TWI830541B - 一種同步時鐘源之劣化判斷系統、方法及其電腦可讀媒介 - Google Patents

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TWI830541B
TWI830541B TW111148270A TW111148270A TWI830541B TW I830541 B TWI830541 B TW I830541B TW 111148270 A TW111148270 A TW 111148270A TW 111148270 A TW111148270 A TW 111148270A TW I830541 B TWI830541 B TW I830541B
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李泰源
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中華電信股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種同步時鐘源之劣化判斷系統、方法及其電腦可讀媒介，係藉由一劣化判斷模組依據下游設備所計算出之複數時間差值，以判斷是否發生同步時鐘源劣化之情況，且進一步依據複數時間差值所計算出之複數變化值及其至少一時間變化差值，以及向下游設備所取得之PTP同步告警及同步效能參數，藉此快速且準確地判斷出核心網路及衛星之同步時鐘源訊號中何者發生劣化。因此，本發明能快速且準確地預先避免同步時鐘源訊號所造成的時間同步障礙，以達到預警之效果。

Description

一種同步時鐘源之劣化判斷系統、方法及其電腦可讀媒介
本發明關於一種同步時鐘源之異常判斷技術，尤其指一種同步時鐘源之劣化判斷系統、方法及其電腦可讀媒介。
由於使用者對於網路頻寬與速度之需求與日俱增，且近年來國內外也大力推行行動網路(如5G網路)之建設，使得無線通訊技術蓬勃發展，而越高速的網路速度對於同步之要求則更為嚴格，使得同步訊號在通訊系統中佔有相當重要的地位。
於現有技術中，同步可以分成三種不同的類型，分別為頻率同步、相位同步以及時間同步。對此，在4G網路的先進長程演進計畫(LTE-Advanced)中帶來全新且非常嚴格的頻率及相位同步概念，而在5G網路中則更強調「時間同步」的要求。
換言之，在5G網路中，當同步時鐘源發生異常時或無法符合網路之需求時，將造成莫大的災難。例如：5G網路講求之低延遲技術將無法達成，因同步延遲而產生之錯誤，進而造成封包不斷地重新傳送，令網 路速率無法提升，故即便網路的頻寬再大，也無用武之地。由此可知，同步時鐘源之優劣就變得相當重要。
目前設備之同步時鐘源設定，大多利用預先設定之優先權順序，當第一優先參考之同步時鐘源發生異常時，則切換到次一優先之同步時鐘源，以此類推。由此可知，同步時鐘源的切換是依據預先設定之優先順序來處理，除非欲切換至之同步時鐘源已發生障礙，才會執行迴避動作，切換到下一個正常之同步時鐘源。然而，上述同步時鐘源的切換過程中，並無預先判斷同步時鐘源品質是否發生劣化，而是發生障礙後才進行同步時鐘源切換。
另一方面，也因同步時鐘源發生劣化時，整體服務網路仍可正常運行，且僅影響運作效能，而造成維護人員不易察覺同步時鐘源已發生異常。
因此，如何提出一同步時鐘源之劣化判斷技術，能快速地判斷出同步時鐘源發生劣化，進而避免後續同步時鐘源所造成的時間同步障礙，遂成為業界亟待解決的課題。
為解決前述習知的技術問題或提供相關之功效，本發明提供一種同步時鐘源之劣化判斷系統，係建立於一行動網路之核心網路中，且該行動網路包括通訊連接該核心網路之複數上游設備、分別通訊連接該複數上游設備之複數下游設備群組以及通訊連接該複數上游設備之複數衛星，其中，該同步時鐘源之劣化判斷系統包括：一接收模組，係接收該複數下 游設備群組之一者中之下游設備所傳送的當下時點之複數時間差值，其中，該下游設備依據該複數衛星之一者所提供的一同步時鐘源訊號，以分別與該核心網路所提供的複數個其他同步時鐘源訊號計算出該當下時點之複數時間差值；一劣化判斷模組，係通訊連結該接收模組，以接收來自該接收模組之該當下時點之複數時間差值，且判斷該當下時點之複數時間差值是否大於或等於一預警門檻值，以於該當下時點之複數時間差值中之至少一者大於或等於該預警門檻值時，再由該劣化判斷模組判斷來自該下游設備的下一時點之複數時間差值是否大於或等於該預警門檻值，其中，於該下一時點之複數時間差值中之至少一者大於或等於該預警門檻值時，由該劣化判斷模組判斷出發生同步時鐘源劣化，進而依據經由複數時間差值所計算出之複數變化值或至少一時間變化差值，判斷該同步時鐘源訊號及該其他同步時鐘源訊號何者發生同步時鐘源劣化；以及一通報模組，係通訊連結該劣化判斷模組，以於該劣化判斷模組判斷出該同步時鐘源訊號及該其他同步時鐘源訊號何者發生同步時鐘源劣化時，由該通報模組進行通報。
