CN105119775A - 一种提高以太网报文传输时延测量精度的方法 - Google Patents
一种提高以太网报文传输时延测量精度的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105119775A CN105119775A CN201510543264.6A CN201510543264A CN105119775A CN 105119775 A CN105119775 A CN 105119775A CN 201510543264 A CN201510543264 A CN 201510543264A CN 105119775 A CN105119775 A CN 105119775A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- message
- delay
- communication control
- latency measurement
- control module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
- H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
- H04L43/0852—Delays
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
本发明公开了一种提高以太网报文传输时延测量精度的方法，其方法是通过计算以太网报文在物理层接口模块、通讯控制模块和通讯处理模块等环节造成的累计时延，在通讯控制模块中植入时延测量子模块，完成各环节的时延计算，并对报文在通讯控制处理过程中造成的累计时延进行补偿。时延测量子模块通过自适应的方式识别链路速度，并计算物理层接口模块的发送和接收处理时延，同时在报文进入时延测量子模块时将报文携带的时延标记减去接收时标，在报文离开时延测量模块时将时延标记加上发送时标，同时补偿报文在物理层接口模块中的发送和接收处理时延。本发明的方法对以太网报文在通讯过程中的全路径累计时延进行补偿，提高了时延测量精度。
Description
技术领域
本发明专利涉及通信控制领域，其涉及的是提高以太网报文传输时延测量精度的方法，具体而言，涉及以太网报文在通讯控制处理过程中的传输时延补偿技术。
背景技术
智能变电站的建设和发展以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，智能二次设备的性能越来越依赖于通信网络的可靠性。以采样值传输为例，作为智能变电站中智能二次设备的基础数据，采样值的同步性是影响电力二次设备性能的关键因素之一。采样值的传输方式主要包括点对点方式和组网方式，点对点方式能很好的实现多路数据间的同步，但难以实现采样值的网络化共享；组网方式下，采样值信息转换为以太网报文传输可全站共享，但受网络传输时间不确定因素影响，以太网报文在通讯控制和处理过程中会产生时延，且该时延具有随机性和不确定性，如果测量不准确难以保证采样同步精度，从而造成电力二次设备的拒动或误动。
发明内容
发明目的：为了解决上述问题，本发明提供一种提高以太网报文传输时延测量精度的方法，通过计算以太网报文在物理层接口模块、通讯控制模块和通讯处理模块等环节造成的累计时延，在通讯控制模块中植入时延测量子模块，完成各环节的时延计算，并对报文在通讯控制处理过程中造成的累计时延进行补偿，解决了以太网报文传输时延抖动的不确定和随机性问题，且时延补偿覆盖报文全路径范围，时延测量精度达到亚微秒级。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种提高以太网报文传输时延测量精度的方法，其特征在于，所述方法包括：
1.1补偿物理层接口模块的接收处理时延T1；
1.2补偿通讯控制模块和通讯处理模块的控制处理时延T2；
1.3补偿物理层接口模块的发送处理时延T3。
优选的，所述方法1.1和1.3中所补偿的时延T1和T3与以太网的链路速度有关，通讯控制模块中的时延测量子模块通过自适应的方式识别链路速度，并对发送和接收处理时延进行针对性补偿。
优选的，所述方法1.2中所补偿的时延T2为报文在通讯控制模块和通讯处理模块中的总传输时延，可以认为通讯控制模块后端无论增加多少环节，通过如下方法均可准确获取T2的值。
步骤1：通讯控制模块的时延测量子模块通过FPGA芯片接收报文时，在检测到报文的Preamble头的第一字节0x55时使用统一时钟打时间戳TS1；
步骤2：通讯控制模块的时延测量子模块通过FPGA芯片发送报文时，在发送报文的Preamble头的第一字节0x55时使用统一时钟打时间戳TS2；
步骤3：通讯控制模块的时延测量子模块通过FPGA芯片将TS2减去TS1得到时延T2的准确值。
优选的，本方法中通讯控制模块的时延测量子模块每次都在报文的Preamble头的第一个字节0x55就开始打时间戳，并且发送和接收的时间戳都来自统一的时钟源。
优选的，本方法在通讯控制模块的时延测量子模块中对以太网报文控制处理的全路径累计时延进行补偿，具体为将时延T1、T2、T3进行累加，再将时延累加值和报文中的时延标记相加，之后对报文的原时延标记进行改写，重新计算CRC值后将报文对外发送。
优选的，本方法通过GPS模块和高精度时钟模块为通讯控制模块的时延测量子模块生成时间戳提供精准的本地时钟源。
本发明提供的一种提高以太网报文传输时延测量精度的方法，对以太网报文在通讯控制处理过程中的全路径累计时延进行补偿，报文时延测量精度达亚微秒级，解决了以太网报文传输时延抖动的不确定和随机性问题，提高了以太网报文传输的稳定性和可靠性。
附图说明
图1为本发明的报文全路径累计时延示意图；
图2为本发明的时延测量子模块接受报文时获取时延T2的流程图；
