CN102263630B - 一种时钟源的选择方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种时钟源的选择方法，应用于精确时钟同步协议网络，所述精确时钟同步协议网络中包括主时钟源和备选时钟源，该方法包括：实时检测各个时钟链路，在产生告警时，根据告警类型选择新的主时钟源。本发明针对影响长期时钟精度的告警进行主时钟源重选处理，对链路失效告警采用直接重新选择主时钟源的方式，对链路劣化告警采用通过降低时钟质量来影响BMC选择的方式来重新选择主时钟源，优化了现有时钟源的选择方法，有效降低了链路失效/链路劣化对时钟精度的影响。

Description

一种时钟源的选择方法
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种实现时钟源的选择方法。
背景技术
PTP(Precision Time Protocol，精确时间协议)是一种时间同步的协议，其本身只是用于设备之间的高精度时间同步，但也可被借用于设备之间的频率同步。相比现有的各种时间同步机制，PTP具备能够满足更高精度的时间同步要求、具备更低的建设和维护成本等优势。
通常，将应用了PTP协议的网络称为PTP域，PTP域内有且只有一个同步时钟，域内的所有设备都与该时钟保持同步。
设备上运行了PTP协议的端口称为PTP端口，PTP端口的角色主要可分为以下三种：
主端口(Master Port)：发布同步时间的端口，可存在于BC或OC上。
从端口(Slave Port)：接收同步时间的端口，可存在于BC或OC上。
被动端口(Passive Port)：既不接收同步时间、也不对外发布同步时间的端口，只存在于BC上。
PTP域中的节点称为时钟节点，PTP协议定义了以下三种类型的基本时钟节点：
OC(Ordinary Clock，普通时钟)：该时钟节点在同一个PTP域内只有一个PTP端口参与时间同步，并通过该端口从上游时钟节点同步时间。
BC(Boundary Clock，边界时钟)：该时钟节点在同一个PTP域内拥有多个PTP端口参与时间同步。它通过其中一个端口从上游时钟节点同步时间，并通过其余端口向下游时钟节点发布时间。
TC(Transparent clock，透明时钟)：与BC/OC相比，BC/OC需要与其它时钟节点保持时间同步，而TC则不与其它时钟节点保持时间同步。TC有多个PTP端口，但它只在这些端口间转发PTP协议报文并对其进行转发延时校正，而不会通过任何一个端口同步时间。
PTP域中所有的时钟节点都按一定层次组织在一起，整个域的参考时间就是最优时钟(Grandmaster Clock，GM)，即最高层次的时钟。目前通常，在通过通告报文形成拓扑后，根据各时钟节点之间交互的Announce报文中所携带的最优时钟优先级、时钟等级、时间精度等信息进行BMC(Best Master Clock，最佳主时钟)协议选举，得出该域中的主时钟源和备选时钟源以及各个时钟节点上PTP端口的状态。然而，由于网络不稳定，PTP域中的时钟链路会出现链路失效、链路劣化等问题，这些问题大大影响了时钟精度，而目前采用BMC选举出时钟源后不能根据时钟链路的状况实时更换新的合适的时钟源，因而有必要提出一种解决方案来避免时钟精度的下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种时钟源的选择方法，能够在检测到链路告警时重新选择时钟源，从而对时钟选择进行优化，降低链路突发状况对时钟精度的影响。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种时钟源的选择方法，应用于精确时钟同步协议网络，所述精确时钟同步协议网络中包括主时钟源和备选时钟源，该方法包括：实时检测各个时钟链路，在产生告警时，根据告警类型选择新的主时钟源。
优选地，在产生时钟链路失效告警时，若发生异常的时钟节点为主时钟源，则直接从备选时钟源中选择时钟等级最高的时钟源作为主时钟源；否则维持当前的主时钟源不变。