本發明復提供一種同步時鐘源之劣化判斷方法，係包括：由一接收模組接收複數下游設備群組之一者中之下游設備所傳送的當下時點之複數時間差值，其中，由該下游設備依據複數衛星之一者所提供的一同步時鐘源訊號，以分別與一核心網路所提供的複數個其他同步時鐘源訊號計算出該當下時點之複數時間差值；由一劣化判斷模組接收來自該接收模組之該當下時點之複數時間差值，以判斷該當下時點之複數時間差值是否大於或等於一預警門檻值；於該當下時點之複數時間差值中之至少一者大於或等於該預警門檻值時，由該劣化判斷模組判斷來自該下游設備的下一時 點之複數時間差值是否大於或等於該預警門檻值；於該下一時點之複數時間差值中之至少一者大於或等於該預警門檻值時，由該劣化判斷模組判斷出發生同步時鐘源劣化；由該劣化判斷模組依據經由複數時間差值所計算出之複數變化值或至少一時間變化差值，判斷該同步時鐘源訊號及該其他同步時鐘源訊號何者發生同步時鐘源劣化；以及於該劣化判斷模組判斷出該同步時鐘源訊號及該其他同步時鐘源訊號何者發生同步時鐘源劣化時，由一通報模組進行通報。
於前述實施例中，該複數變化值係為該劣化判斷模組依據上一時點之複數時間差值及該下一時點之複數時間差值所計算出的差值。
於前述實施例中，於該劣化判斷模組判斷該複數變化值其中至少一者小於0時，該劣化判斷模組確認或判斷該核心網路所提供的該其他同步時鐘源訊號發生劣化。
於前述實施例中，於該劣化判斷模組判斷該複數變化值皆小於或大於0時，該劣化判斷模組依據該複數變化值計算出該時間變化差值，再依據該時間變化差值判斷該同步時鐘源訊號或該其他同步時鐘源訊號是否發生劣化。
於前述實施例中，於該劣化判斷模組判斷該時間變化差值大於或等於一變化門檻值時，該劣化判斷模組確認或判斷該核心網路所提供的該其他同步時鐘源訊號發生劣化。
於前述實施例中，於該劣化判斷模組判斷該時間變化差值小於一變化門檻值時，該接收模組向該複數下游設備群組之一者中之複數下游設備取得其PTP同步告警，且於該劣化判斷模組判斷出於發生同步時鐘 源劣化後該複數下游設備皆產生有之PTP同步告警時，確認或判斷該複數衛星之一者所提供的該同步時鐘源訊號發生劣化。
於前述實施例中，於發生同步時鐘源劣化後該複數下游設備並未皆產生有其PTP同步告警時，該劣化判斷模組判斷該複數下游設備之同步效能參數或上行信號接收訊號強度指標是否符合協定門檻值，且於該複數下游設備之同步效能參數或上行信號接收訊號強度指標不符合該協定門檻值時，該劣化判斷模組確認或判斷該複數衛星之一者所提供的該同步時鐘源訊號發生劣化。
由上述可知，本發明之同步時鐘源劣化之判斷系統、方法及其電腦可讀媒介，係透過劣化判斷模組利用經由下游設備依據核心網路及衛星之同步時鐘源訊號所計算出之複數時間差值，以判斷是否發生同步時鐘源劣化之情況，且進一步依據透過該複數時間差值所計算之複數變化值及其至少一時間變化差值，以及向下游設備所取得之PTP同步告警及同步效能參數，藉此快速且準確地判斷出該核心網路及該衛星之同步時鐘源訊號中何者發生劣化，進而避免同步時鐘源訊號所造成的時間同步障礙，以達到預警之效果。
1:同步時鐘源之劣化判斷系統
11:接收模組
12:劣化判斷模組
13:通報模組
2:行動網路
20:核心網路
21:上游設備
22:下游設備群組
23:衛星
S31至S35:步驟
S41至S44:步驟
S51至S57:步驟
圖1係為本發明之同步時鐘源之劣化判斷系統之架構示意圖。
圖2係為本發明之行動網路之架構示意圖。
圖3係為本發明之同步時鐘源之劣化判斷方法之流程示意圖。
圖4係為本發明之同步時鐘源之劣化判斷方法之第一子方法之流程示意圖。
圖5係為本發明之同步時鐘源之劣化判斷方法之第二子方法之流程示意圖。
以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。
須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如「一」、「第一」、「第二」、「上」及「下」等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當視為本發明可實施之範疇。
圖1係為本發明之同步時鐘源之劣化判斷系統1之架構示意圖，且該同步時鐘源之劣化判斷系統1係包含：一接收模組11、一通訊(或電性)連接該接收模組11之劣化判斷模組12、以及一通訊(或電性)連接該劣化判斷模組12之通報模組13。
