WO2013182161A1 - 一种时间同步方法和装置 - Google Patents

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WO2013182161A1
WO2013182161A1 PCT/CN2013/079848 CN2013079848W WO2013182161A1 WO 2013182161 A1 WO2013182161 A1 WO 2013182161A1 CN 2013079848 W CN2013079848 W CN 2013079848W WO 2013182161 A1 WO2013182161 A1 WO 2013182161A1
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WO
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link
standby
primary
slave device
slave
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PCT/CN2013/079848
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English (en)
French (fr)
Inventor
王治平
Original Assignee
中兴通讯股份有限公司
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/04Speed or phase control by synchronisation signals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00Time-division multiplex systems
    • H04J3/02Details
    • H04J3/06Synchronising arrangements
    • H04J3/0635Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0638Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
    • H04J3/0641Change of the master or reference, e.g. take-over or failure of the master
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00Time-division multiplex systems
    • H04J3/02Details
    • H04J3/06Synchronising arrangements
    • H04J3/0635Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0638Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
    • H04J3/0658Clock or time synchronisation among packet nodes
    • H04J3/0661Clock or time synchronisation among packet nodes using timestamps
    • H04J3/0667Bidirectional 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 communications, and in particular, to a time synchronization (Time Synchronization) method and apparatus.
  • IP Internet Protocol
  • Ethernet has become the main development direction of IP-based bearer network.
  • Time synchronization and clock synchronization of devices are a key performance metric when deploying Carrier Ethernet.
  • different services have different requirements for time synchronization.
  • services such as the charging system, the communication network management system, and the seventh signaling usually require millisecond time synchronization.
  • the most stringent demand comes from the mobile network service, and with the development of mobile technology, the accuracy requirements and reliability requirements of the time synchronization of the mobile network service are getting higher and higher.
  • time-synchronous signal transmission in Ethernet a more mature type of technology is packet-based synchronization technology, for example, based on the IEEE 1588 V2 protocol (ie, Precision Time Protocol (PTP)).
  • PTP Precision Time Protocol
  • Time synchronization technology based on the IEEE 1588 V2 protocol can usually achieve sub-microsecond or even nanosecond time accuracy.
  • the master device and the slave device are required to send IEEE 1588 V2 packets to each other, and the time information is carried in the packets.
  • the slave device is based on the time information in a set of IEEE 1588 V2 protocol packets. , It can calculate the time offset of the slave device and the master device (Time Offset) to correct the time of the slave device to achieve time synchronization.
  • Figure 1 (a) is a flow chart of a set of messages and time synchronization of the IEEE 1588 V2 protocol based on the E2E (End-to-End) synchronization mechanism;
  • Figure 1 (b) shows the IEEE 1588 V2 protocol based on P2P ( Peer-to-Peer, peer-to-peer) A set of synchronization mechanisms and a flow chart of time synchronization.
  • the time synchronization technology based on the IEEE 1588 V2 protocol has low reliability.
  • an abnormal situation such as congestion or link abnormality occurs between the master device and the slave device, packet loss occurs. Incomplete sequence in the group protocol message will cause time synchronization to fail.
  • the embodiment of the invention provides a time synchronization method and device to solve at least the technical problem of time synchronization failure caused by an abnormal situation in the related art.
  • the embodiment of the invention provides a time synchronization method, including:
  • the slave device detects whether time synchronization can be performed by the primary link between the master device and the slave device;
  • the slave device When time synchronization cannot be performed by the primary link between the master device and the slave device, the slave device performs time synchronization using the alternate link.
  • the step of the slave device performing time synchronization using the standby link includes:
  • the slave device switches from the primary link to a backup link between the primary device and the secondary device, where the primary device is the same device and has the same one for the time synchronization before and after the handover.
  • the slave device performs the time synchronization with the master device using the standby link.
  • the step of the slave device switching from the primary link to the standby link between the primary device and the secondary device includes:
  • the slave device switches from the primary link to one of the backup links between the primary device and the secondary device, wherein the secondary device establishes the primary usage with the primary device in advance.
  • a link and at least one of the alternate links are provided.
  • the step of the slave device performing time synchronization using the standby link includes:
  • the slave device switches from the primary link to a standby link between the standby primary device and the secondary device, where the primary device and the standby primary device are different devices but have the same application a time synchronized clock source;
  • the slave device performs the time synchronization with the standby master device using the standby link.
  • detecting, at the slave device, whether a master between the master device and the slave device is capable Before the step of time synchronization using the link the method further includes:
  • the slave device establishes a physical connection with the master device and the standby master device to obtain the primary link and the standby link, respectively.
  • the step of the slave device switching from the primary link to the standby link between the standby primary device and the secondary device includes:
  • the slave device switches from the primary link to the standby link between the slave device and one of the standby master devices, wherein the slave device establishes one of the masters with the master device in advance Using the link, and establishing at least one of the alternate links with at least one of the standby master devices.
  • the step of the slave device performing time synchronization using the standby link includes:
  • the slave device performs protocol packet exchange with the standby master device to obtain a time offset T2 between the slave device and the standby master device;
  • the slave device compares the time offset T2 with a previously obtained time offset T1 between the slave device and the master device;
  • the method further includes:
  • the slave device obtains a time offset between the slave device and the standby master device every predetermined time.
