WO2012068844A1 - 一种主从时钟设备的时钟同步方法及*** - Google Patents

一种主从时钟设备的时钟同步方法及*** Download PDF

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WO2012068844A1
WO2012068844A1 PCT/CN2011/074300 CN2011074300W WO2012068844A1 WO 2012068844 A1 WO2012068844 A1 WO 2012068844A1 CN 2011074300 W CN2011074300 W CN 2011074300W WO 2012068844 A1 WO2012068844 A1 WO 2012068844A1
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WO
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clock device
authorization
request
message
master
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PCT/CN2011/074300
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English (en)
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Inventor
常伟
廖俊锋
李福军
Original Assignee
中兴通讯股份有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
    • H04J3/0658—Clock or time synchronisation among packet nodes
    • H04J3/0661—Clock or time synchronisation among packet nodes using timestamps
    • H04J3/0667—Bidirectional timestamps, e.g. NTP or PTP for compensation of clock drift and for compensation of propagation delays

Definitions

  • the present invention relates to the field of clock synchronization technologies, and in particular, to a clock synchronization method and system for a master-slave clock device.
  • a wireless system based on FDD Frequency Division Duplex
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • TDD Time Division Duplex
  • TD-SCDMA Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access
  • CDMA2000 require synchronization of clock frequency and phase.
  • the clock synchronization in the mobile network is more than the GPS (Global Positioning System) timing method, but the GPS timing has high cost, difficult installation (requires 120 degree clearance requirement, etc.), and there is a risk of unavailability.
  • the IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers 1588 standard, which appeared in 2002, is the Precision Time Protocol (PTP) for networked measurement and control systems.
  • PTP Precision Time Protocol
  • the clock synchronization scheme allows other clocks in the network to be synchronized with the most accurate clock in the network, so PTP can be an alternative to GPS.
  • the PTP protocol implements time synchronization by interacting with PTP packets between the master clock and the slave device.
  • four types of messages are defined in the PTP protocol: Sync, Follow_up, Delay_req, and Delay-resp.
  • the slave clock device in the PTP system uses these four types of messages to obtain a timestamp from which to determine the time offset from the master clock device to adjust its own clock.
  • tl is the time at which the synchronization packet is sent by the master clock device
  • t2 is the time when the slave clock device receives the synchronization packet
  • t3 is the time when the delay request packet is sent from the clock device
  • t4 is the delay received by the master clock device The time when the message was requested.
  • the time offset Offset between the master and slave clock devices has the following relationship with the network transmission Delay:
  • T2-tl Delay+Offset
  • T4-t3 Delay-Offset.
  • the slave clock device can adjust its own local clock according to the calculated Offset, that is, the phase difference between the master and the slave. Thereby achieving the purpose of synchronizing the master and slave clock devices.
  • the PTP protocol stipulates that the master clock device and the slave clock device can communicate through unicast or multicast UDP files.
  • the primary clock device needs to periodically send multicast packets in the multicast group without knowing the network attributes such as the IP address of the slave clock device. Since the protocol already specifies a multicast group, if multiple master clock devices in the network are simultaneously multicast, it is necessary to physically separate each master clock device from the slave clock device it serves as a group. If the packet is received from the clock device, the multicast packets of the master clock device cannot be synchronized. The multicast packets on the network are also likely to cause network congestion.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a clock synchronization method and system for a master-slave clock device, and realize clock synchronization of a master-slave clock device based on the PTP protocol.
  • the present invention provides a clock synchronization method for a master-slave clock device, and the method includes:
  • the type of the requested service and the pre-assigned logical group ID are carried in the sent multicast request authorization message;
  • the master clock device of the same logical group as the slave clock device After receiving the request authorization message, the master clock device of the same logical group as the slave clock device sends a unicast authorization response message to the slave clock device, and according to the type of the requested service, to the slave The clock device sends the corresponding service message.
  • the method further includes:
  • All master clock devices and slave clock devices are logically grouped in advance, and the corresponding logical group IDs are assigned to the divided logical groups, wherein each logical group contains at least one master clock device.
  • the step of sending the unicast authorization response message to the slave clock device after the master clock device of the same logical group receives the request authorization message includes: receiving, by the master clock device of the same logical group When the authorization message is requested, the IP address of the slave clock device is recorded, and the unicast authorization response message is sent to the slave clock device according to the recorded IP address.
  • the method further includes:
  • the unicast request authorization message is resent to the master clock device according to the recorded IP address of the master clock device.
  • the type of the request service includes one or any combination of the following: Announce request authorization, Synchronization (Sync) request authorization, Delay resp request authorization.
  • the method further includes:
  • the request authorization message is resent;
  • the slave clock device carries the logical group ID by using a header reservation field of the request authorization message.
  • the present invention also provides a clock synchronization system for a master-slave clock device, the system comprising: an authorization request initiation unit from a slave clock device, and an authorization request processing unit in the master clock device, wherein
  • the authorization request initiating unit is configured to send a multicast request authorization message when requesting authorization from the clock device, and carry the judgment of the type of the request service and the pre-assigned logical group ID in the sent request authorization message;
  • the type of the request service includes one or any combination of the following: an Announce request 4 is authorized, a Sync request 4 is authorized, and a Delay_resp request 4 is authorized;
  • the authorization request processing unit is configured to authorize the logical group ID carried in the packet according to the received request, and if it is determined that the slave clock device and the authorization request processing unit belong to the same logical group, The slave clock device sends a unicast authorization response message, and sends a corresponding service message to the slave clock device according to the type of the requested service.
  • the system further comprises a logical grouping unit, configured to logically group all the master clock devices and the slave clock devices in advance, and assign a corresponding logical group ID to the divided logical groups, wherein each logical group includes at least one Master clock device.