圖2係為本發明之行動網路2之架構示意圖，且該行動網路2係包括：一核心網路20、通訊(或電性)連接該核心網路20之複數上游設備21、分別通訊(或電性)連接該複數上游設備21之複數下游設備群組22、以及一通訊連接該複數上游設備21之衛星導航系統(Global Navigation Satellite System,GNSS)，其中，該複數上游設備21分別通訊連接該衛星導航系統(GNSS)中之複數衛星23。此外，本發明包括其他具有相同或相似功能之各種衛星。
於本實施例中，該核心網路20係包括複數網路設備(如路由器、交換器、橋接器、數據機等)、伺服器(如通用型伺服器、檔案型伺服器、儲存單元型伺服器等)及電腦等具有適當演算機制之電子設備中，且該同步時鐘源之劣化判斷系統1係建立該核心網路20之電子設備(如伺服器)中，其中，該同步時鐘源之劣化判斷系統1中之各個模組(如該接收模組11、該劣化判斷模組12及該通報模組13)均可為軟體、硬體或韌體；若為硬體，則可為具有資料處理與運算能力之處理單元、處理器、電腦或伺服器；若為軟體或韌體，則可包括處理單元、處理器、電腦或伺服器可執行之指令，且可安裝於同一硬體裝置或分布於不同的複數硬體裝置。
在一實施例中，該複數上游設備21可為接取網路設備(Network Element,NE)，以及該複數下游設備群組22分別包含複數下游設備，且該複數下游設備可為無線電存取網路(Radio Access Network,RAN)設備，如具有基頻模組(Baseband Unit,BBU)之基地台等。
圖3係為本發明之同步時鐘源之劣化判斷方法之流程示意圖，且一併參閱圖1及圖2說明之。
於步驟S31中，由複數上游設備21之一者接收來自複數衛星23之一者的一第一同步時鐘源訊號GNSS1，以及接收分別來自一核心網路20之一第二同步時鐘源訊號PTP2及一第三同步時鐘源訊號PTP3，且該複數上游設備21之一者透過單一路由將該第一同步時鐘源訊號GNSS1、該第二同步時鐘源訊號PTP2及該第三同步時鐘源訊號PTP3傳送至該複數下游設備群組22之一者，藉此使該複數下游設備群組22之一者依據該第一同步時鐘源訊號GNSS1、該第二同步時鐘源訊號PTP2及該第三同步時鐘源訊號PTP3進行時間同步。
在一實施例中，該核心網路20所提供之該第二同步時鐘源訊號PTP2及該第三同步時鐘源訊號PTP3係來自一銫原子鐘所提供之同步時鐘源訊號，或是來自該複數衛星23之其他者所提供之同步時鐘源訊號GNSS4,GNSS5，且於此不限。
在一實施例中，該複數下游設備群組22之一者依據預先設定的優先順序，以分別使用該第一同步時鐘源訊號GNSS1、該第二同步時鐘源訊號PTP2及該第三同步時鐘源訊號PTP3進行時間同步。
於步驟S32中，由該複數下游設備群組22之一者中之至少一(包含一個或複數個)下游設備接收來該第一同步時鐘源訊號GNSS1、該第二同步時鐘源訊號PTP2及該第三同步時鐘源訊號PTP3，且該下游設備依據該第一同步時鐘源訊號GNSS1、該第二同步時鐘源訊號PTP2及該第三同步時鐘源訊號PTP3計算一第一時間差值TD1(Time difference 1)及一第二時間差值TD2(Time difference 2)，並透過該複數上游設備21之一者將該第一時間差值TD1及該第二時間差值TD2回傳至該核心網路20。
在一實施例中，該第一時間差值TD1及該第二時間差值TD2係由該下游設備將該第一同步時鐘源訊號GNSS1作為基準，以利用該第二同步時鐘源訊號PTP2及該第三同步時鐘源訊號PTP3分別減去該第一同步時鐘源訊號GNSS1所計算之。例如，該第一時間差值TD1=該第二同步時鐘源訊號PTP2-該第一同步時鐘源訊號GNSS1，而該第二時間差值TD2=該第三同步時鐘源訊號PTP3-該第一同步時鐘源訊號GNSS1。
於步驟S33中，由位於該核心網路20中的一同步時鐘源之劣化判斷系統1中之接收模組11接收該第一時間差值TD1及該第二時間差值TD2，當該接收模組11未接收到來自該下游設備之精確時間協定(Precision Time Protocol,PTP)同步告警(以下簡稱PTP同步告警)，且一劣化判斷模組12判斷該第一時間差值TD1或該第二時間差值TD2至少一者大於或等於一預警門檻值TTCA時，該劣化判斷模組12判斷發生同步時鐘源訊號劣化，例如：同步時鐘源訊號飄移之情況。
