CN117544270A - 一种单端口监测多端口ptp时间监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及时频领域，公开了一种单端口监测多端口PTP时间监测装置，该装置利用同一端口设备同时监测多个PTP节点时钟。通过每次监测开始前设置不同的PTP测量参数和网络参数实现对多个不同的PTP节点的在线监测。重复执行“PTP测量参数设置‑网络参数设置‑PTP监测数据获取‑钟差分析”，即可实现单端口设备对多端口PTP节点的监测。本发明装置通过对网络中各PTP节点时间信号的监测可以实现对网络中多个PTP时间节点的性能评估。
Description
技术领域
本发明涉及时频领域，具体涉及一种单端口监测多端口PTP时间监测装置。
背景技术
PTP(Precision Time Protocol)是一种精确时间同步的协议，遵循IEEE1588协议标准，用于设备之间的高精度时间同步。由于PTP基于硬件时戳进行时间同步，因此能够提供比NTP网络时间更高的同步精度，一般能达到亚微秒级。由于PTP网络中存在多个节点，各个节点的时间同步精度出现下降会导致PTP时间传输效率降低，甚至导致PTP时间不可用，因此非常有必要对网络中的各个PTP节点进行实时监测，也是本发明专利实现之目标。
发明内容
本发明的目的在于使用PTP单端口对网络中的多个PTP节点进行实时监测。本发明一定程度上解决了单端口监测多端口PTP网络节点实时监测技术问题。
本发明采用的技术方案为：
一种单端口监测多端口PTP时间监测装置，包括接收机模块、时钟基准模块、电源模块、PTP监测模块、主板模块和监控模块；
接收机模块用于接收导航系统信号，产生代表导航系统时间的1PPS信号和TOD时间信号，通过主板模块传输至时钟基准模块；
时钟基准模块用于利用接收机模块产生的1PPS信号和TOD时间信号驯服本地CPT铷钟，产生本地时间基准信号，通过主板模块为PTP监测模块提供基准信号；
电源模块用于为时钟基准模块、PTP监测模块、接收机模块、主板模块和监控模块提供纯净的直流电源；
PTP监测模块用于通过参数设置指令轮询设置PTP测量参数和网络参数，并使用时钟基准模块提供的时间基准对网络中各级PTP节点进行监测，获取各级PTP节点与时间基准之间的钟差，并将钟差信息通过主板模块传输至监控模块；
主板模块用于支撑固定多端口PTP时间监测装置内的各个模块，并为各模块之间的数据传输提供信号链路；
监控模块用于对时钟基准模块和PTP监测模块进行管理和控制，依据用户需求配置每次PTP监测的PTP测量参数和网络参数，将参数设置指令发送至PTP监测模块，并对PTP监测模块上报的钟差信息进行分析，得出统计结果。
进一步的，PTP测量参数包括报文封装方式、延迟测量机制和时钟域，用于支持IEEE1588V2协议；网络参数包括本地IP、本地子网掩码、本地网关和被监测PTP节点的IP。
进一步的，PTP监测模块设置PTP测量参数和网络参数后，通过主板模块向监控模块反馈参数设置结果；
监控模块接收到PTP监测模块反馈的参数设置成功结果后，开始接收本次PTP监测模块上报的钟差信息，并对钟差信息进行存储和分析；然后再依据下一节点的PTP特征设置PTP测量参数和网络参数，直至完成全部PTP节点的监测。
本发明与现有技术相比的有益效果为：
本发明装置可以实现通过单端口同时对网络中多个PTP节点网络时间进行监测。通过对网络中各PTP节点时间信号的监测可以实现对网络中多个PTP时间节点的性能评估。
附图说明
图1是本发明的原理框图。
图2是本发明PTP监测模块的原理框图。
图3是本发明PTP监测模块的工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步的说明。
如图1所示，一种单端口监测多端口PTP时间监测装置，包括接收机模块、时钟基准模块、电源模块、PTP监测模块、主板模块和监控模块；
接收机模块用于接收导航系统信号，产生代表导航系统时间的1PPS信号和TOD时间信号，通过主板模块传输至时钟基准模块；
时钟基准模块用于利用接收机模块产生的1PPS信号和TOD时间信号驯服本地CPT铷钟，产生本地时间基准信号，通过主板模块为PTP监测模块提供基准信号；
电源模块用于为时钟基准模块、PTP监测模块、接收机模块、主板模块和监控模块提供纯净的直流电源；
