CN107294634B - 一种分布式***上实现1588时间同步的集中式方法 - Google Patents
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Abstract
一种分布式***上实现1588时间同步的集中式方法,涉及1588时间同步领域,包括:主时钟节点发送同步报文,携带t1和t1'-t1,t1'为同节点线卡发出同步报文的时刻,从时钟节点接收,打上t2'和t2,计算同步报文矫正时延值;从时钟节点发送时延请求报文,携带t3和t3'-t3,t3'为同节点线卡发出时延请求报文的时刻,主时钟节点接收,打上t4'和t4,计算时延请求报文矫正时延值,和t4***到时延响应报文,发给从时钟节点,从时钟节点获取所有时间戳和两个矫正时延值,通过时间同步算法完成时间同步。本发明可以降低开发和调试工作量,简化背板布线,降低同步信号干扰,以整体的时间源信息对外体现。
Description
技术领域
本发明涉及1588时间同步领域,具体来讲涉及一种分布式***上实现1588时间同步的集中式方法。
背景技术
1588时间同步技术是一种基于IEEE 1588V2协议的高精度时间同步技术,该协议可以实现亚微秒级的时间同步,在移动承载网络中,除了TDM(Time DivisionMultiplexing,时分复用)业务本身的需求,还需要保证基站之间的高精度时间同步。
目前,运营商主要偏向于通过BC(Boundary Clock,边界时钟)模式实现1588时间同步。对于单一板卡的集中式小型设备来说,实现BC模式比较简单,只需要板卡具备支持1588功能的硬件条件,在板卡上运行1588协议即可。
但是对于分布式的大中型设备来说,需要支持1588功能的端口分布在各个线卡上,由于不同线卡的硬件结构各异,所有的板卡都需要运行一套BMC(Best MasterClockalgorithm,最佳主时钟)算法和1588协议,不但过多占用资源,开发和调试工作量也非常大。并且,各个板卡之间都需要相互同步,背板布线复杂;当倒换过程中各线卡之间协调不当时,同步信号容易受干扰;设备时间信息被分成若干块,节点对外难以以整体的时间源信息体现。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种分布式***上实现1588时间同步的集中式方法,降低开发和调试工作量,简化背板布线,降低同步信号干扰,以整体的时间源信息对外体现。
为达到以上目的,本发明采取一种分布式***上实现1588时间同步的集中式方法,包括步骤:
S1.通过配置接口,在所有支持1588功能节点的主控盘上运行PTP协议和BMC算法,计算各线卡端口的1588工作状态,所有需要传输1588报文的线卡完成相关通道配置和同步处理配置;
S2.主时钟节点发送同步报文,携带主时钟节点主控盘发送时间戳t1和矫正字段的值t1'-t1,其中t1'为同节点线卡发出同步报文的时刻;
S3.从时钟节点接收所述同步报文,打上从时钟节点线卡接收时间戳t2'和从时钟节点主控盘接收时间戳t2,并计算同步报文整个传输路径的矫正时延值(t2-t2')+(t1'-t1);
S4.从时钟节点发送时延请求报文,携带从时钟节点主控盘发送时间戳t3和矫正字段的值t3'-t3,其中t3'为同节点线卡发出时延请求报文的时刻;
S5.主时钟节点接收所述时延请求报文,打上主时钟节点线卡接收时间戳t4'和主时钟节点主控盘接收时间戳t4,计算时延请求报文整个传输路径的矫正时延值(t4-t4')+(t3'-t3);
S6.主时钟节点的主控盘将t4和(t4-t4')+(t3'-t3)***到时延响应报文,发给从时钟节点;从时钟节点的主控盘收到时延响应报文后,找到对应的时延请求报文,获取所有时间戳和两个矫正时延值;从时钟节点的主控盘通过时间同步算法完成时间同步。
在上述技术方案的基础上,所述S2中,主时钟节点的主控盘往同节点中含有master状态端口的线卡发送同步报文;对应线卡收到同步报文后提取t1,在同步报文发出的时刻t1',计算出t1'-t1值,并填写到同步报文的矫正字段中。