在一實施例中，該預警門檻值TTCA係小於通訊協定(如ITU-T G.8271、ITU-T G.8272、ITU-T G.8273.2)中定義為發生同步時鐘源訊號飄移(亦即同步時鐘源訊號之時間不同步)之門檻值。例如：國際電信聯盟(International Telecommunication Union,ITU)之通訊協定中的門檻值係為1500ns，則該預警門檻值TTCA係小於1500ns，如1100ns，藉此作為預警依據，以進行後續劣化判斷。
於步驟S34中，由該劣化判斷模組12將該接收模組11接收到該第一時間差值TD1及該第二時間差值TD2之時點作為基準，以依據該接收模組11於下一時點所接收之第三時間差值TD3及第四時間差值TD4，及 依據該接收模組11於上一時點所接收之第五時間差值TD5及第六時間差值TD6，分別計算出該第一同步時鐘源訊號GNSS1與該第二同步時鐘源訊號PTP2之間的一第一變化值VAR1、以及該第一同步時鐘源訊號GNSS1與該第三同步時鐘源訊號PTP3之間的一第二變化值VAR2。
在一實施例中，該第三時間差值TD3及該第四時間差值TD4係定義為該接收模組11在接收到該第一時間差值TD1或該第二時間差值TD2之後的下一時點所接收之時間差值，且由該下游設備將下一時點的該第一同步時鐘源訊號GNSS1作為基準，以利用下一時點的該第二同步時鐘源訊號PTP2及該第三同步時鐘源訊號PTP3分別減去下一時點的該第一同步時鐘源訊號GNSS1所計算之。例如，該第三時間差值TD3=下一時點的該第二同步時鐘源訊號PTP2-下一時點的該第一同步時鐘源訊號GNSS1，而該第四時間差值TD4=下一時點的該第三同步時鐘源訊號PTP3-下一時點的該第一同步時鐘源訊號GNSS1。
在一實施例中，該第五時間差值TD5及該第六時間差值TD6係定義為該接收模組11在接收到該第一時間差值TD1或該第二時間差值TD2之前的上一時點所接收之時間差值，且由該下游設備將上一時點的該第一同步時鐘源訊號GNSS1作為基準，以利用上一時點的該第二同步時鐘源訊號PTP2及該第三同步時鐘源訊號PTP3分別減去上一時點的該第一同步時鐘源訊號GNSS1所計算之。例如，該第五時間差值TD5=上一時點的該第二同步時鐘源訊號PTP2-上一時點的該第一同步時鐘源訊號GNSS1，而該第六時間差值TD6=上一時點的該第三同步時鐘源訊號PTP3-上一時點的該第一同步時鐘源訊號GNSS1。
在一實施例中，該第一變化值VAR1=下一時點之該第三時間差值TD3-上一時點之該第五時間差值TD5，以及該第二變化值VAR2=下一時點之該第四時間差值TD4-上一時點之該第六時間差值TD6。
於步驟S35中，由該劣化判斷模組12判斷下一時點所接收之該第三時間差值TD3及該第四時間差值TD4是否皆小於該預警門檻值TTAC，其中，若該第三時間差值TD3及該第四時間差值TD4皆小於該預警門檻值TTCA，則該劣化判斷模組12判斷該第一同步時鐘源訊號GNSS1分別與該第二同步時鐘源訊號PTP2及該第三同步時鐘源訊號PTP3之間的短期異常已排除，亦即同步時鐘源已無劣化之情況；反之，若該第三時間差值TD3及該第四時間差值TD4其中一者或二者並非小於該預警門檻值TTCA，則執行後續第一子方法。
圖4係為本發明之同步時鐘源之劣化判斷方法之第一子方法之流程示意圖，且一併參閱圖1及圖3說明之。再者，該第一子方法接續上述步驟S35。
於步驟S41中，由一同步時鐘源之劣化判斷系統1中之劣化判斷模組12判斷一第一變化值VAR1及一第二變化值VAR2是否皆大於0，其中，若該第一變化值VAR1及該第二變化值VAR2其中至少一者小於0，則執行於步驟S42；反之，若該第一變化值VAR1及該第二變化值VAR2皆大於0，則執行於步驟S43。在一實施例中，該第一變化值VAR1及該第二變化值VAR2可為正數或負數。
於步驟S42中，由該劣化判斷模組12判斷該第一變化值VAR1及該第二變化值VAR2是否皆小於0，其中，若該第一變化值VAR1及 該第二變化值VAR2皆小於0，則執行於步驟S43；反之，若該第一變化值VAR1及該第二變化值VAR2其中一者小於0，則該劣化判斷模組12判斷出一第二同步時鐘源訊號PTP2或一第三同步時鐘源訊號PTP3發生劣化，而造成同步時鐘源訊號異常，且由一通報模組13通知電信業者之維護人員。
於步驟S43中，由該劣化判斷模組12將該第一變化值VAR1及該第二變化值VAR2相減後，以得到該第一變化值VAR1及該第二變化值VAR2之間的一時間變化差值DIFF。
於步驟S44中，由該劣化判斷模組12比對取絕對值後的該時間變化差值DIFF是否大於或等於一變化門檻值，其中，若取絕對值後的該時間變化差值DIFF大於或等於該變化門檻值，則該劣化判斷模組12判斷出該第二同步時鐘源訊號PTP2及該第三同步時鐘源訊號PTP3發生劣化，而造成同步時鐘源訊號異常，且由該通報模組13通知電信業者之維護人員；反之，若取絕對值後的該時間變化差值DIFF小於該變化門檻值，則執行後續第二子方法。