图3为本发明的时延测量子模块缓存报文时获取时延T2的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为一种提高以太网报文传输时延测量精度的方法中的报文全路径累计时延示意图；本发明一种提高以太网报文传输时延测量精度的方法，其是通过计算以太网报文在物理层接口模块、通讯控制模块和通讯处理模块等环节造成的累计时延，在通讯控制模块中植入时延测量子模块，完成各环节的时延计算，并对报文在通讯控制处理过程中造成的累计时延进行补偿。时延测量子模块通过自适应的方式识别链路速度，并计算物理层接口模块的发送和接收处理时延，同时对以太网报文进行监视，在报文进入时延测量子模块时将报文携带的时延标记减去接收时标，在报文离开时延测量模块时将时延标记加上发送时标，同时补偿报文在物理层接口模块中的发送和接收处理时延。本发明的方法对以太网报文在通讯过程中的全路径累计时延进行补偿，提高了时延测量精度。
本方法包括：补偿物理层接口模块的接收处理时延T1、补偿通讯控制模块和通讯处理模块的控制处理时延T2和补偿物理层接口模块的发送处理时延T3。
时延T1和T3均和以太网的链路速度有关，通讯控制模块中的时延测量子模块通过自适应的方式识别链路速度，根据10/100/1000的不同模式自动补偿以太网报文在物理层接口模块中串并转换和编码转换的时延，其中10M速率条件下，时延T1约等于400ns，100M速率下T1约等于40ns，1000M速率下T1约等于8ns；
参见图2和图3，时延T2的获取方法，包含如下步骤：
步骤1：通讯控制模块的时延测量子模块通过FPGA芯片接收报文时，在检测到报文的Preamble头的第一字节0x55时使用统一时钟打时间戳TS1；
步骤2：通讯控制模块的时延测量子模块通过FPGA芯片发送报文时，在发送报文的Preamble头的第一字节0x55时使用统一时钟打时间戳TS2；
步骤3：通讯控制模块的时延测量子模块通过FPGA芯片将TS2减去TS1得到时延T2的准确值。
优选的，时延测量子模块每次都在报文的Preamble头的第一个字节0x55就开始打时间戳，并且发送和接收的时间戳都来自统一的时钟源；
优选的，通讯控制模块的时延测量子模块将时延T1、T2、T3进行累加，再将时延累加值和报文中的时延标记相加，之后对报文的原时延标记进行改写，重新计算CRC值后将报文对外发送。
优选的，本方法通过GPS模块和高精度时钟模块为时延测量子模块在计算时延T2生成时间戳时提供精准的本地时钟源。
通过上述实施例，本发明对以太网报文在通讯控制处理过程中的全路径累计时延进行补偿，报文时延测量精度达亚微秒级，解决了以太网报文传输时延抖动的不确定和随机性问题，提高了以太网报文传输的稳定性和可靠性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种提高以太网报文传输时延测量精度的方法，其特征在于，所述方法是通过计算以太网报文在物理层接口模块、通讯控制模块和通讯处理模块的环节造成的累计时延，在通讯控制模块中植入时延测量子模块，完成各环节的时延计算，并对报文在通讯控制处理过程中造成的累计时延进行补偿；所述方法具体步骤包括：
(1)补偿物理层接口模块的接收处理时延T1；在通讯控制模块中植入时延测量子模块，通讯控制模块中的时延测量子模块通过自适应的方式识别链路速度，并对发送处理时延T1进行补偿；
(2)补偿通讯控制模块和通讯处理模块的控制处理时延T2；所补偿的时延T2为报文在通讯控制模块和通讯处理模块中的总传输时延，通讯控制模块准确获取控制处理时延T2的值的方法如下：
步骤1：通讯控制模块的时延测量子模块通过FPGA芯片接收报文时，在检测到报文的Preamble(前导码)头的第一字节0x55时使用统一时钟打时间戳TS1；
步骤2：通讯控制模块的时延测量子模块通过FPGA芯片发送报文时，在发送报文的Preamble头的第一字节0x55时使用统一时钟打时间戳TS2；
步骤3：通讯控制模块的时延测量子模块通过FPGA芯片将TS2减去TS1得到时延T2的准确值；
(3)补偿物理层接口模块的发送处理时延T3；通讯控制模块中的时延测量子模块通过自适应的方式识别链路速度，并对接收处理时延T3进行补偿；
(4)对以太网报文控制处理的全路径累计时延进行补偿；在通讯控制模块的时延测量子模块中对以太网报文控制处理的全路径累计时延进行补偿，具体为将时延T1、T2、T3进行累加，再将时延累加值和报文中的时延标记相加，之后对报文的原时延标记进行改写，重新计算CRC值后将报文对外发送。
2.根据权利要求1所述的一种提高以太网报文传输时延测量精度的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，通讯控制模块的时延测量子模块每次都在报文的Preamble头的第一个字节0x55就开始打时间戳，并且发送和接收的时间戳都来自统一的时钟源。
3.根据权利要求1所述的一种提高以太网报文传输时延测量精度的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，时延测量子模块对以太网报文进行监视，在报文进入时延测量子模块时将报文携带的时延标记减去接收时标，在报文离开时延测量模块时将时延标记加上发送时标。
4.根据权利要求1所述的一种提高以太网报文传输时延测量精度的方法，其特征在于，所述通讯控制模块的时延测量子模块生成时间戳的本地时钟源为GPS模块和高精度时钟模块提供。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510543264.6A CN105119775A (zh) | 2015-08-28 | 2015-08-28 | 一种提高以太网报文传输时延测量精度的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510543264.6A CN105119775A (zh) | 2015-08-28 | 2015-08-28 | 一种提高以太网报文传输时延测量精度的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105119775A true CN105119775A (zh) | 2015-12-02 |
Family