  • ⁇ ⁇ ⁇ - Tn-1 > k ⁇ Tn-1
  • ⁇ T Tn - Tn-1 ⁇ k ⁇ Tn-1 ( 0 ⁇ k 1 )
  • the correction of the time offset is stopped, wherein Tn represents the a time offset between the slave device and the slave master device obtained from the nth time of the device, Tn-1 indicating the slave device and the slave master device obtained from the n-1th time of the slave device Time offset between.
  • the step of detecting, by the slave device, whether time synchronization can be performed by using the primary link between the master device and the slave device includes:
  • the slave device does not detect the clock level of the clock source of the master device, or determines that the detected clock source of the master device is not the clock source with the highest clock level among all clock sources in the database.
  • the slave device detects that time synchronization cannot be performed by using the primary link between the master device and the slave device;
  • the step of the slave device performing time synchronization using the standby link includes:
  • the slave device switches from the primary link to a standby link between the slave device and a standby master device corresponding to a clock source having the highest clock level in the database;
  • the slave device performs the time synchronization with the standby master device using the standby link.
  • the embodiment of the present invention further provides a time synchronization device, located on the slave device, comprising: a detecting unit, configured to: detect whether time synchronization can be performed by using a primary link between the master device and the slave device;
  • a synchronization unit configured to: use the alternate link for time synchronization when time synchronization cannot be performed by the primary link between the primary device and the secondary device.
  • the synchronization unit includes:
  • a first switching module configured to: switch from the primary link to a standby link between the primary device and the secondary device, where the primary device is the same device and has the same usage before and after the handover a clock source synchronized at the time;
  • a first synchronization module configured to: perform the time synchronization with the primary device using the alternate link.
  • the first switching module includes:
  • a first switching submodule configured to: switch from the primary link to one of the standby links between the primary device and the secondary device, wherein the secondary device is pre-configured with the primary device Establishing one of the primary link and at least one of the backup links.
  • the synchronization unit further includes:
  • a second switching module configured to: switch from the primary link to a standby link between the standby primary device and the secondary device, where the primary device and the standby primary device are different devices but have The same clock source for the time synchronization;
  • a second synchronization module configured to: perform the time synchronization with the alternate primary device using the alternate link.
  • the device further includes:
  • a link establishing unit configured to: simultaneously with the master device and the standby master before the detecting unit detects whether time synchronization can be performed by using the primary link between the master device and the slave device The device establishes a physical connection to obtain the primary link and the alternate link, respectively.
  • the second switching module includes:
  • a second switching submodule configured to: switch from the primary link to the standby link between the secondary device and one of the standby primary devices, wherein the secondary device is pre-configured with the primary device
  • the device establishes one of the primary links and establishes at least one of the standby links with at least one of the standby primary devices.
  • the synchronization unit further includes:
  • An acquisition module configured to: perform protocol packet exchange with the standby master device to obtain a time offset T2 between the slave device and the standby master device;
  • a comparison module configured to: compare the time offset T2 with a previously obtained time offset T1 between the slave device and the master device;
  • the detecting unit includes:
  • a judging module configured to: determine whether the clock level of the clock source of the master device can be detected, or determine whether the detected clock source of the master device is all clock sources in the database The clock source with the highest clock level;
  • a detecting module configured to: when the slave device does not detect the clock level of the clock source of the master device, or determine that the detected clock source of the master device is not all clock sources in the database When the clock source with the highest clock level is detected, it is detected that time synchronization cannot be performed by the primary link between the master device and the slave device;
  • the synchronization unit includes:
  • a third switching module configured to: switch from the primary link to a standby link between the secondary device and the standby primary device corresponding to a clock source having the highest clock level in the database;
  • a module configured to: perform the time synchronization with the alternate primary device using the alternate link.
  • the link backup and the backup of the master device are used to enable the link to be switched in the abnormal situation, and the time synchronization is not affected, and the time synchronization failure caused by the abnormal situation in the related art is solved.
  • the technical problem has reached the technical effect of improving the reliability of time synchronization.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a link backup scheme between a master device and a slave device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a link backup scheme between a master device and a slave device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a scheme for configuring an alternate primary device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a preferred configuration of a standby master device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a state of a smooth handover scheme according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a preferred graph of correcting time of a slave device in the smooth handover scheme according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a structural block diagram of a time synchronization apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • This embodiment is described by taking an example of an external clock source that is a GPS (Global Positioning System) device and an Ethernet ring based on the Spanning Tree Protocol (STP).
  • the external clock source is the 1588 clock source.
  • the embodiment of the invention provides a time synchronization method based on the IEEE 1588 V2 protocol, and constructs a communication system capable of realizing precise time synchronization through an Ethernet data exchange network, which is backed up and configured by the link between the master device and the slave device.
  • the master device and the slave device smoothly switch the time synchronization master device and the backup master device to improve the reliability of the time synchronization technology and the reliability of the precise time synchronization of the communication system.
  • an embodiment of the present invention provides a time synchronization method, where the method includes the following steps.
  • Step S1 The slave device detects whether time synchronization can be performed by the primary link between the master device and the slave device.
  • Step S2 When time synchronization cannot be performed by the primary link between the master device and the slave device, the slave device performs time synchronization using the standby link.
  • the link backup and the backup of the master device can perform link switching in an abnormal situation, and the time synchronization is not affected, and the technical problem of time synchronization failure due to abnormal conditions in the related art is solved. , the technical effect of improving the reliability of time synchronization is achieved.