  • a logical grouping unit configured to logically group all the master clock devices and the slave clock devices in advance, and assign a corresponding logical group ID to the divided logical groups, wherein each logical group includes at least one Master clock device.
  • the authorization request processing unit is further configured to, according to the logical group ID, record the IP address of the slave clock device if it is determined that the slave clock device and the authorization request processing unit belong to the same logical group And sending a unicast authorization response message to the slave clock device according to the recorded IP address;
  • the authorization request initiating unit is further configured to: when receiving the authorization response message, record an IP address of the master clock device, and after the requested service expires, according to the recorded IP address of the master clock device The address resends the unicast request authorization message to the master clock device.
  • the authorization request initiating unit is further configured to: after sending the request authorization message, if the authorization response message or the service message of the primary clock device is not received within the set time, resending the Requesting an authorization message; and/or resending the request authorization message when the IP address of the slave clock device changes.
  • the authorization request initiating unit is further configured to: use the header of the request authorization message
  • the reserved field carries the logical group ID.
  • the dynamic deployment of the master-slave clock device is realized, and the dynamic notification of the IP address of the master-slave device is realized through the PTP protocol interaction, and the grouping of the master-slave clock device is supported, and the grouping is improved.
  • the flexibility of the network element design is realized.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of PTP 4 ⁇ text interaction of a PTP protocol master-slave clock device
  • FIG. 2 is a BSS architecture diagram of a PTP protocol according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of interaction signaling between a master and slave clock device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a process flow of a slave clock device PTP according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a process flow of a master clock device PTP according to Embodiment 4 of the present invention
  • FIG. 6 is a PTP protocol according to Embodiment 1 of the present invention
  • Schematic diagram of the header field structure
  • the core idea of the present invention is that, firstly, a logical group is logically assigned to a master-slave clock device in a network, and each master-slave device is configured with a group number to which it belongs, and a reservation in the PTP protocol is used in the process of packet interaction. The field is used to distinguish which packets need to respond by themselves. This solves the problem that multiple master-slave clock devices cannot be distinguished in the second deployment scheme mentioned in the background.
  • the slave clock device On the basis of configuring logical packets, the slave clock device periodically The master clock device sends a multicast request to authorize the PTP packet. After receiving the multicast packet, the master clock device can determine whether the clock synchronization service needs to be provided to the slave clock device according to the logical group number carried in the PTP packet.
  • the unicast mode sends the authorization packet and saves the IP address of the slave clock device. After receiving the authorization from the clock device, the IP address of the master clock device is obtained from the authorization packet and saved.
  • This interaction method is used to learn the IP address of the peer end, thereby solving the need for manual configuration and dimensioning in the first deployment scheme mentioned in the background art. Disadvantages of each device IP information. Because the interaction mode is to use multicast when starting the negotiation, the unicast is captured when the real clock synchronization service interacts. Therefore, the number of multicast packets is greatly reduced, and whether the response needs to be determined according to the group number is not This can cause a large number of multicast packets on the network, causing network congestion.
  • the present invention provides a clock synchronization method for a master-slave clock device, and specifically uses the following technical solutions:
  • the type of the requested service and the pre-assigned logical group ID are carried in the sent multicast request authorization message;
  • the master clock device of the same logical group After receiving the request authorization message, the master clock device of the same logical group sends a unicast authorization response message to the slave clock device, and sends a corresponding service to the slave clock device according to the type of the requested service. Message.
  • the type of the request service includes one or any combination of the following: Announce request authorization, Sync request authorization, and Delay-resp request authorization.
  • the method further includes:
  • All master clock devices and slave clock devices are logically grouped and pre-assigned corresponding logical group IDs, where each logical group contains at least one master clock device.
  • the primary clock device of the other logical group discards the request authorization message according to the logical group ID included in the multicast request packet.
  • the master clock device of the same logical group when receiving the request authorization message, records the IP address of the slave clock device, and sends the authorization response report to the slave clock device according to the recorded IP address. Text.
  • the slave clock device After receiving the authorization response message, the slave clock device records an IP address of the master clock device; and after the requested service expires, according to the recorded IP address of the master clock device. Sending a unicast request authorization message to the master clock device.
  • the slave clock device carries the logical group ID by using a header reservation field of the request authorization message.
  • the method further includes: After the slave device sends the request authorization message, if the authorization response message or the service message of the master clock device is not received within the set time, the request authorization message is resent.
  • the method further includes:
  • the request authorization message is resent.
  • a mobile communication BSS (Base Station System) is taken as an example to introduce a PTP dynamic deployment solution of the present invention.
  • BTS Base Station Transceiver
  • BSC Base Station Controller
  • all BTSs are logically grouped, and each group is guaranteed to have at least one BTS connected to the GPS as the master clock device.
  • the two groups are divided into two groups: group one and group two.
  • the second step is to configure the logical group ID of each BTS, that is, Group1 or Group2, and configure its PTP-related clock parameters (including but not limited to the parameters inherent in the clock quality and clock domain).
  • the BTS that is the slave clock device sends a multicast request to the PTS packet after the power is turned on, and the PTP packet carries its own group number and the type of the requested service.
  • the reserved field of the PTP packet header may be used to carry the group number, as shown in the reserved field in FIG. 6.
  • the slave device since the slave device sends multicast packets, all BTS base stations can receive After the request is received, the BTS, which is the master clock device, receives the packet requesting the authorization, and then extracts the logical group number from the ⁇ packet header, and determines whether the slave clock device is the same logical group according to the logical group number. If yes, the IP address is taken from the IP packet, the IP address of the BTS of the slave clock device is recorded, and the slave device responds to the unicast authorization response PTP packet. If not, the packet is discarded. Record any information.
  • the BTS as the master clock device also provides the corresponding service content to the slave clock device according to the type of the requested service, that is, the service message for sending the response.