如图2所示，PTP监测模块包括网络变压器、PHY芯片、MAC层、应用层、PTP协议栈、控制单元、时钟处理单元及接口模块。PTP监测模块中的控制单元接收监控模块下发的参数设置指令轮询设置PTP测量参数和网络参数，PTP监测模块参数设置成功后通过主板模块向监控模块反馈参数设置结果，时钟处理单元使用时钟基准模块提供的时间基准对网络中各级PTP节点进行监测，PTP协议栈通过PHY芯片记录的时戳计算各级PTP节点与时间基准之间的钟差，并将钟差信息通过主板模块传输至监控模块；PTP监测模块的工作流程如图3所示，一次监测开始后，首先进行参数设置，设置成功后开始执行PTP测试任务，进行1588协议分析，获取钟差，并对钟差数据进行统计和存储。若参数设置错误则给出提示信息。
主板模块用于支撑固定多端口PTP时间监测装置内的各个模块，并为各模块之间的数据传输提供信号链路；
监控模块用于对时钟基准模块和PTP监测模块进行管理和控制，依据用户需求配置每次PTP监测的PTP测量参数和网络参数，将参数设置指令发送至PTP监测模块，同时在接收到PTP监测模块反馈的参数设置成功结果后，开始接收本次PTP监测模块上报的钟差信息，并对钟差信息进行存储和分析，得出统计结果；然后再依据下一节点的PTP特征设置PTP测量参数和网络参数，直至完成全部PTP节点的监测；其中，PTP测量参数包括报文封装方式、延迟测量机制和时钟域，用于支持IEEE1588V2协议；网络参数包括本地IP、本地子网掩码、本地网关和被监测PTP节点的IP。
本发明实施例中时钟基准模块包括驯服单元、CPT铷钟单元和守时单元；驯服单元使用接收机模块产生的1PPS信号完成对CPT铷钟的驯服，CPT铷钟恢复出代表导航系统时间的本地基准1PPS和10MHz信号，同时将接收机模块的TOD时间进行送给守时单元，守时单元存储该时间并在接收机模块不能定位的情况下，维持本地TOD时间的连续性。
本发明实施例中PTP监测模块主要利用本地时间基准完成对PTP节点的监测，PTP监测模块在PTP网络中的时钟角色固定为“从时钟”，时钟优先级固定为“最低”。PTP监测模块完成一次监测需完成三个步骤：第一步，完成PTP测量参数设置包括：依据被监测PTP节点状态设置报文封装方式、延迟测量机制等PTP参数。第二步依据被监测PTP节点时钟的网络参数，完成PTP监测模块的网络参数设置，包括本地IP、本地子网掩码、本地网关、被监测PTP节点的IP等。第三步，使用PTP监测模块与被监测PTP节点间交互报文中含有代表两者时间信息的时戳进行计算，从而获取两者之间的钟差T。PTP监测模块完成第一个被监测PTP节点测量后，依据第二个被监测PTP节点的相关参数重复上述三步。直至完成全部PTP监测PTP节点的测量。
Claims (3)
1.一种单端口监测多端口PTP时间监测装置，其特征在于，包括接收机模块、时钟基准模块、电源模块、PTP监测模块、主板模块和监控模块；
接收机模块用于接收导航系统信号，产生代表导航系统时间的1PPS信号和TOD时间信号，通过主板模块传输至时钟基准模块；
时钟基准模块用于利用接收机模块产生的1PPS信号和TOD时间信号驯服本地CPT铷钟，产生本地时间基准信号，通过主板模块为PTP监测模块提供基准信号；
电源模块用于为时钟基准模块、PTP监测模块、接收机模块、主板模块和监控模块提供纯净的直流电源；
PTP监测模块用于通过参数设置指令轮询设置PTP测量参数和网络参数，并使用时钟基准模块提供的时间基准对网络中各级PTP节点进行监测，获取各级PTP节点与时间基准之间的钟差，并将钟差信息通过主板模块传输至监控模块；
主板模块用于支撑固定多端口PTP时间监测装置内的各个模块，并为各模块之间的数据传输提供信号链路；
监控模块用于对时钟基准模块和PTP监测模块进行管理和控制，依据用户需求配置每次PTP监测的PTP测量参数和网络参数，将参数设置指令发送至PTP监测模块，并对PTP监测模块上报的钟差信息进行分析，得出统计结果。
2.根据权利要求1所述的一种单端口监测多端口PTP时间监测装置，其特征在于，PTP测量参数包括报文封装方式、延迟测量机制和时钟域，用于支持IEEE1588V2协议；网络参数包括本地IP、本地子网掩码、本地网关和被监测PTP节点的IP。
3.根据权利要求1所述的一种单端口监测多端口PTP时间监测装置，其特征在于，PTP监测模块设置PTP测量参数和网络参数后，通过主板模块向监控模块反馈参数设置结果；
监控模块接收到PTP监测模块反馈的参数设置成功结果后，开始接收本次PTP监测模块上报的钟差信息，并对钟差信息进行存储和分析；然后再依据下一节点的PTP特征设置PTP测量参数和网络参数，直至完成全部PTP节点的监测。
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2023
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