  • the embodiment of the present invention provides various implementations, including: 1) link backup between the master device and the slave device, which can avoid time synchronization failure caused by link abnormality; Configuring the standby master device, because the master device and the backup master device are configured to smoothly switch the time synchronization from the device, the time synchronization failure caused by congestion and link abnormality can be avoided.
  • the standby master device is set, Therefore, it is also possible to actively select a clock with a higher level.
  • the time source performs time synchronization, improving the reliability of the time synchronization technique and the reliability of the precise time synchronization of the communication system.
  • the link backup between the master device and the slave device uses the link backup between the master device and the slave device; Create an Ethernet ring using Spanning Tree Protocol or Ethernet ring technology.
  • the Ethernet ring there are at least two links between the master device and the slave device.
  • the slave device selects one of the active links to exchange protocol packets with the master device to implement time synchronization.
  • the slave device selects another alternate link to exchange protocol packets with the master device to ensure that the time synchronization is uninterrupted.
  • the master device is the same device and has the same clock source, and the time synchronization is jitter-free.
  • the slave device smoothly switches between the time synchronization master device and the standby master device.
  • a physical connection is established with the slave device, and the master device is selected as a time synchronization source based on the IEEE 1588 V2 protocol.
  • the slave device selects and One standby master device performs protocol 4 interactions to ensure uninterrupted time synchronization.
  • the master device and the standby master device are different devices but have the same clock source, ensuring a small time synchronization jitter range.
  • the slave device calculates the time offset from the master device and corrects the time of the slave device, compares the time offset between the slave device and the original master device and the new master device before and after the switching, and calculates two time offsets.
  • the difference if the difference exceeds the time offset of the slave device from the original master device (or several multiples thereof), when the slave device corrects the time, only half of the time offset between the slave device and the new master device is corrected (or not More than a multiple of 1), reducing the jitter of the time synchronization correction value of the slave device before and after switching.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a link backup scheme between a master device and a slave device according to an implementation of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a preferred implementation manner of a link backup scheme between a master device and a slave device according to an implementation of the present invention.
  • each link in the three links implements time synchronization between the slave device and the master device.
  • the slave device specifies one link as the primary link and the other link as the backup link.
  • the slave device selects the active link to perform time synchronization with the master device, and saves the data calculated by the IEEE 1588 V2 protocol packet exchange and protocol calculation using the standby link to the master device to the database.
  • the slave device selects the first standby link or the second standby link as the new primary link according to the protocol calculation data saved in the database, so as to ensure that the time synchronization is uninterrupted.
  • the original primary link acts as a backup link after the link is recovered and other standby links.
  • the slave device selects a new active link to synchronize time with the master device, and saves the data calculated by the IEEE 1588 V2 protocol packet exchange and protocol using the standby link to the master device to the database.
  • the master device Before and after the link switchover, the master device is the same device and has the same clock source. The time synchronization is jitter-free.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a scheme for configuring an alternate primary device according to an implementation of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a preferred embodiment of a configuration scheme of a standby primary device according to an implementation of the present invention.
  • each link between the slave device and the master device and the standby master device implements IEEE.
  • the slave device specifies the link connected to the master device as the primary link and the other link as the backup link.
  • the slave device selects the active link to synchronize time with the master device, and saves the data calculated by the IEEE 1588 V2 protocol packet exchange and protocol with the standby master device to the database.
  • Table 1 is a list of reasons for causing a switch from a device link.
  • the slave device selects the first standby link or the second standby link as the new primary link according to the protocol calculation data stored in the database. , to ensure that time synchronization is uninterrupted.
  • the original primary link is used as a backup link after the link is recovered and other standby links.
  • the standby primary device connected to the secondary device acts as the new primary device, and the original primary device acts as the standby primary device after the link is restored and the other primary primary devices.
  • the slave device selects a new active link for time synchronization with the new master device, and saves the data calculated by the IEEE 1588 V2 protocol packet exchange and protocol using the standby link to the standby master device to the database.
  • the master device Before and after the link switchover, the master device is switched. Since the original master device and the new master device use the GPS as the upstream clock source to implement clock synchronization, which is a homologous clock device, the time synchronization jitter range is small.
  • the slave device receives an Announce message from the master device, the first standby master device, and the second standby master device through three links, and parses the grandmasterClockQuality field from the device, that is, the master device and the first standby master.
  • the slave device obtains the clock level parameters from multiple time synchronization sources and records them in the database.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a state of a smooth handover scheme according to an implementation of the present invention. As shown in the figure, the smooth handover scheme includes the following state change path:
  • the idle (Idle) state is switched to the Detect state.
  • the Detect state switches to voting ( Vote) status
  • the slave device elects the highest level of clock source based on the clock level of all clock sources in the database. After the device functions as the new master device, it switches from the Vote state to the Switch state.
  • the slave device and the new master device After the slave device and the new master device perform the IEEE 1588 V2 protocol interaction and implement the time synchronization, the status of the master device and the standby master device of the clock source device in the database is updated, and the state of the switch is switched to the Idle state.
  • the Detect state switches back to the Idle state.
  • the slave device changes state as shown in Fig. 6.
  • FIG. 7 is a preferred graph of correcting time from a device in a smooth switching scheme according to an implementation of the present invention.