在上述技术方案的基础上,所述主控盘发给同节点线卡的同步报文,其中,报文出端口时间戳字段的值为t1,此时矫正字段的值为0。
在上述技术方案的基础上,所述S3中,从时钟节点中含有slave状态端口的线卡收到同步报文,打上用于传输时延修正的t2',发送给同节点主控盘,同节点主控盘收到同步报文后,打上t2,并从同步报文中获取t1、t2'和t1'-t1,计算(t2-t2')+(t1'-t1)。
在上述技术方案的基础上,从时钟节点线卡通过盘间约定方式向同节点主控盘发送同步报文,其报文出端口时间戳字段的值为t1,t1为主时钟节点主控盘发送时间戳,矫正字段值为t1'-t1,t2'***到同步报文中约定的位置。
在上述技术方案的基础上,所述S4中,从时钟节点的主控盘往同节点中含有slave状态端口的线卡发送时延请求报文;对应线卡接收到时延请求报文后提取t3,在时延请求报文发出的时刻t3',计算出t3'-t3的值,并填写到时延请求报文的矫正字段中。
在上述技术方案的基础上,所述S5中,主时钟节点中含有master状态端口的线卡收到时延请求报文,打上t4'发给同节点主控盘,在同节点主控盘打上t4,并提取t3'-t3和t4',计算(t4-t4')+(t3'-t3)。
在上述技术方案的基础上,所述S6中,从时钟节点的主控盘通过公式
计算出与主时钟节点时间源的时间同步偏差offset,其中CFsync=(t2-t2')+(t1'-t1),为同步报文整个传输路径的矫正时延值;CFdelayresp=(t4-t4')+(t3'-t3),为时延请求报文整个传输路径的矫正时延值。
在上述技术方案的基础上,主时间节点和从时间节点均包括主控盘和多个线卡,同节点的主控盘和线卡之间,按照盘间约定方式传输1588协议报文,盘间约定方式包括报文收发规则和报文格式定义。
在上述技术方案的基础上,各个时间戳为同一个基准时间。
本发明的有益效果在于:
1、本发明支持1588协议,BMC算法及时间同步算法均运行于主控盘,报文的发送和终结也在主控盘,对于整体的设备来说,1588报文的发送和接收接口在线卡上;除了主控盘硬件需要支持完成的1588BC模式,每个线卡硬件要求仅需要支持1588TC(TransparentClock,透明时钟)模式即可,降低开发和调试的工作量。
2、本发明采用的集中式方案,通过在设备***内部使用BC+TC模式,解决了报文在主控盘打时间戳位置与线卡面板端口之间的报文传输时延抖动问题,保证了1588时间同步协议算法在主控盘上运行的有效性。
3、线卡到主控盘之间的延时进行专门测量处理,不存在板卡间的同步精度累积,大大提升了同步精度。
4、倒换过程中仅在主控盘处理,不存在板卡间的协调,倒换风险小,降低同步信号干扰;并且所有线卡单方向同步到主控盘,背板布线简单。
5、时间源信息仅存在于主控盘,时间源信息对外体现唯一。
附图说明
图1为本发明实施例分布式***上实现1588时间同步的集中式方法流程图;
图2为本发明实施例同节点内主控盘和线卡的示意图;
图3为本发明实施例集中式时间戳的处理示意图。
为了便于理解,本发明字母代表含义解释如下:
t1:主时钟节点主控盘发送时间戳;
t1':主时钟节点线卡发出同步报文的时刻;
t2:从时钟节点主控盘接收时间戳;
t2':从时钟节点线卡接收时间戳;
t3:从时钟节点主控盘发送时间戳;
t3':从时钟节点线卡发出时延请求报文的时刻;
t4:主时钟节点主控盘接收时间戳;
t4':主时钟节点线卡接收时间戳;
CFsync:同步报文整个传输路径的矫正时延值;
CFdelayresp:时延请求报文整个传输路径的矫正时延值。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明分布式***上实现1588时间同步的集中式方法,适用于包含主控盘和线卡等多块板卡构成的大中型设备,或者是线卡与主控盘功能整合一体的小型设备,每个设备都可以看作整个网络的一个节点,如图2所示,每个节点均包括主控盘和多个线卡,主控盘需要支持PTP协议和BMC算法,各线卡需要支持TC模式的时间戳处理方式,线卡始终单方向同步于主控盘。主控盘和线卡之间按照盘间约定方式传输1588协议报文,比如通过VLAN划分等,盘间约定方式包括报文收发规则和报文格式定义,用来保证报文能准确的往预定端口发送,同时也能对报文接收端口进行正确的识别。
