级节点。

可选的，时间同步信号可以为PTP信号，也可以为1PPS+ToD信号。

可选的，频率同步信号可以为同步以太SyncE信号，频率质量等级可以为SSM。

502、时间同步装置根据频率质量等级和入口时间质量等级，确定目标时间质量等级。

时间同步装置在接收到包括有入口时间质量等级的时间同步信号，以及包括有频率质量等级的频率同步信号之后，可以根据频率质量等级和入口时间质量等级，确定目标时间质量等级。

在具体的实现中，时间同步装置可以先根据预存的频率质量等级与时间质量等级的对应关系，确定与频率同步信号中的频率质量等级对应的第一时间质量等级。然后时间同步装置可以在第一时间质量等级高于入口时间质量等级的情况下，将第一时间质量等级确定为目标时间质量等级，在第一时间质量等级低于入口时间质量等级的情况下，将入口时间质量等级确定为目标时间质量等级。

可以理解，上述频率质量等级可以为一级时钟(PRC)、二级时钟(SSU-A)、三级时钟(SSU-B)或者本地时钟(EEC)。如果频率质量等级为一级时钟，则第一时间质量等级为第一预设值。如果频率质量等级为二级时钟，则第一时间质量等级为第二预设值。如果频率质量等级为三级时钟，则第一时间质量等级为第三预设值。如果频率质量等级为本地时钟，则第一时间质量等级为第四预设值。其中，第一预设值指示的时间质量等级高于第二预设值指示的时间质量等级，第二预设值指示的时间质量等级高于第三预设值指示的时间质量等级，第三预设值指示的时间质量等级高于第四预设值指示的时间质量等级。

示例性的，如表1所示，为时间同步装置预存的频率质量等级与时间质量等级的对应关系。时间同步信号不同，时间质量等级的格式不同。当时间同步信号为PTP信号时，时间质量等级为PTP等级编码。当时间同步信号为1PPS+ToD信号时，时间质量等级为ToD秒脉冲状态编码。

503、时间同步装置根据目标时间质量等级，确定时间源。

示例性的，如图6所示，假设时间同步装置为分组承载设备，分组承载设备为节点C。网络正常时，时间跟踪路径为①，即从A到C。当网络发生变化时，上游时间源丢失，网络依靠频率守时。在该情况下，若上游网络的频率质量等级为SSU-A，则在采用现有技术的选源机制的情况下，即使节点C有来自其他方向频率质量等级更高的PRC，节点C仍将跟随上游时间质量等级150。在采用本发明实施例提供的时间同步方法的选源机制的情况下，节点C确定与频率质量等级SSU-A对应的时间质量等级为150，此时若节点C接收到其他方向的频率质量等级PRC，则节点C确定频率质量等级PRC对应的第一时间质量等级为140。时间质量等级140高于时间质量等级150，则节点C确定时间源为本地时钟。节点C可以向下游输出更高质量的140等级的时间信号。

本发明提供的时间同步方法，时间同步装置能够结合频率质量等级和入口时间质量等级，确定目标时间质量等级，与现有技术中的仅根据入口时间质量等级来确定目标时间质量等级相比，本发明实施例能够提高时间同步信号的时间精度。

可选的，在本发明实施例中，时间同步装置还可以在重启过程中，输出提示信息，该提示信息用于提示当前状态为重启状态，未开始时间同步。之后，重启完成后，时间同步装置可以结束输出提示信息，开始进行时间同步。

这样，通过输出提示信息来表明重启状态，便于时间同步装置获知设备的当前运行状态，从而便于故障检测(时间同步出现问题时是设备本身问题还是传输路径过程中的问题)。

上述主要从方法的角度对本发明实施例提供的方案进行了介绍。为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本发明能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业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发明的范围。

本发明实施例可以根据上述方法示例对时间同步装置进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本发明实施例中对模块的划分是示意性的，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。

在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图7示出了上述实施例中涉及的时间同步装置的一种可能的组成示意图，如图7所示，该时间同步装置可以包括：接收单元71和确定单元72。

其中，接收单元71，用于支持时间同步装置执行图5所示的时间同步方法中的步骤501。

确定单元72，用于支持时间同步装置执行图5所示的时间同步方法中的步骤502、步骤503。

进一步的，如图8所示，时间同步装置还可以包括：输出单元73和处理单元74。

输出单元73，用于在重启过程中，输出提示信息，提示信息用于提示当前状态为重启状态，未开始时间同步。

处理单元74，用于在重启完成后，结束输出提示信息。

需要说明的是，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。

本发明实施例提供的时间同步装置，用于执行上述时间同步方法，因此可以达到与上述时间同步方法相同的效果。

在采用集成的模块的情况下，时间同步装置包括：存储模块、处理模块以及接口模块。处理单元用于控制管理，例如，处理模块用于支持时间同步装置执行前述实施例中确定单元72、输出单元73和处理单元74所执行的步骤；接口模块用于支持时间同步装置与其他装置的信息交互。例如，接口模块用于支持时间同步装置执行前述实施例中接收单元71所执行的步骤。存储模块，用于存储时间同步装置的程序代码和数据。

其中，以处理模块为处理器，存储模块为存储器，接口模块为通信接口为例。参照图9所示，本发明实施例还提供另一种时间同步装置，包括存储器91、处理器92、总线93和通信接口94。存储器91用于存储计算机执行指令，处理器92与存储器91通过总线93连接；当时间同步装置运行时，处理器92执行存储器91存储的计算机执行指令，以使时间同步装置执行如上述实施例提供的时间同步方法。