  • the slave device synchronizes with the original master device, and calculates the time offset to T1 through a set of IEEE 1588 V2 protocol packets with sequence number 100.
  • the slave device corrects the time, and the corrected time offset is T1. ;
  • the IEEE 1588 V2 protocol interacts with each other to perform time synchronization.
  • the time offset is calculated as T2 by a set of IEEE 1588 V2 protocol packets with sequence number 20;
  • the residual time error is corrected according to the time offset T3 calculated by a set of IEEE 1588 V2 protocol messages with a message sequence number of 21;
  • the time offset between the slave device and the master device calculated before and after the switch is Tm and Tm-1.
  • the value is usually in the sub-microsecond or even nanosecond time precision and range. If the absolute value of the time offset Tm is calculated by a certain IEEE 1588 V2 protocol message is less than a certain time range allowed by the precision, then The slave device corrects the time according to the Tm, and realizes the time synchronization between the slave device and the new master device, and no time error is left.
  • a time synchronization device is also provided, which is located on the slave device, and the device is used to implement the above embodiments and preferred embodiments, and the description has been omitted.
  • the term "unit” or “module” may be a combination of software and/or hardware that implements a predetermined function.
  • the apparatus described in the following embodiments is preferably implemented in software, implementation by hardware, or a combination of software and hardware, is also possible and conceivable.
  • the time synchronization device includes: a detecting unit 10 configured to: detect whether time synchronization can be performed by the primary link between the master device and the slave device; and the synchronization unit 20 is configured to: When the time synchronization cannot be performed by the primary link between the master device and the slave device, the backup link is used for time synchronization.
  • the link backup and the backup of the master device can perform link switching in an abnormal situation, and the time synchronization is not affected, and the technical problem of time synchronization failure due to abnormal conditions in the related art is solved. , the technical effect of improving the reliability of time synchronization is achieved.
  • the embodiment of the present invention provides various implementations, including: 1) link backup between the master device and the slave device, which can avoid time synchronization failure caused by link abnormality; Configuring the standby master device, because the master device and the backup master device are configured to smoothly switch the time synchronization from the device, the time synchronization failure caused by congestion and link abnormality can be avoided.
  • the standby master device is set, Therefore, it is also possible to actively select a time source with a higher clock level for time synchronization, and improve the reliability of the time synchronization technology and the reliability of the precise time synchronization of the communication system.
  • the synchronization unit 20 includes: a first switching module 201 configured to: switch from the primary link to the standby link between the primary device and the secondary device, where The master device is the same device and has the same clock source for the time synchronization; the first synchronization module 202 is configured to: perform the time synchronization with the master device using the standby link.
  • the first switching module 201 includes: a first switching submodule 2011, configured to: switch from the primary link to a standby link between the primary device and the secondary device, where The slave device establishes at least two of the backup links with the master device in advance.
  • the synchronization unit 20 includes: a second switching module 203 configured to: switch from the primary link to the standby link between the standby primary device and the secondary device, where the primary device and the primary device
  • the standby master device is a different device but has the same clock source for the time synchronization
  • the second synchronization module 204 is configured to: perform the time synchronization with the standby master device using the standby link.
  • the time synchronization device further includes: a link establishing unit 30 configured to: simultaneously, before the detecting unit detects whether time synchronization can be performed by the primary link between the primary device and the secondary device, simultaneously with the primary The device establishes a physical connection with the standby master device to obtain the primary link and the standby link, respectively.
  • the second switching module 203 includes: a second switching submodule 2031, configured to: switch from the primary link to the standby link between the slave device and one of the standby master devices, where And the slave device separately establishes one of the standby links with each of at least two of the standby master devices.
  • Tn represents a time offset between the slave device and the slave master device obtained by the slave device for the nth time
  • Tn-1 represents the n-1th time obtained by the slave device.
  • the detecting unit 10 further includes: a determining module 101, configured to: determine whether the clock level of the clock source of the master device can be detected, or determine whether the detected clock source of the master device is all in the database a clock source having the highest clock level in the clock source; the detecting module 102 is configured to: when the slave device does not detect the clock level of the clock source of the master device, or determine the detected clock of the master device When the source is not the clock source with the highest clock level among all the clock sources in the database, it is detected that the time cannot be the same through the primary link between the master device and the slave device.
  • a determining module 101 configured to: determine whether the clock level of the clock source of the master device can be detected, or determine whether the detected clock source of the master device is all in the database a clock source having the highest clock level in the clock source
  • the detecting module 102 is configured to: when the slave device does not detect the clock level of the clock source of the master device, or determine the detected clock of the master device When the source is not the clock source with
  • the synchronization unit 20 further includes: a third switching module 208, configured to: switch from the primary link to the slave device corresponding to a clock source with the highest clock level in the database The standby link between the standby master devices; the third synchronization module 209 is configured to: perform the time synchronization with the standby master device using the standby link.
  • 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 by the computing device and, in some cases, may be different from the order herein.
  • the steps shown or described are performed, or they are separately fabricated into individual integrated circuit modules, or a plurality of modules or steps are fabricated as a single integrated circuit module.
  • embodiments of the invention are not limited to any specific combination of hardware and software.
  • the link backup and the backup of the master device are used to enable the link to be switched in the abnormal situation, and the time synchronization is not affected, and the time synchronization failure caused by the abnormal situation in the related art is solved.
