CN116961752A - 一种用于光纤时间传输网络的非对称链路的识别与定位方法 - Google Patents
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Abstract
一种在光纤时间传输网络中识别定位链路双向时延对称性的方法，包括以下步骤：获取光纤时间传输网络的结构；在光纤时间传输网络中搜寻所有的闭合环形路径；获取光纤时间传输网络中所有环形路径的双向信号传输时延；比较同一环形路径的双向信号传输时延；识别定位光纤时间传输网络中光纤链路的双向时延对称性状态。该方法可以识别并定位光纤时间传输网络中光纤链路双向时延的对称性，以抵御光纤双向时延不对称攻击对光纤时间传输的影响，提升光纤时间传输网络的鲁棒性。
Description
技术领域
本发明涉及时间比对与频率校准，特别是一种用于光纤时间传输网络的非对称链路的识别与定位方法。
背景技术
精确是时间基准是引力波测量、射电望远镜阵列，基础物理量测量等诸多科学研究的重要基准；也在5G通信、雷达阵列、导航定位等工业领域起到支撑保障的作用。得益于光纤具有损耗低、抗电磁干扰等优点，目前光纤时间传输技术已经得到广泛的关注，并展现出吸引入的成果。
光纤时间传输技术的核心为精确测量时间信号在光纤中的传输时延，目前主流的做法是利用时间信号在光纤中双向传输的对称性，测量时间信号在光纤中往返的时延从而获取其单向时延。因此如果光纤双向传输的对称性被破坏，那么光纤时间传输的精度将大大降低。
发明内容
本发明旨在解决上述的技术问题，提出一种在光纤时间传输网络中识别定位非对称链路的方法，利用光纤时间传输网络的多路由特性实现网络中非对称光纤链路的识别与定位。
为实现上述目的，本发明提出了一种在光纤时间传输网络中识别定位非对称链路的方法，主要包括以下步骤：
步骤a，获取光纤时间传输网络的链路连接和拓扑信息，对各个节点、链路进行编号，明确各节点间的连接关系，以及光纤链路的个数；
步骤b，利用步骤a中获取的信息，搜寻光纤时间传输网络中所有的闭合环路，并进行标记；
步骤c，获取光纤时间传输网络中所有环形路径的双向信号传输时延差：在每个环路上的节点M，同时测量该环路顺时针方向和逆时针方向的传播时延，并作差获得该环路的双向传输时延差；
步骤d，设置阈值，根据步骤c中获取的同一环路的双向传输时延差是否小于设置的阈值，判断该环路中是否包含不对称链路；
步骤e，综合步骤d获得的所有闭合环路是否包含不对称链路，识别定位单根光纤链路的双向时延对称性状态。
步骤b中所述的闭合环路为，一条只有第一个和最后一个节点重合的非空路径。所述环路应当包括自环，即仅由一个节点和一条光纤链路构成的环。
步骤c中所述的节点M为该环路上的任意一节点，不应限制其具体位置。
步骤d中所述阈值可以根据光纤时间传输要求的精度进行设置，并非一个固定的值。
步骤e中所述的光纤链路状态包括对称、不对称、可能不对称、无法识别四种。对于无法构成环路的单根光纤，无法识别其对称性；对于步骤d中，双向链路时延相等的环形链路，其所包含的链路被识别为对称链路；对于步骤d中，双向链路时延不相等的环形链路，其中必包含不对称链路，扣除所述的对称链路后，余下的链路满足定位条件的为不对称链路，不满足定位条件的为可能不对称的链路。
所述的非定位条件为，通过该非对称光纤连接的两个节点之间存在至少两条独立的对称性链路。如不满足上述条件，则无法精准定位非对称光纤的链路，此时定位结果包含所有可能存在非对称光纤的链路集合。
所述的两条独立的对称性链路为，两条链路上的所有光纤链路是对称的，并且两条链路没有交集。
与现有技术向，本发明的有益效果如下：
利用光纤时间传输网络的多路由特性对网络中存在的非对称光纤进行识别与定位，无需提前预知不同节点之间的钟差、频差等信息，因此具有较大的适用范围。
附图说明
图1是本发明一种在光纤时间传输网络中识别定位非对称链路的方法的流程图。
图2是本发明实施例具有6节点10条链路的光纤时间传输网络。
图3是本发明将一种在光纤时间传输网络中识别定位非对称链路的方法在某具有6节点10条链路的网络上的实施例的网络结构。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语‘对称性’代表的是光纤链路信号双向传播时延的对称。
以下结合附图和描述根据本发明实施的一种在光纤时间传输网络中识别定位非对称链路的方法。
请参阅图1，图1是本发明一种在光纤时间传输网络中识别定位非对称链路的方法的流程图，由图可见，本发明一种在光纤时间传输网络中识别定位非对称链路的方法，包括以下步骤：
步骤S101，获取光纤时间传输网络的结构：对各个节点、链路进行编号，明确各节点间的连接关系；
步骤S102，在光纤时间传输网络中搜寻闭合的环形路径：利用获取的光纤时间传输网络的结构，搜寻该结构所包含的所有不重复的闭合环路；所述的闭合环路为，一条只有第一个和最后一个顶点重复的非空路径。所述环路应当包括自环，即一条顶点与自身连接的边。
步骤S103，获取光纤时间传输网络中所有环形路径的双向信号传输时延：在环路上的某个节点M，向环路顺时针方向和逆时针方向分别发送时间信号，并在同一节点M测量该环路的双向信号传播时延；
所述的某节点M为该环路上的任意一节点，不应限制其具体位置。
所述的环路顺时针方向和逆时针方向应为在同一参考标准得出的方向。
所述的信号可以是时间戳、秒脉冲或与时间关联信息的信号。