如图1所示,本发明具体包括如下步骤:
S1.通过分布式***的配置接口,在所有支持1588功能的节点的主控盘上运行PTP协议和BMC算法,在整个网络可以计算各线卡端口的1588工作状态(Master状态、Slave状态、Passive状态或Disabled状态)。所有需要传输1588报文的线卡完成相关通道配置和同步处理配置,配置包括打时间戳的处理、矫正字段(即correctionField字段)值的计算和更新、报文格式转换等。
S2.如图3所示,主时钟节点发送同步报文(即sync报文),携带主时钟节点主控盘发送时间戳t1(以下简称为t1)和矫正字段,携带的矫正字段的值CF=t1'-t1,其中t1'为同节点线卡发出同步报文的时刻。
具体的,主时钟节点的主控盘往同节点中含有master状态端口的线卡发送同步报文,在主控盘上打t1,以约定的报文格式,发送给同节点中对应线卡。其中,One-step模式时,将t1***到同步报文中,同步报文的报文出端口时间戳(originTimestamp)字段的值T1=t1,此时矫正字段的值为0。
对应线卡收到本节点主控盘的同步报文后,提取t1;在发出同步报文的时刻t1',计算出t1'-t1值,填写到同步报文的矫正字段中,即此时CF=t1'-t1。
S3.从时钟节点接收所述同步报文,打上从时钟节点线卡接收时间戳t2'和从时钟节点主控盘接收时间戳t2,并计算同步报文整个传输路径的矫正时延值CFsync。
具体的,从时钟节点中含有slave状态端口的线卡收到同步报文,打上t2',t2'用于同步报文路径传输时延修正。从时钟节点线卡通过盘间约定方式向同节点主控盘发送同步报文,同步报文的T1=t1,CF=t1'-t1,同时将t2'***到同步报文中约定的位置。同节点的主控盘收到同步报文后,打上t2,并从同步报文中获取t1、t2'和t1'-t1,进而计算同步报文整个路径传输的矫正时延值CFsync,CFsync=(t2-t2')+(t1'-t1)。
S4.从时钟节点发送时延请求报文(即delay_req报文),携带从时钟节点主控盘发送时间戳t3和矫正字段的值t3'-t3,其中t3'为同节点线卡发出时延请求报文的时刻。
具体的,从时钟节点的主控盘往同节点中含有slave状态端口的线卡发送时延请求报文,在主控盘打上t3。同节点上对应线卡接收到时延请求报文提取t3,在时延请求报文发出的时刻t3',计算出t3'-t3的值,加入到时延请求报文的矫正字段中,并将时延请求报文通过约定的端口发出。
S5.主时钟节点接收所述时延请求报文,打上主时钟节点线卡接收时间戳t4'和主时钟节点主控盘接收时间戳t4,计算时延请求报文整个传输路径的矫正时延值CFdelayresp。
具体的,主时钟节点中含有master状态端口的线卡收到时延请求报文,打上t4'发给同节点主控盘,同节点主控盘打上t4,从时延请求报文中获取t3'-t3和t4',计算时延请求报文整个路径传输的矫正时延值CFdelayresp,CFdelayresp=(t4-t4')+(t3'-t3)。
S6.主时钟节点的主控盘将t4和(t4-t4')+(t3'-t3)***到时延响应报文(即delay_resp报文)中,发给从时钟节点;从时钟节点的主控盘收到时延响应报文后,找到对应的时延请求报文,获取所有时间戳和两个矫正时延值,具体为t1、t2、t3、t4、(t2-t2')+(t1'-t1)和(t4-t4')+(t3'-t3),从时钟节点主控盘通过公式
计算出与主时钟节点时间源的时间同步偏差offset,完成从时钟节点相对于主时钟节点的时间同步调整。
上述步骤中,为了保持传输时延的有效性,因此各个时间戳要保证来自于同一个基准时间,即需要保证线卡与主控盘的时间同步。
本发明不局限于上述实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种分布式***上实现1588时间同步的集中式方法,其特征在于,包括步骤:
S1.通过配置接口,在所有支持1588功能节点的主控盘上运行PTP协议和BMC算法,计算各线卡端口的1588工作状态,所有需要传输1588报文的线卡完成相关通道配置和同步处理配置;
S2.主时钟节点发送同步报文,携带主时钟节点主控盘发送时间戳t1和矫正字段的值t1'-t1,其中t1'为同节点线卡发出同步报文的时刻;
S3.从时钟节点接收所述同步报文,打上从时钟节点线卡接收时间戳t2'和从时钟节点主控盘接收时间戳t2,并计算同步报文整个传输路径的矫正时延值(t2-t2')+(t1'-t1);
S4.从时钟节点发送时延请求报文,携带从时钟节点主控盘发送时间戳t3和矫正字段的值t3'-t3,其中t3'为同节点线卡发出时延请求报文的时刻;
S5.主时钟节点接收所述时延请求报文,打上主时钟节点线卡接收时间戳t4'和主时钟节点主控盘接收时间戳t4,计算时延请求报文整个传输路径的矫正时延值(t4-t4')+(t3'-t3);
S6.主时钟节点的主控盘将t4和(t4-t4')+(t3'-t3)***到时延响应报文,发给从时钟节点;从时钟节点的主控盘收到时延响应报文后,找到对应的时延请求报文,获取所有时间戳和两个矫正时延值;从时钟节点的主控盘通过时间同步算法完成时间同步。
2.如权利要求1所述的分布式***上实现1588时间同步的集中式方法,其特征在于:所述S2中,主时钟节点的主控盘往同节点中含有master状态端口的线卡发送同步报文;对应线卡收到同步报文后提取t1,在同步报文发出的时刻t1',计算出t1'-t1值,并填写到同步报文的矫正字段中。
3.如权利要求2所述的分布式***上实现1588时间同步的集中式方法,其特征在于:所述主控盘发给同节点线卡的同步报文,其中,报文出端口时间戳字段的值为t1,此时矫正字段的值为0。
4.如权利要求1所述的分布式***上实现1588时间同步的集中式方法,其特征在于:所述S3中,从时钟节点中含有slave状态端口的线卡收到同步报文,打上用于传输时延修正的t2',发送给同节点主控盘,同节点主控盘收到同步报文后,打上t2,并从同步报文中获取t1、t2'和t1'-t1,计算(t2-t2')+(t1'-t1)。
5.如权利要求4所述的分布式***上实现1588时间同步的集中式方法,其特征在于:从时钟节点线卡通过盘间约定方式向同节点主控盘发送同步报文,其报文出端口时间戳字段的值为t1,t1为主时钟节点主控盘发送时间戳,矫正字段值为t1'-t1,t2'***到同步报文中约定的位置。
6.如权利要求1所述的分布式***上实现1588时间同步的集中式方法,其特征在于:所述S4中,从时钟节点的主控盘往同节点中含有slave状态端口的线卡发送时延请求报文;对应线卡接收到时延请求报文后提取t3,在时延请求报文发出的时刻t3',计算出t3'-t3的值,并填写到时延请求报文的矫正字段中。
7.如权利要求1所述的分布式***上实现1588时间同步的集中式方法,其特征在于:所述S5中,主时钟节点中含有master状态端口的线卡收到时延请求报文,打上t4'发给同节点主控盘,在同节点主控盘打上t4,并提取t3'-t3和t4',计算(t4-t4')+(t3'-t3)。
8.如权利要求1所述的分布式***上实现1588时间同步的集中式方法,其特征在于:所述S6中,从时钟节点的主控盘通过公式
计算出与主时钟节点时间源的时间同步偏差offset,其中CFsync=(t2-t2')+(t1'-t1),为同步报文整个传输路径的矫正时延值;CFdelayresp=(t4-t4')+(t3'-t3),为时延请求报文整个传输路径的矫正时延值。
9.如权利要求1-8任一所述的分布式***上实现1588时间同步的集中式方法,其特征在于:主时间节点和从时间节点均包括主控盘和多个线卡,同节点的主控盘和线卡之间,按照盘间约定方式传输1588协议报文,盘间约定方式包括报文收发规则和报文格式定义。
10.如权利要求1-8任一所述的分布式***上实现1588时间同步的集中式方法,其特征在于:各个时间戳为同一个基准时间。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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