优选地，在检测到时钟链路劣化告警时，若发生异常的时钟节点为主时钟源，则在劣化发生异常的时钟节点的时间质量参数后重新进行最佳主时钟协议选举，从所有时钟节点中选择出新的主时钟源；否则维持当前的主时钟源不变。
优选地，所述劣化发生异常的时钟节点的时间质量参数的方式为：降低发生异常的时钟节点的时钟等级。
优选地，上述方法中，若产生瞬态告警，则维持当前的主时钟源不变。
优选地，上述方法还包括：若检测到时钟链路劣化恢复或者时钟链路失效恢复，则直接重新进行最佳主时钟协议选举，从所有时钟节点中选择出新的主时钟源。
优选地，上述方法还包括：若检测到有时钟链路从链路失效变成链路劣化，则在劣化发生异常的时钟节点的时间质量参数后重新进行最佳主时钟协议选举，从所有时钟节点中选择出新的主时钟源。
优选地，上述方法中，采用ping、双向转发检测方法、多协议标签转换检测方法或服务质量分析检测方法检测各时钟链路。
优选地，上述方法中，所述在降低发生异常的时钟节点的时钟等级时所需的劣化数根据当前的丢包率来配置。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
本发明针对影响长期时钟精度的告警进行主时钟源重选处理，对链路失效告警采用直接重新选择主时钟源的方式，对链路劣化告警采用通过降低时钟等级来影响BMC选择的方式来重新选择主时钟源，优化了现有时钟源的选择方法，有效降低了链路失效/链路劣化对时钟精度的影响。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例中基本时钟节点示意图；
图2是本发明实施例中当线路出现链路失效时的处理流程；
图3是本发明实施例中当线路出现链路劣化时的处理流程；
图4是本发明实施例中当线路出现问题然后又恢复时的处理流程；
图5是本发明实施例中瞬态告警处理流程。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
链路告警分为两种：1)影响长期时钟精度的告警，主要包括链路失效和链路劣化；2)影响瞬态时钟精度的告警，主要包括前向链路缺陷和前向链路倒换。本发明中，对于链路失效告警，采用直接重新进行线路选择的方法来重选主时钟源；对于链路劣化告警，采用降低时钟质量的方法影响BMC的状态选择，达到主时钟源重选；对于前向链路缺陷等告警，协议状态不会变化，但是对时钟频率和相位恢复有噪声引入，告警将作为参数协助时钟频率和相位恢复算法加速收敛(具体收敛方法不在本专利范围内)。
时钟等级是IEEE1588V2协议时钟质量ClockQuality中的clockClass字段，时钟等级的参数值越高，表明时钟等级越低、时钟质量越低。时钟质量ClockQuality中还包括其他字段，如时间精度、方差等参数。在实际应用中，在各时钟节点的时钟等级不同时，BMC算法根据时钟等级的高低来选择出主时钟源和从时钟源；在时钟等级相同的情况下，BMC算法根据其他参数计算来选择出主时钟源和从时钟源。本发明的核心思想就是，在产生告警时，通过劣化时钟质量参数来降低发生异常的时钟节点的时钟质量，从而来影响BMC算法的选择结果。由于与其他参数相比，时钟等级的高低更清楚地反映了时钟节点的时钟质量，所以本发明实施例中以通过修改时钟等级为例进行描述。
参考图1，有5个时钟节点，其中设备1、2、3、4作为BC(边界时钟)设备，5作为TC(透明时钟)设备，设备1有来自于设备2、3、4三个时钟链路，假设设备1至设备4的时钟等级分别是130、110、115、120。设备1分别在连接设备2、设备5的端口上创建PTP端口1、2，设备2、设备3、设备4上分别创建连接设备1的PTP端口。在初始时刻，根据各设备的时钟等级、时间精度等信息进行BMC计算后选出设备2为主时钟源、设备3和设备4为备选时钟源，且设备1的PTP端口1和PTP端口2分别是SLAVE状态、PASSIVE状态，设备2、设备3、设备4上的PTP端口是MASTER状态。下面将分别描述在产生各种告警时的处理流程。
参阅图2，当线路出现链路失效时处理流程：