於另一實施例中，當僅有該第一同步時鐘源訊號GNSS1及該第二同步時鐘源訊號PTP2之二個訊號源提供給該複數下游設備群組22之一者時，若該第一同步時鐘源訊號GNSS1及該第二同步時鐘源訊號PTP2之該第三時間差值TD3大於或等於該預警門檻值TTCA，則該劣化判斷模組12無須執行上述步驟S41至步驟S44之流程，而直接執行後續第二子方法。
圖5係為本發明之同步時鐘源之劣化判斷方法之第二子方法之流程示意圖，且一併參閱圖1及圖4說明之。再者，該第二子方法接續上述步驟S44。
於步驟S51中，由一同步時鐘源劣化之判斷系統1中之接收模組11透過複數上游設備21之一者，以取得複數下游設備群組22之一者中的複數下游設備之精確時間協定(Precision Time Protocol,PTP)同步告警(以下簡稱PTP同步告警)。
在一實施例中，該PTP同步告警係包含SyncPTPTime-AvailabilityFault、SyncPTPTimeReliabilityFault、SyncPTPTimeReachab-ilityFault、SyncPTPTimePDVProblem等。須說明之，當該下游設備(如基地台)能正常運作時，即便該下游設備已經產生該PTP同步告警亦不會將告警回傳至核心網路，進而向電信業者之維護人員通知網路發生劣化。除非該下游設備已無法正常運作，才會主動回報PTP同步告警。
於步驟S52中，由該劣化判斷模組12判斷於發生同步時鐘源劣化後，該複數下游設備群組22之一者中的複數下游設備是否皆產生有該PTP同步告警，其中，若該複數下游設備群組22之一者中的複數下游設備皆產生有該PTP同步告警，則該劣化判斷模組12判斷出該第一同步時鐘源訊號GNSS1發生劣化，而造成同步時鐘源訊號異常，且由一通報模組13通知電信業者之維護人員；反之，若該複數下游設備群組22之一者中的複數下游設備並非皆產生有該PTP同步告警，則執行步驟S53。
於步驟S53中，由該接收模組11向該複數下游設備取得其同步效能參數，且由該劣化判斷模組12判斷該複數下游設備之同步效能參數中之最大時間間隔誤差(Maximum Time Interval Error,MTIE)是否皆大於或等於一第一協定門檻值，其中，若該複數下游設備之最大時間間隔誤差皆大於或等於該第一協定門檻值，則該劣化判斷模組12判斷出該第一同步 時鐘源訊號GNSS1發生劣化，而造成同步時鐘源訊號異常，且由該通報模組13通知電信業者之維護人員；反之，若該複數下游設備之第一時間參數並非皆大於或等於該第一協定門檻值，則執行步驟S54。
於步驟S54中，由該劣化判斷模組12判斷該複數下游設備中未產生該PTP同步告警者之同步效能參數中之最大時間誤差(ptpOffset-FromMasterMax)是否皆大於或等於一第二協定門檻值，其中，若該複數下游設備中未產生該PTP同步告警者之最大時間誤差皆大於或等於該第二協定門檻值，則該劣化判斷模組12判斷出該第一同步時鐘源訊號GNSS1發生劣化，而造成同步時鐘源訊號異常，且由該通報模組13通知電信業者之維護人員；反之，該複數下游設備中未產生該PTP同步告警者之最大時間誤差並非皆大於或等於該第二協定門檻值，則執行步驟S55。
於步驟S55中，由該劣化判斷模組12判斷該複數下游設備中未產生該PTP同步告警者之同步效能參數中之平均時間誤差(ptpOffset-FromMasterAvg)是否皆大於或等於一第三協定門檻值，其中，若該複數下游設備中未產生該PTP同步告警者之平均時間誤差皆大於或等於該第三協定門檻值，則該劣化判斷模組12判斷出該第一同步時鐘源訊號GNSS1發生劣化，而造成同步時鐘源訊號異常，且由該通報模組13通知電信業者之維護人員；反之，若該複數下游設備中未產生該PTP同步告警者之平均時間誤差並非皆大於或等於該第三協定門檻值，則執行步驟S56。
於步驟S56中，由該接收模組11向該複數下游設備取得於一段期間中之各時間區間的上行信號接收訊號強度指標(Received Signal Strength Indication,RSSI)，其中，RSSI是由下游設備自行取得之效能數值，以供參考及/或交互判斷。
於步驟S57中，由該劣化判斷模組12判斷該複數下游設備於該期間中之各時間區間的上行信號接收訊號強度指標之最大值是否皆大於或等於一第四協定門檻值，其中，若該複數下游設備於該期間中之各時間區間的上行信號接收訊號強度指標之最大值皆大於或等於該第四協定門檻值，則該劣化判斷模組12判斷出該第一同步時鐘源訊號GNSS1發生劣化，而造成同步時鐘源訊號異常，且由該通報模組13通知電信業者之維護人員；反之，若該複數下游設備於該期間中之各時間區間的上行信號接收訊號強度指標之最大值並非皆大於或等於該第四協定門檻值，則回到上述步驟S31，以重新進行下一輪的同步時鐘源劣化判斷。