  • the IP address of the master clock device is taken out from the packet and recorded; and according to the service packet sent by the master clock device, Clock synchronization starts between clock devices.
  • the BTS as the slave clock device resends the unicast request authorization message to the master clock device according to the recorded IP address of the master clock device after the requested authorization service expires.
  • the BTS base station as the slave clock device determines that the IP address from the master clock device is not received for IP0 for a period of time.
  • the packet or the synchronization service packet is forwarded to the first step in the above step, and the multicast request authorization packet is resent, so as to dynamically obtain the IP address of the master clock device.
  • the slave clock device resends the multicast request authorization message and directly performs the first step in the above steps, so that the master clock device can also reacquire the slave clock. IP address of the device.
  • FIG. 3 shows an interactive signaling process for implementing clock synchronization of a master-slave clock device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the process is specifically described as follows:
  • Step 1 Sending a multicast request from the clock device to authorize a PTP packet, and carrying the own group number in the PTP packet, using the reserved field in the PTP packet header; and carrying the synchronization in the PTP packet.
  • (Sync) Request authorization service information After receiving the multicast request to authorize the PTP packet, the master clock device extracts the group number from the PTP packet, and determines whether the slave clock device is in the same group according to the group number. If yes, The IP address of the slave clock device is recorded, and the slave clock device is responsive to the unicast authorized PTP message.
  • Step 3 The master clock device starts to send a unicast Sync clock synchronization message to the slave clock device, and the clock synchronization is started between the master and the slave.
  • the IP address of the master clock device in the packet is recorded. After that, when the authorized service requested by the clock device expires, the master clock device is sent to the master clock device. Resend the unicast request authorization message.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a synchronization process performed from a clock device PTP module according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the process is specifically described as follows:
  • Step 401 Send a multicast request authorization message periodically from the clock device.
  • Step 402 The master clock device determines whether the received authorization packet is in the same group as itself. If yes, the next step 403 is performed; otherwise, the process returns to step 401;
  • Step 403 Record an IP address of the master clock device.
  • Step 404 determining whether the clock synchronization service message is received, if yes, proceeding to step 405, otherwise, returning to step 401;
  • Step 405 The slave clock device synchronizes the local clock according to the received clock synchronization service message.
  • Step 406 The slave clock device resends the unicast request authorization message to the master clock device after the requested authorization service expires.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a synchronization process performed by a PTP module of a master clock device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the process is specifically described as follows:
  • Step 501 The master clock device receives the multicast request authorization packet, and the master clock device is in the request authorization packet. Include a logical group ID, and include type information of the request service in the request authorization message, for example, information related to a clock synchronization service request;
  • the type information of the request service may include one of Announce request authorization, Sync request authorization, Delay-resp request authorization, and may include any two types of request authorization information, and may also include all three types of request authorization.
  • Step 502 The master clock device determines whether the received request authorization message is in the same group as itself. If yes, step 503 is performed; otherwise, the process returns to step 501;
  • Step 503 The master clock device creates a new logical port for the slave clock device, and records the information contained in the slave clock device packet, including the IP address of the slave clock device, and the clock signal sent by the master clock device. Information such as interval time, duration, etc.
  • Step 504 The master clock device sends a unicast authorization response message to the slave clock device, and simultaneously sends a clock synchronization service message.
  • the master clock device when the master clock device receives the request for the authorization message, it determines that the authorization response message is directly sent if the authorization is required to be authorized; and the master clock device authorizes the message according to the request sent by the clock device in step 501.
  • the information about the clock synchronization service request contained in the packet starts to send the clock synchronization service message.
  • the master clock device After receiving the request authorization message from the clock device, the master clock device creates a new logical port for the clock device.
  • the port records the information carried in the slave clock device packet. This includes not only the IP address but also the subsequent master clock device.
  • the information about the interval, duration, and other information of the clock synchronization is sent.
  • the master clock device does not receive the PTP packet from the slave clock device for a period of time, the logical port is deleted.
  • the embodiment of the present invention further provides a clock synchronization system for a master-slave clock device, the system mainly includes: an authorization request initiation unit in the slave clock device, and an authorization request processing unit in the master clock device, where
  • the authorization request initiating unit is configured to send a multicast request authorization message when requesting authorization from the clock device, and carry the type of the request service and the pre-assigned logical group ID in the sent request authorization message;
  • the type of the request service includes one or any combination of the following: Announce request authorization, Sync request authorization, Delay-resp request authorization;
  • the authorization request processing unit is configured to: according to the received request, authorize the logical group ID carried in the packet, and if it is determined to be the same logical group, send the unicast authorization response report to the slave clock device. And sending, according to the type of the requested service, the corresponding service message to the slave clock device.
  • the system further comprises a logical grouping unit, configured to logically group all the master clock devices and the slave clock devices in advance, and assign corresponding logical group IDs, wherein each logical group contains at least one master clock device.
  • a logical grouping unit configured to logically group all the master clock devices and the slave clock devices in advance, and assign corresponding logical group IDs, wherein each logical group contains at least one master clock device.
  • the authorization request processing unit is further configured to, according to the logical group ID, record the IP address of the slave clock device and determine the slave clock according to the recorded IP address, if it is determined to be the same logical group The device sends a unicast authorization response packet.
  • the authorization request initiating unit is further configured to: when receiving the authorization response message, record an IP address of the master clock device, and after the requested service expires, according to the recorded IP address of the master clock device The address resends the unicast request authorization message to the master clock device.
  • the authorization request initiating unit is further configured to: after sending the request authorization message, if the authorization response message or the service message of the primary clock device is not received within the set time, resending the Requesting an authorization message; and/or resending the request authorization message when the IP address of the slave clock device changes.
  • the authorization request initiating unit is further configured to carry the logical group ID by using a header reserved field of the request authorization message.