  • the technical problem has reached the technical effect of improving the reliability of time synchronization.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Maintenance And Management Of Digital Transmission (AREA)

Abstract

一种时间同步方法和装置。所述方法包括:从设备检测是否能够通过主设备与所述从设备之间的主用链路进行时间同步;当不能通过主设备与所述从设备之间的主用链路进行时间同步时,则所述从设备使用备用链路进行时间同步。通过本发明实施例的方法和装置,解决了相关技术中由于异常情况造成的时间同步失败的技术问题,达到了提高时间同步的可靠性的技术效果。

Description

一种时间同步方法和装置
技术领域
本发明涉及通信领域, 尤其涉及一种时间同步(Time Synchronization ) 方法和装置。
背景技术
IP ( Internet Protocol, 互联网协议)化是未来网络业务的发展趋势, 以太 网以其优越的性价比、 广泛的应用及产品支持, 成为以 IP为基础的承载网的 主要发展方向。
在部署电信级以太网时, 设备的时间同步和时钟同步是要一个关键的性 能指标。 在通信网络中, 不同的业务对时间同步有着不同的要求, 如, 计费 ***、 通信网管***、 七号信令等业务通常要求毫秒级的时间同步。 其中, 最严格的需求来源于移动网络业务, 而且, 随着移动技术的发展, 移动网络 业务对网络的时间同步的精度要求和可靠性要求也越来越高。
针对在以太网中实现对时间同步信号的传送, 目前较成熟的一类技术是 基于分组包的同步技术, 如, 基于 IEEE 1588 V2协议(即, 精确时间协议 ( Precision Time Protocol, 简称 PTP ) ) 实现的时间同步技术。
基于 IEEE 1588 V2协议实现的时间同步技术通常可以达到亚微秒级甚至 纳秒级的时间精度。 如图 1 所示, 需要主设备和从设备之间互相发送 IEEE 1588 V2协议报文,在报文中分别携带时间信息,在从设备侧,根据一组 IEEE 1588 V2 协议报文中的时间信息, 可以计算出从设备与主设备的时间偏移 ( Time Offset )对从设备的时间进行修正, 实现时间同步。 图 1 ( a )为 IEEE 1588 V2协议基于 E2E ( End-to-End, 端对端 ) 同步机制的一组报文以及时间 同步的流程图; 图 1 ( b )为 IEEE 1588 V2协议基于 P2P ( Peer-to-Peer, 点对 点 ) 同步机制的一组 ^艮文以及时间同步的流程图。
基于 IEEE 1588 V2协议实现的时间同步技术的可靠性较低, 当在主设备 和从设备之间出现拥塞、 链路异常等异常情况造成协议报文丟包时, 造成一 组协议报文中不完整序列, 将会导致时间同步失败。
针对上述的问题, 目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种时间同步方法和装置, 以至少解决相关技术中 由于异常情况造成的时间同步失败的技术问题。
本发明实施例提供了一种时间同步方法, 包括:
从设备检测是否能够通过主设备与所述从设备之间的主用链路进行时间 同步;
当不能通过所述主设备与所述从设备之间的主用链路进行时间同步时, 则所述从设备使用备用链路进行时间同步。
可选地, 所述从设备使用备用链路进行时间同步的步骤包括:
所述从设备从所述主用链路切换到所述主设备与所述从设备之间的备用 链路, 其中, 切换前后所述主设备为同一设备且具有同一个用于所述时间同 步的时钟源;
所述从设备使用所述备用链路与所述主设备进行所述时间同步。
可选地, 所述从设备从所述主用链路切换到所述主设备与所述从设备之 间的所述备用链路的步骤包括:
所述从设备从所述主用链路切换到所述主设备与所述从设备之间的一条 所述备用链路, 其中, 所述从设备预先与所述主设备建立一条所述主用链路 和至少一条所述备用链路。
可选地, 所述从设备使用备用链路进行时间同步的步骤包括:
所述从设备从所述主用链路切换到备用主设备与所述从设备之间的备用 链路, 其中, 所述主设备与所述备用主设备为不同设备但具有同一个用于所 述时间同步的时钟源;
所述从设备使用所述备用链路与所述备用主设备进行所述时间同步。 可选地, 在所述从设备检测是否能够通过主设备与所述从设备之间的主 用链路进行时间同步的步骤之前, 所述方法还包括:
所述从设备同时与所述主设备和所述备用主设备建立物理连接, 以分别 得到所述主用链路和所述备用链路。
可选地, 所述从设备从所述主用链路切换到备用主设备与所述从设备之 间的所述备用链路的步骤包括:
所述从设备从所述主用链路切换到所述从设备与一个所述备用主设备之 间的所述备用链路, 其中, 所述从设备预先与所述主设备建立一条所述主用 链路, 并与至少一个所述备用主设备建立至少一条所述备用链路。