在一實施例中，該第一協定門檻值、該第二協定門檻、該第三協定門檻及該第四協定門檻係依據國際電信聯盟(ITU)之通訊協定所訂定之。
此外，本發明還揭示一種電腦可讀媒介，係應用於具有處理器(例如，CPU、GPU等)及/或記憶體的計算裝置或電腦中，且儲存有指令，並可利用此計算裝置或電腦透過處理器及/或記憶體執行此電腦可讀媒介，以於執行此電腦可讀媒介時執行上述之方法及各步驟。
下列係為本發明之同步時鐘源之劣化判斷系統1之第一實施例，且一併參閱圖1至圖3說明之。另外，此實施例與上述說明相同處，不再贅述。
於本實施例中，一複數基地台(即下游設備群組22)透過一接取網路設備(即上游設備21)接收來自一衛星23的第一同步時鐘源訊號GNSS1，以及接收分別來自一核心網路20之第二同步時鐘源訊號PTP2及第三同步時鐘源訊號PTP3，其中，於發生時間同步障礙前，該複數基地台中之一者(以下簡稱該基地台)依據預先設定的優先順序，先利用該第一同步時鐘源訊號GNSS1進行時間同步。
再者，該基地台週期性地(如每15分鐘)依據該第一同步時鐘源訊號GNSS1、該第二同步時鐘源訊號PTP2及該第三同步時鐘源訊號PTP3計算時間差值(如第一時間差值TD1及第二時間差值TD2)，並回傳至位於核心網路20中之同步時鐘源之劣化判斷系統1。
當該同步時鐘源之劣化判斷系統1中之接收模組11未接收到來自該基地台之PTP同步告警(亦即該基地台未發生網路障礙)，且該同步時鐘源之劣化判斷系統1中之劣化判斷模組12判斷出該第一時間差值TD1(如1250ns)或該第二時間差值TD2(如1120ns)大於一預警門檻值TTCA(如1100ns)時，亦即表示發生同步時鐘源訊號劣化，而產生同步時鐘源訊號飄移之情況。
對此，先由該劣化判斷模組12依據該接收模組11於下一時點(即經過15分鐘後)所計算之第三時間差值TD3及第四時間差值TD4，以及依據該接收模組11於上一時點(即在15分鐘前)所計算之第五時間差值TD5及第六時間差值TD6，計算出該第一同步時鐘源訊號GNSS1分別與該第二同步時鐘源訊號PTP2及該第三同步時鐘源訊號PTP3之間的第一變化值VAR1及第二變化值VAR2。
此時，若該第三時間差值TD3及該第四時間差值TD4小於該預警門檻值TTCA(如1100ns)，則表示該第一同步時鐘源訊號GNSS1分別與該第二同步時鐘源訊號PTP2及該第三同步時鐘源訊號PTP3之間的短期異常已排除，亦即同步時鐘源已無劣化之情況。
下列係為本發明之同步時鐘源之劣化判斷系統1之第二實施例，且一併參閱圖1至圖4說明之。另外，此實施例與上述說明相同處，不再贅述。
於本實施例中，當該第三時間差值TD3及該第四時間差值TD4大於該預警門檻值TTCA(如1100ns)時，若該劣化判斷模組12判斷出該第一變化值VAR1(如56ns)及該第二變化值VAR2(如-72ns)皆大於0，則該劣化判斷模組12進一步計算該第一變化值VAR1(如56ns)及該第二變化值VAR2(如72ns)之間的一時間變化差值DIFF(如128ns=56-(-72))。
之後，該劣化判斷模組12將該時間變化差值DIFF(如128ns)比對一變化門檻值(如80ns)，該劣化判斷模組12判斷出該時間變化差值DIFF(如128ns)大於該變化門檻值(如80ns)，亦即表示來自該核心網路20之該第二同步時鐘源訊號PTP2及該第三同步時鐘源訊號PTP3發生劣化，而造成同步時鐘源訊號異常，且由一通報模組13通知電信業者之維護人員。
下列係為本發明之同步時鐘源之劣化判斷系統1之第三實施例，且一併參閱圖1至圖5說明之。另外，此實施例與上述說明相同處，不再贅述。
於本實施例中，當該劣化判斷模組12判斷出該時間變化差值DIFF小於該變化門檻值(如80ns)時，該接收模組11向該複數基地台取得其 PTP同步告警，由該劣化判斷模組12判斷於發生同步時鐘源劣化後，該複數基地台是否均有產生PTP同步告警。