  • modules or steps of the present invention can be implemented by a general-purpose computing device, which can be concentrated on a single computing device or distributed over a network composed of multiple computing devices. Alternatively, they may be implemented by program code executable by the computing device, such that they may be stored in the storage device for execution by the computing device, and And in some cases, the steps shown or described may be performed in a different order than that herein, or they may be separately fabricated into individual integrated circuit modules, or a plurality of modules or steps thereof may be fabricated into a single integrated circuit. Module to achieve. Thus, the invention is not limited to any specific combination of hardware and software.
  • the present invention provides a clock synchronization method and system for a master-slave clock device, which realizes clock synchronization of a master-slave clock device based on a PTP protocol.
  • a master-slave clock device which realizes clock synchronization of a master-slave clock device based on a PTP protocol.
  • the dynamic deployment of the master-slave clock device is realized, and the dynamic notification of the IP address of the master-slave device is realized through the PTP protocol interaction, and the grouping of the master-slave clock device is supported, and the grouping is improved.
  • the flexibility of the network element design is provided.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

本发明公开了一种主从时钟设备的时钟同步方法及***，所述方法包括：从时钟设备请求授权时，在发送的组播请求授权报文中携带请求服务的类型以及预先分配的逻辑组ID；与所述从时钟设备同一逻辑组的主时钟设备收到请求授权报文后，向从时钟设备发送单播的授权响应报文，并根据请求服务的类型向从时钟设备发送相应的服务报文。与现有技术相比，本发明实现了主从时钟设备的动态部署，通过PTP协议交互，实现主从设备IP地址的动态告知，并且支持主从时钟设备的分组，提高了网元架构设计方案的灵活性。

Description

一种主从时钟设备的时钟同步方法及***
技术领域
本发明涉及时钟同步技术领域， 尤其涉及一种主从时钟设备的时钟同步 方法及***。
背景技术
移动网络对高精度时钟同步有严格要求， 时钟同步的目的是将网络中各 节点的时钟同步到同一基准。 基于 FDD ( Frequency Division Duplex, 频分双 工）的无线***如 UMTS ( Universal Mobile Telecommunications System, 通用 移动通信***）要求各节点间保持频率同步， 而基于 TDD(Time Division Duplex,时分双工）的无线***如 TD-SCDMA( Time Division- Synchronous Code Division Multiple Access, 时分同步码分多址 ) /CDMA2000等则要求时钟频率 和相位的同步。
目前移动网络中时钟同步较多釆用 GPS ( Global Positioning System,全球 定位***）授时的方法， 但 GPS授时存在成本高， 安装困难（需要 120度净 空要求等 ),且存在不可用的风险。在 2002年出现的 IEEE( Institute of Electrical and Electronics Engineers, 美国电气和电子工程师协会 ) 1588标准， 即网络化 测量和控制***的精确时钟同步协议（ Precision Time Protocol,简称为 PTP ) , 提供了网络内时钟同步的方案， 可以实现网络内其他时钟与网络内最精确时 钟保持同步， 因此 PTP可以成为 GPS的替代方案。