ID=54667673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510543264.6A Pending CN105119775A (zh) | 2015-08-28 | 2015-08-28 | 一种提高以太网报文传输时延测量精度的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105119775A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105471572A (zh) * | 2016-01-06 | 2016-04-06 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种基于goose报文的时间同步测量方法 |
| CN106936657A (zh) * | 2015-12-30 | 2017-07-07 | 华为技术有限公司 | 一种实现时延检测的方法、装置和*** |
| CN108111365A (zh) * | 2016-11-24 | 2018-06-01 | ***通信集团广东有限公司 | 一种时延测量处理方法及*** |
| CN108566316A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-09-21 | 百度在线网络技术（北京）有限公司 | 无人车时延统计方法、装置、设备及计算机可读介质 |
| CN109039514A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-12-18 | 烽火通信科技股份有限公司 | 一种提高ieee1588时间戳精度的方法 |
| WO2020007338A1 (zh) * | 2018-07-06 | 2020-01-09 | 华为技术有限公司 | 处理测量报文的方法和设备 |
| CN113206799A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-08-03 | 新华三信息安全技术有限公司 | 一种报文转发方法及装置 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005020486A1 (en) * | 2003-08-22 | 2005-03-03 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Remote synchronization in packet-switched networks |
| CN101459691A (zh) * | 2008-12-16 | 2009-06-17 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种实现ieee1588协议中边界时钟的方法和*** |
| CN102244572A (zh) * | 2011-07-18 | 2011-11-16 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种实现时钟同步的方法及装置 |
| CN102802226A (zh) * | 2011-05-25 | 2012-11-28 | 联芯科技有限公司 | 射频通道切换时调整终端定时的***及方法 |
| CN103236893A (zh) * | 2013-03-22 | 2013-08-07 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种智能变电站过程层网络报文同步方法 |
| CN103607267A (zh) * | 2013-07-23 | 2014-02-26 | 王健 | 数据网络报文端到端传输时延随带测量方法 |
| CN103716147A (zh) * | 2013-12-16 | 2014-04-09 | 武汉中元华电软件有限公司 | 一种具有路径延时测量功能的采样值传输及同步方法 |
-
2015
- 2015-08-28 CN CN201510543264.6A patent/CN105119775A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005020486A1 (en) * | 2003-08-22 | 2005-03-03 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Remote synchronization in packet-switched networks |
| CN101459691A (zh) * | 2008-12-16 | 2009-06-17 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种实现ieee1588协议中边界时钟的方法和*** |
| CN102802226A (zh) * | 2011-05-25 | 2012-11-28 | 联芯科技有限公司 | 射频通道切换时调整终端定时的***及方法 |
| CN102244572A (zh) * | 2011-07-18 | 2011-11-16 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种实现时钟同步的方法及装置 |
| CN103236893A (zh) * | 2013-03-22 | 2013-08-07 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种智能变电站过程层网络报文同步方法 |
| CN103607267A (zh) * | 2013-07-23 | 2014-02-26 | 王健 | 数据网络报文端到端传输时延随带测量方法 |
| CN103716147A (zh) * | 2013-12-16 | 2014-04-09 | 武汉中元华电软件有限公司 | 一种具有路径延时测量功能的采样值传输及同步方法 |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106936657B (zh) * | 2015-12-30 | 2020-01-03 | 华为技术有限公司 | 一种实现时延检测的方法、装置和*** |
| CN106936657A (zh) * | 2015-12-30 | 2017-07-07 | 华为技术有限公司 | 一种实现时延检测的方法、装置和*** |