當該複數基地台並非均產生PTP同步告警時，由該接收模組11向該複數基地台取得其同步效能參數，以供該劣化判斷模組12依序判斷該複數基地台之同步效能參數中之最大時間間隔誤差(MTIE)是否皆大於或等於一第一協定門檻值(如140ns)、該複數基地台中未產生該PTP同步告警者之同步效能參數中之最大時間誤差(ptpOffsetFromMasterMax)是否皆大於或等於一第二協定門檻值(如200ns)、該複數基地台中未產生該PTP同步告警者之同步效能參數中之平均時間誤差(ptpOffsetFromMasterAvg)是否皆大於或等於一第三協定門檻值(如150ns)，且當該劣化判斷模組12判斷上述任一條件達成時，由該劣化判斷模組12確認或判斷該第一同步時鐘源訊號GNSS1發生劣化，而造成同步時鐘源訊號異常，再由該通報模組13通知電信業者之維護人員。
於另一實施例中，當該劣化判斷模組12判斷未達成上述任一條件時，由該接收模組11向該複數基地台取得於一段期間中(如7天)之各時間區間(如各天)的上行信號接收訊號強度指標(RSSI)，其中，若該複數基地台於該期間中之各時間區間的上行信號接收訊號強度指標(RSSI)之最大值多數大於或等於該第四協定門檻值(-100dBm)，則該劣化判斷模組12判斷出該第一同步時鐘源訊號GNSS1發生劣化，而造成同步時鐘源訊號異常，且由該通報模組13通知電信業者之維護人員。例如：在7天中有4天的上行信號接收訊號強度指標之最大值大於該第四協定門檻值(-100dBm)，代表該第一同步時鐘源訊號GNSS1發生劣化，而造成同步時鐘源訊號飄移之情況。
綜上所述，本發明之同步時鐘源之劣化判斷系統、方法及其電腦可讀媒介，係藉由劣化判斷模組利用經由下游設備(如基地台)依據核心網路及衛星之同步時鐘源訊號所計算出之複數時間差值，以判斷是否發生同步時鐘源劣化之情況，且進一步依據透過該複數時間差值所計算之複數變化值及其至少一時間變化差值，以及向下游設備所取得之PTP同步告警及同步效能參數，藉此快速且準確地判斷出該核心網路及該衛星之同步時鐘源訊號中何者發生劣化，進而避免同步時鐘源訊號所造成的時間同步障礙，以達到預警之效果。
此外，本發明之同步時鐘源之劣化判斷系統、方法及其電腦可讀媒介，係具備下列優點或技術功效：
1.本發明無須額外建置硬體，藉由軟體資料收集並判斷相關資訊，進而達成廣泛區域之同步時鐘源的監視功能，以大幅節省人力及物力之成本。
2.本發明能自動化地資訊收集，可呈現長期之同步時鐘源狀態，避免短期量測所產生的盲點。
3.於現有技術中，目前難以察覺因電子老化、GPS欺騙等異常，而造成的同步時鐘源劣化之情況，且往往需要等到網路發生異常時才發覺。惟，本發明可準確地偵測同步時鐘源緩步偏移之情況，藉此減少因設備異常所造成的同步時鐘源劣化所造成之影響。
4.本發明收集網路設備之PTP同步告警(或事件)，配合同步路由資訊，將原本各個單點PTP同步告警(或事件)歸納成群組事件，進而主 動檢視其接收之同步時鐘源，簡化所需判斷之事件類型與種類，加速劣化或障礙之查測速度，降低維運複雜度。
上述實施形態僅例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施形態進行修飾與改變。因此，本發明之權利保護範圍應如申請專利範圍所列。
1:同步時鐘源之劣化判斷系統
11:接收模組
12:劣化判斷模組
13:通報模組

Claims (15)

  1. 一種同步時鐘源之劣化判斷系統，係建立於一行動網路之核心網路中，且該行動網路包括通訊連接該核心網路之複數上游設備、分別通訊連接該複數上游設備之複數下游設備群組以及通訊連接該複數上游設備之複數衛星，其中，該同步時鐘源之劣化判斷系統包括：
    一接收模組，係接收該複數下游設備群組之一者中之下游設備所傳送的當下時點之複數時間差值，其中，該下游設備依據該複數衛星之一者所提供的一同步時鐘源訊號，以分別與該核心網路所提供的其他同步時鐘源訊號計算出該當下時點之複數時間差值；
    一劣化判斷模組，係通訊連結該接收模組，以接收來自該接收模組之該當下時點之複數時間差值，且判斷該當下時點之複數時間差值是否大於或等於一預警門檻值，以於該當下時點之複數時間差值中之至少一者大於或等於該預警門檻值時，再由該劣化判斷模組判斷來自該下游設備的下一時點之複數時間差值是否大於或等於該預警門檻值，其中，於該下一時點之複數時間差值中之至少一者大於或等於該預警門檻值時，由該劣化判斷模組判斷出發生同步時鐘源劣化，進而依據經由複數時間差值所計算出之複數變化值或至少一時間變化差值，判斷該同步時鐘源訊號及該其他同步時鐘源訊號何者發生同步時鐘源劣化；以及
    一通報模組，係通訊連結該劣化判斷模組，以於該劣化判斷模組判斷出該同步時鐘源訊號及該其他同步時鐘源訊號何者發生同步時鐘源劣化時，由該通報模組進行通報。
  2. 如請求項1所述之同步時鐘源之劣化判斷系統，其中，該複數變化值係為該劣化判斷模組依據上一時點之複數時間差值及該下一時點之複數時間差值所計算出的差值。