PTP协议主要通过主时钟设备 ( Master time )和从时钟设备 ( Slave time ) 设备之间 PTP报文交互来实现时间同步。 如图 1所示， PTP协议中定义了四 种报文： 同步报文（ Sync ) ,跟随报文（ Follow_up ) ,延时请求报文（ Delay_req ) 和延时应答报文（Delay— resp ) 。 PTP***中的从时钟设备利用这四种报文， 从中获得时间戳， 确定与主时钟设备的时间偏差来调整自己的时钟。 其中， tl为主时钟设备发送同步报文的时间； t2为从时钟设备接收到同步报文的时 间； t3为从时钟设备发送延迟请求报文的时间； t4为主时钟设备接收到延迟 请求报文的时间。 则主从时钟设备间的时间偏差 Offset和网络传输 Delay存 在如下关系：
t2-tl=Delay+Offset;
t4-t3=Delay-Offset。
由上可知， 时间偏差 Offset=[(t2-tl)-(t4-t3)]/2, 因此， 从时钟设备可以根 据计算得到的 Offset即主从之间的相位差来调整自己的本地时钟， 从而达到 主从时钟设备同步的目的。
PTP协议规定了主时钟设备和从时钟设备之间可以通过单播的或者组播 的 UDP 文两种方式来交互。
目前， 当一个网络中有多个主时钟设备和从时钟设备时， 主要有以下两 种部署方式：
( 1 )在每个主上配置需要与其相连的每个从时钟设备的 IP地址， 在从 时钟设备上配置为其提供时钟服务的主时钟设备的 IP地址， 主时钟设备通过 单播的方式与从时钟设备进行报文交互。
这种方式下， 一旦主时钟设备的 IP地址发生变化， 就需要手工去同步每 个从时钟设备的 IP地址。
( 2 )为每个时钟设备配置一个组播地址， 主时钟设备和从时钟设备加到 同一组播组内， 主时钟设备通过组播的方式与从时钟设备进行才艮文交互。
这种方式下，只需要主时钟设备定时在组播组内发组播的 sync报文即可， 而无需知道从时钟设备的 IP地址等网络属性。 由于协议已经规定了组播组， 如果网络内有多个主时钟设备同时组播， 则在部署时就需要在物理上将每个 主时钟设备和其所服务的从时钟设备作为一个组隔离开来， 否则将会造成从 时钟设备收到多个主时钟设备的组播报文， 时间无法同步， 并且网络上大量 组播报文， 也容易引起网络堵塞。
综上所述， 上述两种传统的方式在部署上都缺少灵活性， 增加了运维成 本， 并且也给工程的实施带来巨大的困难。
发明内容 本发明解决的技术问题是提供一种主从时钟设备的时钟同步方法及系 统， 实现基于 PTP协议的主从时钟设备的时钟同步。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种主从时钟设备的时钟同步方法， 所述方法包括：
从时钟设备请求授权时， 在发送的组播请求授权报文中携带请求服务的 类型以及预先分配的逻辑组 ID;
与所述从时钟设备同一逻辑组的主时钟设备收到所述请求授权报文后， 向所述从时钟设备发送单播的授权响应报文， 并根据所述请求服务的类型向 所述从时钟设备发送相应的服务报文。
优选地， 所述方法还包括：
预先对所有主时钟设备和从时钟设备进行逻辑分组， 并为分成的逻辑组 分配相应的逻辑组 ID, 其中每个逻辑组中至少包含一个主时钟设备。
优选地， 同一逻辑组的主时钟设备收到所述请求授权报文后， 向所述从 时钟设备发送单播的授权响应报文的步骤包括： 所述同一逻辑组的主时钟设 备收到所述请求授权报文时， 记录所述从时钟设备的 IP地址， 并根据记录的 IP地址向所述从时钟设备发送单播的授权响应报文。
优选地， 所述方法还包括：
所述从时钟设备收到所述授权响应报文时，记录所述主时钟设备的 IP地 址；
所述从时钟设备所请求的服务到期后， 根据记录的所述主时钟设备的 IP 地址重新向所述主时钟设备发送单播的请求授权报文。
优选地， 所述请求服务的类型包括如下一种或其任意组合： 通知 ( Announce )请求授权， 同步（ Sync )请求授权， 延时应答 ( Delay resp )请 求授权。
优选地， 所述方法还包括：
所述从时钟设备发送所述请求授权报文后， 如果在设定的时间内没有收 到主时钟设备的授权响应报文或服务报文， 重新发送所述请求授权报文； 在 从时钟设备的 IP地址发生变化时， 重新发送所述请求授权报文。 优选地， 所述从时钟设备通过所述请求授权报文的头部预留字段携带所 述逻辑组 ID。
本发明还提供了一种主从时钟设备的时钟同步***， 所述***包括： 从 时钟设备中的授权请求发起单元， 和主时钟设备中的授权请求处理单元， 其 中，
所述授权请求发起单元， 设置为从时钟设备请求授权时发送组播的请求 授权报文， 并在发送的所述请求授权报文中携带请求服务的类型以及预先分 配的逻辑组 ID进行判断； 其中， 所述请求服务的类型包括如下一种或其任意 组合： Announce请求 4受权， Sync请求 4受权， Delay— resp请求 4受权；
所述授权请求处理单元， 设置为根据收到的所述请求授权报文中携带的 所述逻辑组 ID , 如果判断出所述从时钟设备和所述授权请求处理单元属于同 一逻辑组， 则向所述从时钟设备发送单播的授权响应报文， 并根据所述请求 服务的类型向所述从时钟设备发送相应的服务报文。
优选地， 所述***还包括逻辑分组单元， 设置为预先对所有主时钟设备 和从时钟设备进行逻辑分组， 并为分成的逻辑组分配相应的逻辑组 ID, 其中 每个逻辑组中至少包含一个主时钟设备。
优选地， 所述授权请求处理单元还设置为， 根据所述逻辑组 ID, 如果判 断出所述从时钟设备和所述授权请求处理单元属于同一逻辑组， 则记录所述 从时钟设备的 IP地址， 并根据记录的 IP地址向所述从时钟设备发送单播的 授权响应艮文；
所述授权请求发起单元还设置为， 收到所述授权响应报文时， 记录所述 主时钟设备的 IP地址， 并在所请求的服务到期后， 根据记录的所述主时钟设 备的 IP地址重新向所述主时钟设备发送单播的请求授权报文。
优选地， 所述授权请求发起单元还设置为， 发送所述请求授权报文后， 如果在设定的时间内没有收到主时钟设备的授权响应报文或服务报文， 则重 新发送所述请求授权报文； 和 /或， 在从时钟设备的 IP地址发生变化时， 重新 发送所述请求授权报文。
优选地， 所述授权请求发起单元还设置为， 通过所述请求授权报文的头 部预留字段携带所述逻辑组 ID。