| US10819605B2 (en) | 2015-12-30 | 2020-10-27 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Method, apparatus, and system for implementing delay measurement |
| CN105471572B (zh) * | 2016-01-06 | 2018-06-29 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种基于goose报文的时间同步测量方法 |
| CN105471572A (zh) * | 2016-01-06 | 2016-04-06 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种基于goose报文的时间同步测量方法 |
| CN108111365A (zh) * | 2016-11-24 | 2018-06-01 | ***通信集团广东有限公司 | 一种时延测量处理方法及*** |
| CN108111365B (zh) * | 2016-11-24 | 2021-08-10 | ***通信集团广东有限公司 | 一种时延测量处理方法及*** |
| CN108566316A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-09-21 | 百度在线网络技术（北京）有限公司 | 无人车时延统计方法、装置、设备及计算机可读介质 |
| WO2020007338A1 (zh) * | 2018-07-06 | 2020-01-09 | 华为技术有限公司 | 处理测量报文的方法和设备 |
| CN110691407A (zh) * | 2018-07-06 | 2020-01-14 | 华为技术有限公司 | 处理测量报文的方法和设备 |
| CN109039514A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-12-18 | 烽火通信科技股份有限公司 | 一种提高ieee1588时间戳精度的方法 |
| CN109039514B (zh) * | 2018-07-19 | 2020-02-11 | 烽火通信科技股份有限公司 | 一种提高ieee1588时间戳精度的方法 |
| CN113206799A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-08-03 | 新华三信息安全技术有限公司 | 一种报文转发方法及装置 |
| CN113206799B (zh) * | 2021-03-30 | 2022-05-27 | 新华三信息安全技术有限公司 | 一种报文转发方法及装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105119775A (zh) | 一种提高以太网报文传输时延测量精度的方法 | |
| US9667408B2 (en) | Communication systems and methods for distributed power system measurement | |
| CN102271019B (zh) | 通过光纤进行的精密时间传递 | |
| CN101331736B (zh) | 使用传输时间作为提高简单网络时间协议精确度的方法 | |
| CN102638324B (zh) | 一种实现精确时间同步的方法和装置 | |
| WO2018205542A1 (zh) | 一种1pps+tod信息单总线传送同步***及方法 | |
| KR101290643B1 (ko) | 광 전송 네트워크에서 시간 동기화 프로토콜을 베어링하는 방법 및 시스템 | |
| CN101621713B (zh) | 无源光网络同步时间的计算方法、***及光网络设备 | |
| CN103236893A (zh) | 一种智能变电站过程层网络报文同步方法 | |
| CN104836705A (zh) | 对智能变电站时延标定交换机进行标定时延误差测试方法 | |
| CN102244572A (zh) | 一种实现时钟同步的方法及装置 | |
| CN103715766B (zh) | 一种环网分布式母线保护同步方法 | |
| CN207939521U (zh) | 一种面向数字化变电站调试的时钟同步装置 | |
| CN112583477B (zh) | 一种延时测量方法、***和存储介质 | |
| EP3720053B1 (en) | Flexible ethernet delay measurement method and related device | |
| CN101951300B (zh) | 一种实现以太网精确对时的方法 | |
| CN102916759A (zh) | 一种e1数据帧精确时间标定及时标信息处理方法 | |
| CN108429596B (zh) | 一种用于IEEE 1588v2协议的以太网MAC模块实现装置及实现方法 | |
| WO2012013233A1 (en) | Method and device for processing data on a connection between two nodes of a communication network | |
| CN111464252A (zh) | 通信方法和光模块 | |
| CN102474371B (zh) | 站内装置、pon***以及数据接收处理方法 | |
| CN105323053A (zh) | 业务时钟透传的方法及装置 | |
| CN108155965A (zh) | Sdh传输iec61588方法 | |
| CN105162726A (zh) | 基于e1链路的远程sv数据传输和延时补偿方法 | |
| CN111884751A (zh) | 一种基于ptp的智能电网时间同步方法和装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151202 |