CN102237996B - 一种同步时钟的方法和时钟同步装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种同步时钟的方法和时钟同步装置,其中方法包括步骤:检测待同步设备的所有PTP端口的状态,据此确定所述各个PTP端口的角色;如果在所述各个PTP端口中存在从端口,则待同步设备只进行与其他设备的PTP时钟同步处理。一种时钟同步装置,包括GPS模块和PTP模块,还包括冲突检测模块,所述冲突检测模块与PTP模块和GPS模块连接,用于设备同时存在PTP报文收发与GPS报文收发时,检测设备的所有PTP端口的端口角色,如果存在从端口,则通知PTP模块进行与其他设备的PTP时钟同步处理。本发明通过设置冲突检测机制,解决了设备上同时存在GPS协议报文和PTP协议报文情况时的时间同步处理问题,实现了全网的时间同步。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域,具体涉及一种同步时钟的方法和时钟同步装置。
背景技术
以太网是目前使用最广泛的网络,随着网络的发展,其组网形态、业务类型和使用场合等均已发生深刻的变化,以太网在走向网络融合的过程中,对时钟同步也提出了越来越高的需求。
其中TD-SCDMA移动网路中,基站之间不仅要求频率同步,而且要求实现严格的时间同步,目前网络中通过GPS(Global Position System)来完成此要求,成本较高;后续需要实现在分组传送网中用PTN设备来承载TD-SCDMA RAN业务的传送,并能够支持时间的同步传送。以太网时钟同步技术作为一种GPS的替代方案,可以在不过分依赖GPS的情况下,实现基站之间的精确时间同步。且时间精度可以达到亚微秒的数量等级。目前业界使用最多的时间同步技术是IEEE1588(精确时钟同步协议)。
IEEE1588的基本功能是使分布式网络内的最精确时钟与其他时钟保持同步,它定义了一种精确时间协议PTP(Precision Time Protocol),用于对标准以太网或其他采用多播技术的分布式总线***中的传感器、执行器以及其他终端设备中的时钟进行亚微秒级同步,1588协议通过四种报文完成时间对齐和延时补偿,这四种报文分别为:SYNC报文,FOLLOW_UP报文,DELAY_REQ报文和DELAY_RESP报文,设备通过这4种报文的交互完成PTP端口角色及设备的时钟类型的设定,PTP的端口角色主要包括master端口、slave端口及passive端口,master端口所在的设备为master主时钟,slave端口所在的设备为slave从时钟。主时钟和从时钟是一个相对的概念。如果时钟端口处于slave状态,则通过master时钟获取时间;如果端口处于master状态,则自主运行本地时钟,或者同步GPS等外部时钟;如果时钟端口处于passive状态,则不同步主时钟,也不往外发任何PTP协议报文。如果主时钟在组网内的PTP优先级最高,则为祖父时钟GM(Grandmaster Clock)。祖父时钟决定整个***的参考时钟。一般在时间同步的应用组网环境,参考时钟为外接GPS时钟源。
在通信网络中,为了提高网络的稳定性,通常在组网时采用双归网络拓扑,通过对链路提供保护,来实现设备的高可靠连接。
如图1所示,图1为典型时间同步组网拓扑,通常采用双归GPS(GlobalPosition System,全球定位***)接入的组网,同时采用备份祖父时钟(Grandmaster Clock)的组网方案,来实现在GM链接断链后的GM的稳定切换。此种组网方案的采用保证了GM的平滑切换,保证了时间同步业务的稳定运行。
通过对上述组网进行优化,同时为了说明方便将图1的网络拓扑简化,考虑采用备份GM的线形组网拓扑图如图2所示。其中A设备为GM,B设备为备份GM,GM和备份GM均进行了GPS的接入,C设备为从时钟。当A和B直连的链路断链时,由于GPS性能优于PTP,因此,B设备会立即获取到GPS时间,同时通过PTP协议的计算,选举为新的GM,完成与下面从时钟的时间同步。但是当A和B的链接恢复,由于A的PTP优先级高于B,因此,A会优选为GM,但由于此时B设备本身也有GPS时间脉冲的处理,虽然获取到A过来的PTP报文,也不能实现与A的时间同步,导致C也不能实现与GM的时间同步。