  3. 如請求項1所述之同步時鐘源之劣化判斷系統，其中，於該劣化判斷模組判斷該複數變化值其中至少一者小於0時，該劣化判斷模組判斷該核心網路所提供的該其他同步時鐘源訊號發生劣化。
  4. 如請求項1所述之同步時鐘源之劣化判斷系統，其中，於該劣化判斷模組判斷該複數變化值皆小於或大於0時，該劣化判斷模組依據該複數變化值計算出該時間變化差值，再依據該時間變化差值判斷該同步時鐘源訊號或該其他同步時鐘源訊號是否發生劣化。
  5. 如請求項1所述之同步時鐘源之劣化判斷系統，其中，於該劣化判斷模組判斷該時間變化差值大於或等於一變化門檻值時，該劣化判斷模組判斷該核心網路所提供的該其他同步時鐘源訊號發生劣化。
  6. 如請求項1所述之同步時鐘源之劣化判斷系統，其中，於該劣化判斷模組判斷該時間變化差值小於一變化門檻值時，該接收模組向該複數下游設備群組之一者中之複數下游設備取得其PTP同步告警，且於該劣化判斷模組判斷出於發生同步時鐘源劣化後該複數下游設備皆產生有之PTP同步告警時，判斷該複數衛星之一者所提供的該同步時鐘源訊號發生劣化。
  7. 如請求項6所述之同步時鐘源之劣化判斷系統，其中，於發生同步時鐘源劣化後該複數下游設備並未皆產生有其PTP同步告警時，該劣化判斷模組判斷該複數下游設備之同步效能參數或上行信號接收訊號強度 指標是否符合協定門檻值，且於該複數下游設備之同步效能參數或上行信號接收訊號強度指標不符合該協定門檻值時，該劣化判斷模組判斷該複數衛星之一者所提供的該同步時鐘源訊號發生劣化。
  8. 一種同步時鐘源之劣化判斷方法，係包括：
    由一接收模組接收複數下游設備群組之一者中之下游設備所傳送的當下時點之複數時間差值，其中，由該下游設備依據複數衛星之一者所提供的一同步時鐘源訊號，以分別與一核心網路所提供的其他同步時鐘源訊號計算出該當下時點之複數時間差值；
    由一劣化判斷模組接收來自該接收模組之該當下時點之複數時間差值，以判斷該當下時點之複數時間差值是否大於或等於一預警門檻值；
    於該當下時點之複數時間差值中之至少一者大於或等於該預警門檻值時，由該劣化判斷模組判斷來自該下游設備的下一時點之複數時間差值是否大於或等於該預警門檻值；
    於該下一時點之複數時間差值中之至少一者亦大於或等於該預警門檻值時，由該劣化判斷模組判斷出發生同步時鐘源劣化；
    由該劣化判斷模組依據經由複數時間差值所計算出之複數變化值或至少一時間變化差值，判斷該同步時鐘源訊號及該其他同步時鐘源訊號何者發生同步時鐘源劣化；以及
    於該劣化判斷模組判斷出該同步時鐘源訊號及該其他同步時鐘源訊號何者發生同步時鐘源劣化時，由一通報模組進行通報。
  9. 如請求項8所述之同步時鐘源之劣化判斷方法，更包括由該劣化判斷模組依據上一時點之複數時間差值及該下一時點之複數時間差值計算出該複數變化值。
  10. 如請求項8所述之同步時鐘源之劣化判斷方法，更包括於該劣化判斷模組判斷該複數變化值其中至少一者小於0時，由該劣化判斷模組判斷該核心網路所提供的該其他同步時鐘源訊號發生劣化。
  11. 如請求項8所述之同步時鐘源之劣化判斷方法，更包括於該劣化判斷模組判斷該複數變化值皆小於或大於0時，由該劣化判斷模組依據該複數變化值計算出該時間變化差值，再依據該時間變化差值判斷該同步時鐘源訊號或該其他同步時鐘源訊號是否發生劣化。
  12. 如請求項8所述之同步時鐘源之劣化判斷方法，更包括於該劣化判斷模組判斷該時間變化差值大於或等於一變化門檻值時，由該劣化判斷模組判斷該核心網路所提供的該其他同步時鐘源訊號發生劣化。
  13. 如請求項8所述之同步時鐘源之劣化判斷方法，更包括於該劣化判斷模組判斷該時間變化差值小於一變化門檻值時，該接收模組向該複數下游設備群組之一者中之複數下游設備取得其PTP同步告警，且於該劣化判斷模組判斷出於發生同步時鐘源劣化後該複數下游設備皆產生有之PTP同步告警時，判斷該複數衛星之一者所提供的該同步時鐘源訊號發生劣化。
  14. 如請求項13所述之同步時鐘源之劣化判斷方法，更包括於發生同步時鐘源劣化後該複數下游設備並未皆產生有其PTP同步告警時，該劣化判斷模組判斷該複數下游設備之同步效能參數或上行信號接收訊號 強度指標是否符合協定門檻值，且於該複數下游設備之同步效能參數或上行信號接收訊號強度指標不符合該協定門檻值時，該劣化判斷模組判斷該複數衛星之一者所提供的該同步時鐘源訊號發生劣化。
  15. 一種電腦可讀媒介，應用於計算裝置或電腦中，係儲存有指令，以執行如請求項8至14之任一者所述之同步時鐘源之劣化判斷方法。
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