釆用本发明技术方案， 与现有技术相比， 实现了主从时钟设备的动态部 署， 通过 PTP协议交互， 实现主从设备 IP地址的动态告知， 并且支持主从时 钟设备的分组， 提高了网元架构设计方案的灵活性。
附图概述
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解， 构成本申请的一部 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为 PTP协议主从时钟设备 PTP 4艮文交互示意图；
图 2为依据本发明实施例一的 PTP协议的 BSS架构图；
图 3为依据本发明实施例二的主从时钟设备交互信令示意图；
图 4为依据本发明实施例三的从时钟设备 PTP的处理流程示意图； 图 5为依据本发明实施例四的主时钟设备 PTP的处理流程示意图； 图 6为依据本发明实施例一的 PTP协议头部字段结构示意图。
本发明的较佳实施方式
本发明的核心思想在于， 首先， 在网络中从逻辑上给主从时钟设备划分 逻辑组，给每个主从设备配置自己所属的组号，在报文交互的过程中使用 PTP 协议中的保留字段来区分哪些报文需要自己响应， 这就解决了背景技术中提 到的第二种部署方案多个主从时钟设备无法区分的问题； 在配置完逻辑分组 的基础上， 从时钟设备定期向主时钟设备发送组播的请求授权的 PTP报文， 主时钟设备收到后可以根据 PTP报文中所带的逻辑组号， 来决定是否需要给 该从时钟设备提供时钟同步服务， 如果是， 则以单播的方式发送授权报文， 并同时保存从时钟设备的 IP地址， 从时钟设备收到授权后， 从授权报文中获 取主时钟设备的 IP地址并保存， 主从时钟设备之间通过这种交互方式来学习 对端的 IP地址，从而解决了背景技术中提到的第一种部署方案中需要手工配 置和维护每个设备 IP信息的缺点。 由于这种交互方式是在开始协商时使用组播， 在真正时钟同步服务交互 时是釆取单播， 因此， 大大减少了组播报文的数量， 并且根据组号来判断是 否需要响应， 不会造成网络上大量组播报文， 引起网络堵塞的问题。
基于上述思想， 本发明提供一种主从时钟设备的时钟同步方法， 具体釆 用以下技术方案：
从时钟设备请求授权时， 在发送的组播请求授权报文中携带请求服务的 类型以及预先分配的逻辑组 ID;
同一逻辑组的主时钟设备收到所述请求授权报文后， 向所述从时钟设备 发送单播的授权响应报文， 并根据所述请求服务的类型向所述从时钟设备发 送相应的服务报文。
其中，所述请求服务的类型包括如下一种或其任意组合：通知（ Announce ) 请求授权， Sync请求授权， Delay— resp请求授权。
其中， 所述方法还包括：
对所有主时钟设备和从时钟设备进行逻辑分组， 并预先分配相应的逻辑 组 ID , 其中每个逻辑组中至少包含一个主时钟设备。
优选地， 其他逻辑组的主时钟设备收到所述组播的请求授权报文时， 根 据其中包含的逻辑组 ID 判断出不是同一个逻辑组， 则丟弃所述请求授权报 文。
优选地， 所述同一逻辑组的主时钟设备收到所述请求授权报文时， 记录 所述从时钟设备的 IP地址， 并根据记录的 IP地址向所述从时钟设备发送所 述授权响应报文。
优选地， 所述从时钟设备收到所述授权响应报文后， 记录所述主时钟设 备的 IP地址； 并在所请求的服务到期后， 根据记录的所述主时钟设备的 IP 地址重新向所述主时钟设备发送单播的请求授权报文。
优选地 , 所述从时钟设备通过所述请求授权报文的头部预留字段携带所 述逻辑组 ID。
优选地， 所述方法还包括： 所述从时钟设备发送请求授权报文后， 如果在设定的时间内没有收到主 时钟设备的授权响应报文或服务报文， 则重新发送所述请求授权报文。
优选地， 所述方法还包括：
所述从时钟设备的 IP地址发生变化后， 重新发送所述请求授权报文。
为了便于阐述本发明， 以下将结合附图及具体实施例对本发明技术方案 的实施作进一步详细描述。 需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本申请中的 实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
实施例一
本实施例中以移动通信 BSS ( Base Station System, 基站子***）为例， 介绍本发明的 PTP动态部署方案。
如图 2所示， 当多个 BSS的网元 BTS ( Base Station Transceiver, 基站收 发台）与 BSC ( Base Station Controller, 基站控制器）相连时， 由其中的某些 BTS接 GPS作为主时钟设备， 为其他 BTS基站提供时间同步服务。
第一步， 将所有 BTS从逻辑上划分组， 每个组内保证至少有一个 BTS 接 GPS作为主时钟设备。
其中， 划分的逻辑组之间的设备没有重叠， 即， 主时钟设备或者从时钟 设备只能属于逻辑一个组， 而不能同时属于多个逻辑组。 本实施例中， 如图 2所示划分成两个组， 分别为组一和组二。
第二步， 为每个 BTS配置逻辑组 ID即 Groupl或者 Group2, 并同时配 置其 PTP相关时钟参数（主要包括但不仅限于时钟质量、 时钟域等设备固有 的参数） 。
第三步， 作为从时钟设备的 BTS在上电后周期发送组播的请求授权 PTP 报文， 在 PTP报文内带上自己的组号， 以及请求服务的类型；
具体地， 可以使用 PTP报文头部的预留字段带上所述组号， 如图 6中所 示的 reserved字段。
第四步， 由于从时钟设备发送的是组播报文， 因此所有 BTS基站都能收 到该请求， 当作为主时钟设备的 BTS收到该请求授权的 ΡΤΡ报文后， 从 ΡΤΡ 报文头部取出逻辑组号， 根据逻辑组号判断该从时钟设备是否与自己是同一 个逻辑组内的， 如果是， 则从 IP报文中取出 IP地址， 记录该从时钟设备的 BTS的 IP地址，给该从时钟设备回应单播的授权响应 PTP报文，如果不是则 丟弃 文， 不记录任何信息。
第五步， 同时， 作为主时钟设备的 BTS还根据请求服务的类型， 向从时 钟设备提供相应的服务内容， 即发送响应的服务报文。