发明内容
本发明的目的是提供一种同步时钟的方法和时钟同步装置,解决了GPS和PTP冲突的问题,实现了全网的PTP时间同步。
为实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:一种同步时钟的方法,包括步骤:
检测待同步设备的所有PTP端口的状态,据此确定所述各个PTP端口的角色;
如果在所述各个PTP端口中存在从端口,则待同步设备只进行与其他设备的PTP时钟同步处理。
优选的,所述的方法,还包括步骤:
如果PTP端口均为主端口,则接收GPS报文,实现设备与GPS时钟源的同步及GPS时间的获取,然后进行设备间PTP的同步处理。
优选的,如果在所述各个PTP端口中存在从端口,则接收GPS报文并做丢弃处理。
优选的,如果在所述各个PTP端口中存在从端口,则待同步设备进行主时钟和从时钟的PTP时钟同步处理。
一种时钟同步装置,包括GPS模块和PTP模块,还包括冲突检测模块,所述冲突检测模块与PTP模块和GPS模块连接,用于设备同时存在PTP报文收发与GPS报文收发时,检测设备的所有PTP端口的端口角色,如果存在从端口,则通知PTP模块进行与其他设备的PTP时钟同步处理。
优选的,所述冲突检测模块还用于,如果PTP端口均为主端口,则通知GPS模块进行正常的GPS报文接收处理。
优选的,所述冲突检测模块还用于,如果在所述各个PTP端口中存在从端口,则冲突检测模块还发送检测报文给GPS模块,通知丢弃GPS报文。
优选的,所述PTP模块进行与其他设备的PTP时钟同步处理为主时钟和从时钟的PTP时钟同步处理。
与现有技术相比,本发明通过设置冲突检测机制,在GPS双归组网接入时,检测待同步设备的所有PTP端口的状态,据此确定所述各个PTP端口的角色;如果存在从端口,则待同步设备只进行与其他设备的PTP时钟同步处理,解决了设备上同时存在GPS协议报文和PTP协议报文情况时的时间同步处理问题,实现了全网时间同步。
附图说明
图1为典型时间同步组网拓扑;
图2为采用备份GM的线形组网拓扑图;
图3为本发明实施例提供的一种同步时钟的方法流程图;
图4为本发明实施例提供的一种时钟同步装置框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
请参阅图3所示,如图3本发明给出了设备上存在GPS与PTP冲突时的详细实施流程处理。包括以下步骤:
步骤301:按照组网需要对组网中的节点,进行PTP相关配置;
步骤302:根据PTP端口状态选择算法计算端口状态为master、slave还是passive端口;
步骤303:进行GPS时钟源的接入及配置;
步骤304:检测设备上存在GPS接入的同时,是否也存在PTP的Slave端口,如果是,则转到步骤305,如果否,则转到步骤306;
步骤305:对收到的GPS报文作丢弃处理;
步骤306:接收GPS报文;
步骤307:对接收到的GPS报文进行处理,实现设备与GPS时钟源的同步及GPS时间的获取;
步骤308:进行设备间PTP的同步处理,实现拓扑组网内所有设备的时间同步。
下面通过具体实例,结合备份GM的线形组网图2,对加了本实施例提出的冲突检测处理后的PTP同步过程作以说明。
对图2的备份GM的线形组网拓扑,A和B设备均进行了GPS的接入,同时,配置A设备的PTP优先级高于B,B高于C,因此,A设备被选为组网中的主时钟GM,B设备为A断链后的主时钟,因此,B设备作为组网拓扑中的备用主时钟GM。由于A和B都接入了GPS,因此,在A和B间链路断链又恢复时,A重新被选为主时钟,B由主时钟GM切换回从时钟,而B同时存在外接GPS,导致出现PTP与GPS的冲突,B不能完成与A的时间同步。在加入了冲突检测机制后,此问题便可解决,详细过程如下:
在初始组网A计算为GM,而B和C均为从时钟,实现与A的同步。
在A与B的链路断开后,组网中的A设备依然为GM,并接收GPS,锁定GPS外接时钟源,但由于单独的一台设备,已经没有时间同步的意义;组网中的B设备被选为新组网的祖父时钟GM,经过冲突检测处理后,B设备对收到的GPS报文进行接收处理,完成对GPS外接时钟源的锁频,获取GPS时间,并实现主时钟与从时钟间的时间同步。