步骤S104，设置阈值，并较同一环形路径的双向信号传输时延：根据步骤S103中获取的同一环路的双向信号传播时延是否小于设置的阈值，进而判断该环路是否存在不对称链路；
所述阈值可以根据光纤时间传输多要求的精度进行设置，并非一个固定的值。
步骤S105，定位可能存在非对称光纤的链路：综合步骤S104中对环路对称性的判断，定位可能存在不对称光纤的链路。即在网络链路集合中排除步骤S104中确定的不包含非对称链路的环路所包含链路的集合，剩余的链路为可能非对称链路的集合。
所述的非对称光纤的链路的定位应当满足，通过该非对称光纤连接的两个节点之间存在至少两条独立的对称性链路。如不满足上述条件，则无法精准定位非对称光纤的链路，此时定位结果包含所有可能存在非对称光纤的链路集合。
两条链路上的所有光纤链路是对称的，并且两条链路没有交集。
图2是本发明实施例具有6节点10条链路的光纤时间传输网络。其中用×标记的链路为不对称链路。获取图2所示的网络结构如图3所示，并搜寻其中所有不重复的闭合环形的路径，一共存在7个不重复的闭合回路。这些闭合回路所包含的链路集合分别为：{链路1，链路2}；{链路3，链路4}；{链路3，链路5，链路6}；{链路4，链路5，链路6}；{链路7，链路8}；{链路7，链路9，链路10}；{链路8，链路9，链路10}。假设信号在对称环路的两个方向的链路时延完全相等，则阈值可以设置为0。在A点测量闭合环路{链路1，链路2}的双向链路时延，他们是不相等的，这也意味着闭合环路{链路1，链路2}存在不对称链路；在C点测量闭合环路{链路3，链路4}的双向链路时延，他们是不相等的，这也意味着闭合环路{链路3，链路4}存在不对称链路；在A点测量闭合环路{链路3，链路5，链路6}的双向链路时延，他们是相等的，这也意味着闭合环路{链路3，链路5，链路6}不存在不对称链路；在F点测量闭合环路{链路4，链路5，链路6}的双向链路时延，他们是不相等的，这也意味着闭合环路{链路4，链路5，链路6}存在不对称链路；在F点测量闭合环路{链路7，链路8}的双向链路时延，他们是相等的，这也意味着闭合环路{链路7，链路8}不存在不对称链路；在D点测量闭合环路{链路7，链路9，链路10}的双向链路时延，他们是不相等的，这也意味着闭合环路{链路7，链路9，链路10}存在不对称链路；在E点测量闭合环路{链路8，链路9，链路10}的双向链路时延，他们是不相等的，这也意味着闭合环路{链路8，链路9，链路10}存在不对称链路。综合上述测量结果，可知一定对称的链路为链路3，链路5，链路6，链路7，链路8。因此可能存在不对称光纤的链路为链路1，链路2，链路4，链路9，链路10。其中链路4一定是不对称链路，因为闭合环路{链路4，链路5，链路6}存在不对称链路而链路5，链路6为对称链路。上述结果同样说明满足通过该非对称光纤连接的两个节点之间存在至少两条独立的对称性链路这一条件可以精准定位不对称光纤。如不满足上述条件，则无法精准定位非对称光纤的链路，此时定位结果包含所有可能存在非对称光纤的链路集合。
Claims (7)
1.一种用于光纤时间传输网络的非对称链路的识别与定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a，对待测光纤时间传输网络中各个节点和链路进行编号，确定各节点间的连接关系和光纤链路的个数，获取光纤时间传输网络的链路连接和拓扑信息，构建光纤时间传输网络结构；
步骤b，搜寻所述的光纤时间传输网络结构中所包含的所有不重复的闭合环路，并进行标记；
步骤c，获取光纤时间传输网络中所有环形路径的双向信号传输时延差：在每个环路上的节点M，同时测量该环路顺时针方向和逆时针方向的传播时延，并作差获得该环路的双向传输时延差；
步骤d，设置阈值，根据步骤c中获取的同一环路的双向传输时延差是否小于设置的阈值，判断该环路中是否包含不对称链路；
步骤e，综合步骤d获得的所有闭合环路是否包含不对称链路，识别定位单根光纤链路的双向时延对称性状态。
2.根据权利要求1所述的非对称链路识别定位方法，其特征在于，步骤b中所述的闭合环路为，一条只有第一个和最后一个节点重合的非空路径；所述环路应当包括自环，即仅由一个节点和一条光纤链路构成的环。
3.根据权利要求1所述的非对称链路识别定位方法，其特征在于，步骤c中所述的节点M为该环路上的任意一节点。
4.根据权利要求1所述的非对称链路识别定位方法，其特征在于，步骤d中所述阈值根据光纤时间传输精度要求设置值。
5.根据权利要求1所述的非对称链路识别定位方法，其特征在于，步骤e中所述的光纤链路状态包括对称、不对称、可能不对称、无法识别四种；对于无法构成环路的单根光纤，无法识别其对称性；对于步骤d中，双向链路时延相等的环形链路，其所包含的链路被识别为对称链路；对于步骤d中，双向链路时延不相等的环形链路，其中必包含不对称链路，扣除所述的对称链路后，余下的链路满足定位条件的为不对称链路，不满足定位条件的为可能不对称的链路。
6.根据权利要求5所述的定位条件，其特征在于，通过该非对称光纤连接的两个节点之间存在至少两条独立的对称性链路；如不满足上述条件，则无法精准定位非对称光纤的链路，此时定位结果包含所有可能存在非对称光纤的链路集合。
7.根据权利要求6所述的两条独立的对称性链路，其特征在于，两条链路上的所有光纤链路是对称的，并且两条链路没有交集。
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