可选地, 所述从设备使用备用链路进行时间同步的步骤包括:
所述从设备与所述备用主设备进行协议报文的交互以获得所述从设备与 所述备用主设备之间的时间偏移 T2;
所述从设备将所述时间偏移 T2 与预先获得的所述从设备与所述主设备 之间的时间偏移 T1进行比较;
当差值△ T = T2 - Tl > k · Tl ( 0 < k < l ) 时, 则所述从设备对所述时间 偏移 T2进行爹正, 其中, 爹正后的时间偏移为 T2 = k . T 1。
可选地,在所述从设备对所述时间偏移 T2进行修正的步骤之后, 所述方 法还包括:
所述从设备每隔预定时间获得一次所述从设备与所述备用主设备之间的 时间偏移, 当 Δ Τ = Τη— Tn-1 > k · Tn-1 , 则爹正 Τη为 Τη = k · Τη-1 ( 0 < k 1 ) , 当△ T = Tn - Tn-1 < k · Tn-1 ( 0 < k 1 ) 时, 则停止对时间偏移进行修 正, 其中, Tn表示所述从设备第 n次获得的所述从设备与所述备用主设备之 间的时间偏移, Tn-1表示所述从设备第 n-1次获得的所述从设备与所述备用 主设备之间的时间偏移。
可选地, 所述从设备检测是否能够通过主设备与所述从设备之间的主用 链路进行时间同步的步骤包括:
所述从设备判断是否能检测到所述主设备的时钟源的时钟等级, 或者, 判断检测到的所述主设备的时钟源是否为数据库中所有时钟源中时钟等级最 高的时钟源; 当所述从设备检测不到所述主设备的时钟源的时钟等级, 或者, 判断出 检测到的所述主设备的时钟源不为所述数据库中所有时钟源中时钟等级最高 的时钟源时, 则所述从设备检测出不能通过所述主设备与所述从设备之间的 主用链路进行时间同步;
所述从设备使用备用链路进行时间同步的步骤包括:
所述从设备从所述主用链路切换到所述从设备与所述数据库中时钟等级 最高的时钟源对应的备用主设备之间的备用链路;
所述从设备使用所述备用链路与所述备用主设备进行所述时间同步。 本发明实施例还提供了一种时间同步装置, 位于从设备上, 包括: 检测单元, 其设置成: 检测是否能够通过主设备与所述从设备之间的主 用链路进行时间同步;
同步单元, 其设置成: 在不能通过所述主设备与所述从设备之间的主用 链路进行时间同步时, 使用备用链路进行时间同步。
可选地, 所述同步单元包括:
第一切换模块, 其设置成: 从所述主用链路切换到所述主设备与所述从 设备之间的备用链路, 其中, 切换前后所述主设备为同一设备且具有同一个 用于所述时间同步的时钟源;
第一同步模块, 其设置成: 使用所述备用链路与所述主设备进行所述时 间同步。
可选地, 所述第一切换模块包括:
第一切换子模块, 其设置成: 从所述主用链路切换到所述主设备与所述 从设备之间的一条所述备用链路, 其中, 所述从设备预先与所述主设备建立 一条所述主用链路和至少一条所述备用链路。
可选地, 所述同步单元还包括:
第二切换模块, 其设置成: 从所述主用链路切换到备用主设备与所述从 设备之间的备用链路, 其中, 所述主设备与所述备用主设备为不同设备但具 有同一个用于所述时间同步的时钟源; 第二同步模块, 其设置成: 使用所述备用链路与所述备用主设备进行所 述时间同步。
可选地, 所述装置还包括:
链路建立单元, 其设置成: 在所述检测单元检测是否能够通过所述主设 备与所述从设备之间的主用链路进行时间同步之前, 同时与所述主设备和所 述备用主设备建立物理连接, 以分别得到所述主用链路和所述备用链路。
可选地, 所述第二切换模块包括:
第二切换子模块, 其设置成: 从所述主用链路切换到所述从设备与一个 所述备用主设备之间的所述备用链路, 其中, 所述从设备预先与所述主设备 建立一条所述主用链路, 并与至少一个所述备用主设备建立至少一条所述备 用链路。
可选地, 所述同步单元还包括:
获取模块, 其设置成: 与所述备用主设备进行协议报文的交互以获得所 述从设备与所述备用主设备之间的时间偏移 T2;
比较模块,其设置成: 将所述时间偏移 T2与预先获得的所述从设备与所 述主设备之间的时间偏移 T1进行比较;
修正模块, 其设置成: 当差值 Δ Τ = Τ2 - Tl > k · Tl ( 0 < k l ) 时, 对 所述时间偏移 T2进行修正, 其中, 修正后的时间偏移为 T2 = k . T1。
可选地, 所述修正模块还设置成: 对所述时间偏移 T2进行修正之后, 每 隔预定时间获得一次所述从设备与所述备用主设备之间的时间偏移, 当△ T = Tn - Tn-l > k - Tn-1 , 则爹正 Τη为 Τη = k · Τη-1 ( 0 < k 1 ) , 当 Δ Τ = Τη - Tn-1 < k - Tn-1 时, 则停止对时间偏移进行修正, 其中, Τη表示所述从设 备第 η次获得的所述从设备与所述备用主设备之间的时间偏移, Tn-1表示所 述从设备第 n-1次获得的所述从设备与所述备用主设备之间的时间偏移。
可选地,
所述检测单元包括:
判断模块, 其设置成: 判断是否能检测到所述主设备的时钟源的时钟等 级, 或者, 判断检测到的所述主设备的时钟源是否为数据库中所有时钟源中 时钟等级最高的时钟源;