201、对三条时钟链路进行线路检测；线路检测方法可采用通信领域中的通用的线路检测技术，如ping、BFD(双向转发检测方法)、MPLS-OAM(多协议标签转换检测方法)、SQA(服务质量分析检测方法)等，也可以通过对同步报文的线路延迟的稳定性检测来检测线路质量；
202、检测到设备1的PTP端口2与设备2的PTP端口之间的时钟链路(即时钟链路3)失效；
203、标记时钟链路3失效；
204、不再使用设备2为主时钟源，直接根据所有备选时钟源的时钟等级大小选择时钟等级最高的备选时钟源作为新的主时钟源；本实施例中，由于备选时钟源包括设备3和设备4两个，且设备3的时钟等级高于设备4的时钟等级，因而该步中选择设备3作为主时钟源进行时钟同步。
参考图3，当线路出现链路劣化时的处理流程：
301、对三条时钟链路进行线路检测，同时预先配置时钟等级的劣化数为6(劣化数也可采用算法来动态计算得出。比如根据丢包率来计算的算法)；
302、检测到设备1的PTP端口2与设备2的PTP端口之间的时钟链路(即时钟链路3)劣化；
303、标记时钟链路3劣化；
304、降低设备2的时钟等级(本实施例中，此时设备2的时钟等级参数值为116(110+6)后，再重新进行BMC协议选举，从设备1至设备4中选择出新的主时钟源，由于此时设备3的时钟等级最高，即时钟质量最高，所以选择设备3作为主时钟源进行时钟同步。
参考图4，当线路出现问题然后又恢复时的处理流程：
401、对三条时钟链路进行线路检测，同时预先配置时钟等级的劣化数为6(劣化数也可采用算法来动态计算得出。比如根据丢包率来计算的算法)；
402、检测到时钟链路3上链路劣化/链路失效正在恢复，或从失效到劣化；
403、等待WTR(恢复等待时间)时间；
404、如果链路劣化/链路失效恢复，采用BMC协议选举出设备2为主时钟源；如果是从失效到劣化，参考图3，走劣化处理流程。
参考图5，瞬态告警处理流程：
501、对三条时钟链路进行线路检测；
502、检测到瞬态告警；
503、维持当前设备2作为主时钟源不变，并通知时钟恢复算法进行相关处理。
当在一个PTP端口上有多条链路连接时，例如：设备1同设备3、4的链路，检测结果将影响到PTP端口父辈数据集的选择，和上述处理基本一致。
上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种时钟源的选择方法，应用于精确时钟同步协议网络，所述精确时钟同步协议网络中包括主时钟源和备选时钟源，其特征在于，该方法包括：实时检测各个时钟链路，在产生告警时，根据告警类型选择新的主时钟源；
若检测到有时钟链路从链路失效变成链路劣化，则在劣化发生异常的时钟节点的时间质量参数后重新进行最佳主时钟协议选举，从所有时钟节点中选择出新的主时钟源。
2.如权利要求1所述的时钟源的选择方法，其特征在于，该方法中，在产生时钟链路失效告警时，若发生异常的时钟节点为主时钟源，则直接从备选时钟源中选择时钟等级最高的时钟源作为主时钟源；否则维持当前的主时钟源不变。
3.如权利要求1所述的时钟源的选择方法，其特征在于，在检测到时钟链路劣化告警时，若发生异常的时钟节点为主时钟源，则在劣化发生异常的时钟节点的时间质量参数后重新进行最佳主时钟协议选举，从所有时钟节点中选择出新的主时钟源；否则维持当前的主时钟源不变。
4.如权利要求3所述的时钟源的选择方法，其特征在于，所述劣化发生异常的时钟节点的时间质量参数的方式为：降低发生异常的时钟节点的时钟等级。
5.如权利要求1所述的时钟源的选择方法，其特征在于，该方法中，若产生瞬态告警，则维持当前的主时钟源不变。
6.如权利要求1至5任一所述的时钟源的选择方法，其特征在于，该方法还包括：若检测到时钟链路劣化恢复或者时钟链路失效恢复，则直接重新进行最佳主时钟协议选举，从所有时钟节点中选择出新的主时钟源。
7.如权利要求1所述的时钟源的选择方法，其特征在于，采用ping、双向转发检测方法、多协议标签转换检测方法或服务质量分析检测方法检测各时钟链路。
8.如权利要求4所述的时钟源选择方法，其特征在于，所述在降低发生异常的时钟节点的时钟等级时所需的劣化数根据当前的丢包率来配置。
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