第六步，作为从时钟设备的 BTS收到主时钟设备的授权响应 PTP报文后， 从报文中取出主时钟设备的 IP地址并记录下来； 并根据主时钟设备发送的服 务报文， 主从时钟设备之间开始时钟同步。
第七步， 作为从时钟设备的 BTS在所请求的授权服务到期后， 根据记录 的主时钟设备的 IP地址， 向主时钟设备重新发送单播的请求授权报文。
在这种部署方式下，当发生 BTS基站的 IP地址变化时，有以下两种情况：
( 1 ) 作为主时钟设备的 BTS基站的 IP地址发生变化， 例如由 IP0变成 IP1时， 作为从时钟设备的 BTS基站判断在一段时间内收不到来自主时钟设 备的 IP地址为 IP0的授权响应报文或同步服务报文， 就跳转上述步骤中的第 一步， 重新发送组播的请求授权报文， 从而来实现动态获取主时钟设备 IP地 址。
( 2 ) 作为从时钟设备 BTS基站的 IP地址发生变化， 该从时钟设备会重 新发送组播请求授权报文， 直接执行上述步骤中的第一步， 这样主时钟设备 也能重新获取到从时钟设备的 IP地址。
实施例二
图 3 示出了本发明实施例的主从时钟设备实现时钟同步的交互信令流 程， 如图 3所示， 该流程具体描述如下：
步骤 1 , 从时钟设备周期发送组播的请求授权 PTP报文， 在 PTP报文内 带上自己的组号， 使用 PTP报文头部的预留字段； 同时， 还在 PTP报文中携 带同步（Sync )请求授权服务信息。 步骤 2, 主时钟设备收到该从时钟设备的组播请求授权 PTP报文后， 从 PTP报文内取出组号， 根据组号判断该从时钟设备是否与自己是同组的， 如 果是，则记录该从时钟设备的 IP地址，给该从时钟设备回应单播的授权的 PTP 报文。
步骤 3 , 主时钟设备开始向从时钟设备发送单播的 Sync时钟同步报文， 主从之间开始时钟同步。
其中， 步骤 2中， 从时钟设备收到授权的 PTP报文后， 记录报文中的主 时钟设备的 IP地址， 此后， 当从时钟设备所请求的授权服务到期后， 将向主 时钟设备重新发送单播的请求授权报文。
实施例三
图 4 为依据本发明实施例的从时钟设备 PTP模块实现同步过程的示意 图， 如图 4所示， 该过程具体描述如下：
步骤 401 , 从时钟设备定时发送组播的请求授权报文；
步骤 402, 主时钟设备判断收到授权报文是否和自己是同一组的， 如果 是， 则执行下一步骤 403 , 否则， 返回步骤 401 ;
步骤 403 , 记录主时钟设备的 IP地址；
步骤 404, 判断是否收到时钟同步服务报文， 如果是， 则执行步骤 405, 否则， 返回步骤 401 ;
步骤 405, 从时钟设备根据收到的时钟同步服务报文同步本地时钟。 步骤 406, 从时钟设备在所请求的授权服务到期后， 重新向主时钟设备 发送单播的请求授权报文。
实施例四
图 5 为依据本发明实施例的主时钟设备 PTP模块实现同步过程的示意 图， 如图 5所示， 该过程具体描述如下：
步骤 501 , 主时钟设备收到组播的请求授权报文， 在该请求授权报文中 包含逻辑组 ID, 并在该请求授权报文中包含请求服务的类型信息， 例如时钟 同步服务请求的相关信息；
其中， 请求服务的类型信息可以包括 Announce请求授权， Sync请求授 权， Delay— resp请求授权中的其中一种， 也可以包括其中任意 2种请求授权 信息， 还可以包括全部 3种请求授权。
步骤 502, 主时钟设备判断收到的请求授权报文是否和自己是同一组的， 如果是， 则执行步骤 503 , 否则， 返回步骤 501 ;
步骤 503 , 主时钟设备为该从时钟设备新建一个逻辑端口， 在端口中记 录从时钟设备报文中所包含的信息， 包括从时钟设备的 IP地址， 还包括主时 钟设备发送时钟同步报文的间隔时间， 持续时间等信息；
步骤 504 , 主时钟设备向该从时钟设备发送单播的授权响应报文， 同时 发送时钟同步服务报文。
本实施例中， 主时钟设备收到请求授权报文时， 判断如果是需要给予授 权， 则直接回应授权响应报文； 同时， 主时钟设备会根据步骤 501 中从时钟 设备发送的请求授权报文中包含的时钟同步服务请求的相关信息， 开始发送 时钟同步服务报文。 主时钟设备在收到从时钟设备的请求授权报文后， 为其 新建一个逻辑端口， 在端口中记录从时钟设备报文中所带的信息， 这里不光 包括 IP地址， 还有后续主时钟设备发送时钟同步 4艮文的间隔时间， 持续时间 等信息，当主时钟设备在一段时间内没有收到来自从时钟设备的 PTP报文时， 则将该逻辑端口删除。
此外， 本发明实施例中还提供了一种主从时钟设备的时钟同步***， 该 ***主要包括： 从时钟设备中的授权请求发起单元， 和主时钟设备中的授权 请求处理单元， 其中，
所述授权请求发起单元， 设置为从时钟设备请求授权时发送组播的请求 授权报文， 并在发送的所述请求授权报文中携带请求服务的类型以及预先分 配的逻辑组 ID; 其中， 所述请求服务的类型包括如下一种或其任意组合： Announce请求授权， Sync请求授权， Delay— resp请求授权； 所述授权请求处理单元， 设置为根据收到的所述请求授权报文中携带的 所述逻辑组 ID, 如果判断出是同一逻辑组， 则向所述从时钟设备发送单播的 授权响应报文， 并根据所述请求服务的类型向所述从时钟设备发送相应的服 务报文。
优选地， 所述***还包括逻辑分组单元， 设置为预先对所有主时钟设备 和从时钟设备进行逻辑分组， 并分配相应的逻辑组 ID , 其中每个逻辑组中至 少包含一个主时钟设备。
优选地， 所述授权请求处理单元还设置为， 根据所述逻辑组 ID, 如果判 断出是同一逻辑组， 则记录所述从时钟设备的 IP地址， 并根据记录的 IP地 址向所述从时钟设备发送单播的授权响应报文；
所述授权请求发起单元还设置为， 收到所述授权响应报文时， 记录所述 主时钟设备的 IP地址， 并在所请求的服务到期后， 根据记录的所述主时钟设 备的 IP地址重新向所述主时钟设备发送单播的请求授权报文。