在A与B间的链路恢复后,由于A设备的PTP优先级高于B,因此,A设备被重新选举为GM,B设备上与A直连的PTP端口被计算为slave,被重新计算为从时钟,需要实现与A的PTP时间同步,同时,B设备存在外接GPS接入,通过采用本发明提出的冲突检测机制,在GPS接入与PTP的Slave端口同时存在时,丢弃GPS报文,对外接的GPS不作处理,B设备只进行组网中的PTP时间同步处理,而A设备由于为GM,因此,GPS与PTP不冲突,外接GPS做正常的接收处理,锁定外接GPS时钟源,实现全网的PTP时间同步。
根据上述方法,请参阅图4所示,本发明实施例还公开了一种时钟同步装置,包括GPS模块401、PTP模块402和冲突检测模块403,其中:
GPS模块401,用于设备同步外接GPS时钟源,并获取GPS时间。
PTP模块402,用于全网设备的时间同步。
冲突检测模块403,与PTP模块和GPS模块连接,用于设备同时存在PTP报文收发与GPS报文收发时,检测设备的所有PTP端口的端口角色,如果存在从端口,则发送检测报文给GPS模块,通知丢弃GPS报文。
具体地,在设备上同时存在GPS接入与PTP配置时,通过检测设备的PTP端口角色,如果设备上的PTP端口均为Master,则设备为组网中的主时钟GM,因此,允许GPS接入,并采用GPS时钟源作为SSM的外接时钟源,同时进行主时钟与从时钟的PTP时间同步处理。如果检测到设备上的PTP端口角色存在slave端口,则说明设备为组网中的从时钟,则设备对接收到的GPS报文做丢弃处理,只进行与主时钟及与其他从时钟的PTP同步处理。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种同步时钟的方法,其特征在于,包括步骤:
祖父时钟和备用祖父时钟都接入GPS时钟源,且祖父时钟的PTP优先级要高于备用祖父时钟;
在祖父时钟和备用祖父时钟间链路断链又恢复时,对于同时存在PTP报文收发与GPS报文收发的设备,检测该设备的所有PTP端口的状态,据此确定各个PTP端口的角色;
如果所述设备的各个PTP端口中存在从端口,则所述设备只进行与其他设备的PTP时钟同步处理。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括步骤:
如果所述设备的PTP端口均为主端口,则接收GPS报文,实现设备与GPS时钟源的同步及GPS时间的获取,然后进行设备间PTP的同步处理。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,如果所述设备的各个PTP端口中存在从端口,则接收GPS报文并做丢弃处理。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,如果所述设备的各个PTP端口中存在从端口,则所述设备进行主时钟和从时钟的PTP时钟同步处理。
5.一种时钟同步装置,包括GPS模块和PTP模块,其特征在于,还包括冲突检测模块,所述冲突检测模块与PTP模块和GPS模块连接,用于在祖父时钟和备用祖父时钟间链路断链又恢复时,对于同时存在PTP报文收发与GPS报文收发的设备,检测该设备的所有PTP端口的端口角色,如果所述设备的PTP端口中存在从端口,则通知PTP模块只进行与其他设备的PTP时钟同步处理;所述祖父时钟和备用祖父时钟都接入GPS时钟源,且祖父时钟的PTP优先级要高于备用祖父时钟。
6.根据权利要求5所述的时钟同步装置,其特征在于,所述冲突检测模块还用于,如果所述设备的PTP端口均为主端口,则通知GPS模块进行正常的GPS报文接收处理。
7.根据权利要求5所述的时钟同步装置,其特征在于,所述冲突检测模块还用于,如果所述设备的各个PTP端口中存在从端口,则发送检测报文给GPS模块,通知丢弃GPS报文。
8.根据权利要求5所述的时钟同步装置,其特征在于,所述PTP模块只进行与其他设备的PTP时钟同步处理为主时钟和从时钟的PTP时钟同步处理。
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