检测模块, 其设置成: 当所述从设备检测不到所述主设备的时钟源的时 钟等级, 或者, 判断出检测到的所述主设备的时钟源不为所述数据库中所有 时钟源中时钟等级最高的时钟源时, 检测出不能通过所述主设备与所述从设 备之间的主用链路进行时间同步;
所述同步单元包括:
第三切换模块, 其设置成: 从所述主用链路切换到所述从设备与所述数 据库中时钟等级最高的时钟源对应的所述备用主设备之间的备用链路; 第三同步模块, 其设置成: 使用所述备用链路与所述备用主设备进行所 述时间同步。
在本发明实施例中, 釆用链路备份和主设备备份, 使得能够在出现异常 情况下进行链路切换, 且使得时间同步不受影响, 解决了相关技术中由于异 常情况造成的时间同步失败的技术问题, 达到了提高时间同步的可靠性的技 术效果。
附图概述
图 1 ( a )和( b )为相关技术中的 IEEE 1588 V2协议的一组 4艮文以及时 间同步的流程图;
图 2 为本发明实施例中所述主设备和从设备之间链路备份方案的示意 图;
图 3为本发明实施例中所述主设备和从设备之间链路备份方案的一种优 选示意图;
图 4为本发明实施例中所述配置备用主设备方案的示意图;
图 5为本发明实施例中所述配置备用主设备方案的一种优选示意图; 图 6为本发明实施例中所述平滑切换方案的状态示意图;
图 7为本发明实施例中所述平滑切换方案中从设备对时间进行修正的一 个优选曲线图。 图 8为本发明实施例中时间同步装置的结构框图。
本发明的较佳实施方式
下文中将参考附图来详细说明本发明实施例。 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组合。
本具体实施方式仅以外部时钟源是 GPS ( Global Positioning System,全球 定位***)设备、 基于 STP ( Spanning Tree Protocol, 生成树协议)建立以太 网环为例进行阐述, 当外部时钟源是 1588时钟源等其它设备时, 或者当基于 ZESR等其它以太环网技术建立以太网环时,对于本发明所述方法和设备完全 相同, 不再赘述。
本发明实施例提供一种基于 IEEE 1588 V2协议实现的时间同步方法,构 造一种可以通过以太网数据交换网络实现精确时间同步的通信***, 通过主 设备和从设备之间链路备份、 配置备用主设备、 从设备平滑切换时间同步的 主设备和备用主设备等方法来提高时间同步技术的可靠性和通信***的精确 时间同步的可靠性。
为此, 本发明实施例提供了一种时间同步方法, 该方法包括以下步骤。 步骤 S1、 从设备检测是否能够通过主设备与所述从设备之间的主用链路 进行时间同步。
步骤 S2、 当不能通过主设备与所述从设备之间的主用链路进行时间同步 时, 则所述从设备使用备用链路进行时间同步。
在本发明实施例中, 釆用链路备份和主设备备份可以在异常情况下进行 链路切换, 且使得时间同步不受影响, 解决了相关技术中由于异常情况造成 的时间同步失败的技术问题, 达到了提高时间同步的可靠性的技术效果。
为了实现使用备用链路进行时间同步,本发明实施例提供多种实现方案, 其包括: 1 )主设备和从设备之间链路备份, 可以避免因链路异常导致的时间 同步失败; 2 )配置备用主设备, 由于设置了从设备平滑切换时间同步的主设 备和备用主设备, 可以避免因拥塞、 链路异常等导致的时间同步失败, 在该 实现方案中, 由于设置了备用主设备, 因此还可以主动选择时钟等级较高的 时间源进行时间同步, 提高时间同步技术的可靠性和通信***的精确时间同 步的可靠性。
下面将进一步描述上述各个实现方案。
1 )釆用主设备和从设备之间的链路备份; 使用生成树协议或以太环网技 术创建以太网环。 在以太网环中, 主设备和从设备之间存在至少 2条链路, 从设备选择其中 1条主用链路与主设备进行协议报文的交互,实现时间同步。 当主用链路异常时, 从设备选择另外 1条备用链路与主设备进行协议报文的 交互, 保证时间同步不间断。 在切换前后, 主设备为同一台设备且具有同一 个时钟源, 时间同步无抖动。
2 )在组网中配置备用主设备, 从设备平滑切换时间同步的主设备和备用 主设备; 在组网中同时存在 1台主设备和至少 1 台备用主设备, 它们是同源 时钟设备, 同时与从设备建立物理连接, 从设备选择主设备作为基于 IEEE 1588 V2协议实现的时间同步源。 当从设备发生拥塞, 或者与主设备之间链 路异常时, 或者当主设备时钟源的时钟等级恶化时, 或者当发生其它异常情 况导致从设备无法与主设备时间同步时, 从设备选择与另外 1 台备用主设备 进行协议 4艮文的交互, 保证时间同步不间断。 在切换前后, 主设备和备用主 设备为不同设备但具有同一个时钟源, 保证时间同步抖动范围较小。
在前述切换过程后, 当从设备计算与主设备的时间偏移并对从设备的时 间进行修正时, 对比切换前后从设备与原主设备和新主设备的时间偏移, 计 算两个时间偏移的差值, 若差值超过从设备与原主设备的时间偏移 (或其若 干倍数) , 则从设备对时间进行修正时, 仅修正从设备与新主设备的时间偏 移的一半(或不超过 1倍的若干倍数) , 减小切换前后从设备的时间同步修 正值的抖动。