优选地， 所述授权请求发起单元还设置为， 发送所述请求授权报文后， 如果在设定的时间内没有收到主时钟设备的授权响应报文或服务报文， 则重 新发送所述请求授权报文； 和 /或， 在从时钟设备的 IP地址发生变化时， 重新 发送所述请求授权报文。
优选地， 所述授权请求发起单元还设置为， 通过所述请求授权报文的头 部预留字段携带所述逻辑组 ID。
以上仅为本发明的优选实施案例而已， 并不用于限制本发明， 本发明还 可有其他多种实施例， 在不背离本发明精神及其实质的情况下， 熟悉本领域 的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形， 但这些相应的改变和 变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
显然， 本领域的技术人员应该明白， 上述的本发明的各模块或各步骤可 以用通用的计算装置来实现， 它们可以集中在单个的计算装置上， 或者分布 在多个计算装置所组成的网络上， 可选地， 它们可以用计算装置可执行的程 序代码来实现， 从而， 可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行， 并 且在某些情况下， 可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤， 或者 将它们分别制作成各个集成电路模块， 或者将它们中的多个模块或步骤制作 成单个集成电路模块来实现。 这样， 本发明不限制于任何特定的硬件和软件 结合。
工业实用性 本发明提供一种主从时钟设备的时钟同步方法及***， 实现基于 PTP协 议的主从时钟设备的时钟同步。 釆用本发明技术方案， 与现有技术相比， 实 现了主从时钟设备的动态部署，通过 PTP协议交互， 实现主从设备 IP地址的 动态告知， 并且支持主从时钟设备的分组， 提高了网元架构设计方案的灵活 性。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种主从时钟设备的时钟同步方法， 包括：
从时钟设备请求授权时， 在发送的组播请求授权报文中携带请求服务的 类型以及预先分配的逻辑组 ID;
与所述从时钟设备同一逻辑组的主时钟设备收到所述请求授权报文后， 向所述从时钟设备发送单播的授权响应报文， 并根据所述请求服务的类型向 所述从时钟设备发送相应的服务报文。
2、 如权利要求 1所述的方法， 其还包括：
预先对所有主时钟设备和从时钟设备进行逻辑分组， 并为分成的逻辑组 分配相应的逻辑组 ID, 其中每个逻辑组中至少包含一个主时钟设备。
3、 如权利要求 2所述的方法， 其中， 同一逻辑组的主时钟设备收到所述 请求授权报文后， 向所述从时钟设备发送单播的授权响应报文的步骤包括： 所述同一逻辑组的主时钟设备收到所述请求授权报文时， 记录所述从时 钟设备的 IP地址， 并根据记录的 IP地址向所述从时钟设备发送单播的授权 响应艮文。
4、 如权利要求 3所述的方法， 其还包括：
所述从时钟设备收到所述授权响应报文时，记录所述主时钟设备的 IP地 址；
所述从时钟设备所请求的服务到期后， 根据记录的所述主时钟设备的 IP 地址重新向所述主时钟设备发送单播的请求授权报文。
5、 如权利要求 1、 2、 3或 4所述的方法， 其中，
所述请求服务的类型包括如下中的一种或其任意组合： 通知（ Announce ) 请求授权， 同步（Sync )请求授权， 延时应答（Delay_resp )请求授权。
6、 如权利要求 1、 2、 3或 4所述的方法， 其还包括：
所述从时钟设备发送所述请求授权报文后， 如果在设定的时间内没有收 到主时钟设备的授权响应报文或服务报文， 重新发送所述请求授权报文； 在 从时钟设备的 IP地址发生变化时， 重新发送所述请求授权报文。
7、 如权利要求 1所述的方法， 其中， 所述从时钟设备通过所述请求授权 报文的头部预留字段携带所述逻辑组 ID。
8、 一种主从时钟设备的时钟同步***， 包括： 从时钟设备中的授权请求 发起单元和主时钟设备中的授权请求处理单元， 其中，
所述授权请求发起单元设置为： 从时钟设备请求授权时发送组播的请求 授权报文， 并在发送的所述请求授权报文中携带请求服务的类型以及预先分 配的逻辑组 ID;其中，所述请求服务的类型包括如下中的一种或其任意组合： Announce请求授权， Sync请求授权， Delay— resp请求授权；
所述授权请求处理单元设置为： 根据收到的所述请求授权报文中携带的 所述逻辑组 ID进行判断 ,如果判断出所述从时钟设备和所述授权请求处理单 元属于同一逻辑组， 则向所述从时钟设备发送单播的授权响应报文， 并根据 所述请求服务的类型向所述从时钟设备发送相应的服务报文。
9、 如权利要求 8所述的***， 其还包括逻辑分组单元，
所述逻辑分组单元设置为： 预先对所有主时钟设备和从时钟设备进行逻 辑分组， 并为分成的逻辑组分配相应的逻辑组 ID, 其中每个逻辑组中至少包 含一个主时钟设备。
10、 如权利要求 8所述的***， 其中，
所述授权请求处理单元是设置为，根据所述逻辑组 ID进行判断， 如果判 断出所述从时钟设备和所述授权请求处理单元属于同一逻辑组， 则记录所述 从时钟设备的 IP地址， 并根据记录的 IP地址向所述从时钟设备发送单播的 授权响应 4艮文；
所述授权请求发起单元还设置为， 收到所述授权响应报文时， 记录所述 主时钟设备的 IP地址， 并在所请求的服务到期后， 根据记录的所述主时钟设 备的 IP地址重新向所述主时钟设备发送单播的请求授权报文。
11、 如权利要求 8、 9或 10所述的***， 其中，
所述授权请求发起单元还设置为， 发送所述请求授权报文后， 如果在设 定的时间内没有收到主时钟设备的授权响应报文或服务报文， 则重新发送所 述请求授权报文； 在从时钟设备的 IP地址发生变化时， 重新发送所述请求授 权报文。
12、 如权利要求 8、 9或 10所述的***， 其中，
所述授权请求发起单元是设置为， 通过所述请求授权报文的头部预留字 段携带所述逻辑组 ID。
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