在具体的实现中，作为一种实施例，处理器92可以包括一个或多个CPU，例如图9中所示的CPU0和CPU1。且作为一种实施例，时间同步装置可以包括多个处理器92，例如图9中所示的处理器92-1和处理器92-2。这些处理器92中的每一个CPU可以是一个单核处理器(Single-CPU)，也可以是一个多核处理器(Multi-CPU)。这里的处理器92可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。

存储器91可以是只读存储器91(Read-Only Memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他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他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，EEPROM)、只读光盘(compactdisc read-only memory，CD-ROM)或其他光盘存储、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他磁存储设备、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他介质，但不限于此。存储器91可以是独立存在，通过总线93与处理器92相连接。存储器91也可以和处理器92集成在一起。

在具体的实现中，存储器91，用于存储本发明中的数据和执行本发明的软件程序对应的计算机执行指令。处理器92可以通过运行或执行存储在存储器91内的软件程序，以及调用存储在存储器91内的数据，时间同步装置的各种功能。

通信接口94，使用任何收发器一类的装置，用于与其他设备或通信网络通信，如无线接入网(radio access network，RAN)，无线局域网(wireless local area networks，WLAN)等。通信接口94可以包括接收单元实现接收功能，以及发送单元实现发送功能。

总线93，可以是工业标准体系结构(industry standard architecture，ISA)总线、外部设备互连(peripheral component interconnect，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture，EISA)总线等。该总线93可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图9中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括计算机执行指令，当计算机执行指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上述实施例提供的时间同步方法。

本发明实施例还提供一种计算机程序，该计算机程序可直接加载到存储器中，并含有软件代码，该计算机程序经由计算机载入并执行后能够实现上述实施例提供的时间同步方法。

本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机可读存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，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，即将装置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。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，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，所述模块或单元的划分，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装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，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，可以是电性，机械或其它的形式。

所述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一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。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实施例方案的目的。

另外，在本发明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。

所述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，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例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个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述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、ROM、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，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何在本发明揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种时间同步方法，其特征在于，包括：

接收时间同步信号和频率同步信号，所述时间同步信号中包括入口时间质量等级，所述频率同步信号中包括频率质量等级；

根据所述频率质量等级和所述入口时间质量等级，确定目标时间质量等级；

根据所述目标时间质量等级，确定时间源。

2.根据权利要求1所述的时间同步方法，其特征在于，所述根据所述频率质量等级和所述入口时间质量等级，确定目标时间质量等级，包括：

根据预存的频率质量等级与时间质量等级的对应关系，确定所述频率质量等级对应的第一时间质量等级；

在所述第一时间质量等级高于所述入口时间质量等级的情况下，将所述第一时间质量等级确定为所述目标时间质量等级。

3.根据权利要求2所述的时间同步方法，其特征在于，所述确定所述频率质量等级对应的第一时间质量等级，包括：

如果所述频率质量等级为一级时钟，则所述第一时间质量等级为第一预设值；

如果所述频率质量等级为二级时钟，则所述第一时间质量等级为第二预设值；

如果所述频率质量等级为三级时钟，则所述第一时间质量等级为第三预设值；

如果所述频率质量等级为本地时钟，则所述第一时间质量等级为第四预设值；

其中，所述第一预设值指示的时间质量等级高于所述第二预设值指示的时间质量等级，所述第二预设值指示的时间质量等级高于所述第三预设值指示的时间质量等级，所述第三预设值指示的时间质量等级高于所述第四预设值指示的时间质量等级。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的时间同步方法，其特征在于，所述方法还包括：

在重启过程中，输出提示信息，所述提示信息用于提示当前状态为重启状态，未开始时间同步；

重启完成后，结束输出所述提示信息。

5.一种时间同步装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收时间同步信号和频率同步信号，所述时间同步信号中包括入口时间质量等级，所述频率同步信号中包括频率质量等级；确定单元，用于根据所述频率质量等级和所述入口时间质量等级，确定目标时间质量等级；根据所述目标时间质量等级，确定时间源。

6.根据权利要求5所述的时间同步装置，其特征在于，所述确定单元，具体用于：

根据预存的频率质量等级与时间质量等级的对应关系，确定所述频率质量等级对应的第一时间质量等级；

在所述第一时间质量等级高于所述入口时间质量等级的情况下，将所述第一时间质量等级确定为所述目标时间质量等级。

7.根据权利要求6所述的时间同步装置，其特征在于，所述确定单元，具体用于：

如果所述频率质量等级为一级时钟，则所述第一时间质量等级为第一预设值；

如果所述频率质量等级为二级时钟，则所述第一时间质量等级为第二预设值；

如果所述频率质量等级为三级时钟，则所述第一时间质量等级为第三预设值；

如果所述频率质量等级为本地时钟，则所述第一时间质量等级为第四预设值；

其中，所述第一预设值指示的时间质量等级高于所述第二预设值指示的时间质量等级，所述第二预设值指示的时间质量等级高于所述第三预设值指示的时间质量等级，所述第三预设值指示的时间质量等级高于所述第四预设值指示的时间质量等级。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的时间同步装置，其特征在于，所述时间同步装置还包括：输出单元和处理单元；

所述输出单元，用于在重启过程中，输出提示信息，所述提示信息用于提示当前状态为重启状态，未开始时间同步；

所述处理单元，用于在重启完成后，结束输出所述提示信息。

9.一种时间同步装置，其特征在于，包括存储器、处理器、总线和通信接口；所述存储器用于存储计算机执行指令，所述处理器与所述存储器通过所述总线连接；当所述时间同步装置运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述计算机执行指令，以使所述时间同步装置执行如权利要求1-4中任一项所述的时间同步方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括计算机执行指令，当所述计算机执行指令在时间同步装置上运行时，使得所述时间同步装置执行如权利要求1-4中任一项所述的时间同步方法。

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