下面将进一步结合附图描述上述各个实现方案。
图 2 为本发明实现方案所述主设备和从设备之间链路备份方案的概况 图。 图 3为本发明实现方案所述主设备和从设备之间链路备份方案的一个优 选实施方式的示意图。
在图 3所示的***组网中, 主设备和从设备之间存在 3条链路, 实现链 路备份。 基于生成树协议(或其它环网保护技术)进行网络管理, 但并不阻 塞基于 IEEE 1588 V2协议的报文交互和时间同步。 3条链路中每条链路都实 现从设备和主设备的时间同步, 从设备指定 1条链路作为主用链路, 其它链 路作为备用链路。 从设备选择主用链路与主设备进行时间同步, 并将使用备 用链路与主设备进行 IEEE 1588 V2协议报文交互和协议计算的数据保存至数 据库。
当主用链路异常时, 从设备根据数据库中保存的协议计算数据选择第一 备用链路或者第二备用链路作为新的主用链路, 保证时间同步不间断。 原主 用链路在链路恢复后和其它备用链路作为备用链路。 从设备选择新的主用链 路与主设备进行时间同步, 并将使用备用链路与主设备进行 IEEE 1588 V2协 议报文交互和协议计算的数据保存至数据库。 在链路切换前后, 主设备为同 一台设备且具有同一个时钟源, 时间同步无抖动。
图 4为本发明实现方案所述配置备用主设备方案的概况图。 图 5为本发 明实现方案所述配置备用主设备方案的一个优选实施方式的示意图。
在图 5所示的***组网中, 配置一台主设备和 2台备用主设备。 它们都 以 GPS作为上游时钟源实现时钟同步, 是同源时钟设备, 同时与从设备建立 物理连接。 从设备与主设备连接的物理链路为主用链路, 与第一备用主设备 连接的物理链路为第一备用链路, 与第二备用主设备连接的物理链路为第二 备用链路。
正常情况下,从设备与主设备和备用主设备之间的每条链路都实现 IEEE
1588 V2协议报文的交互和协议计算, 从设备指定与主设备连接的链路作为 主用链路, 其它链路作为备用链路。 从设备选择主用链路与主设备进行时间 同步, 并将使用备用链路与备用主设备进行 IEEE 1588 V2协议报文交互和协 议计算的数据保存至数据库。
表 1为导致从设备链路切换的原因列表。
表 1 编号 类型 原因描述
1 故障 从设备与主用链路连接的端口拥塞 2 故障 从设备与主设备之间链路异常
3 故障 其它导致从设备无法与主设备时间同步的原因
4 状态变化 主设备时钟源的时钟等级恶化至低于备用主设备
时钟源的时钟等级
当表 1所述的异常情况中编号为 1、 2或者 3的故障发生时, 从设备根据 数据库中保存的协议计算数据选择第一备用链路或者第二备用链路作为新的 主用链路, 保证时间同步不间断。 原主用链路在链路恢复后和其它备用链路 作为备用链路。 使用新的主用链路, 将与从设备连接的备用主设备作为新的 主设备, 原主设备在链路恢复后和其它备用主设备作为备用主设备。 从设备 选择新的主用链路与新的主设备进行时间同步, 并将使用备用链路与备用主 设备进行 IEEE 1588 V2协议报文交互和协议计算的数据保存至数据库。
在链路切换前后,主设备发生了切换,由于原主设备和新主设备都以 GPS 作为上游时钟源实现时钟同步, 是同源时钟设备, 因此时间同步抖动范围较 小。
遵照 IEEE 1588 V2协议, 从设备通过 3条链路从主设备、 第一备用主设 备、 第二备用主设备分别接收通知 ( Announce ) 消息, 从中解析 grandmasterClockQuality域, 即为主设备、 第一备用主设备、 第二备用主设备 的时钟源的时钟等级。 从设备从多个时间同步源获得时钟等级参数并记录在 数据库。
图 6为本发明实现方案中所述平滑切换方案的状态示意图, 如图所示, 所述平滑切换方案包括如下状态变化路径:
1 )从设备首次检测不到主设备的时钟等级, 或者检测到主设备的时钟等 级不是数据库中所有时钟源的时钟等级的最高等级时, 由空闲(Idle )状态切 换到检测 (Detect )状态;
2 )从设备连续在若干个时间周期内, 检测不到主设备的时钟等级, 或者 检测到主设备的时钟等级不是数据库中所有时钟源的时钟等级的最高等级 时, 由 Detect状态切换到投票(Vote )状态;
3 )从设备根据数据库中所有时钟源的时钟等级选举出最高等级的时钟源 设备作为新主设备后, 由 Vote状态切换到切换(Switch )状态;
4 )从设备与新主设备进行 IEEE 1588 V2协议 4艮文的交互并实现时间同 步后, 更新数据库中时钟源设备的主设备和备用主设备的状态, 由 Switch状 态切换到 Idle状态;
5 )从设备检测到主设备的时钟等级是数据库中所有时钟源的时钟等级的 最高等级时, 由 Detect状态切换回到 Idle状态。
当表 1所示的异常情况中编号为 4的状态变化发生时, 从设备按照图 6 所示进行状态变化。
图 7为本发明实现方案所述平滑切换方案中从设备对时间进行修正的一 个优选曲线图。 在图 5所示实施方案的组网中, 当图 6所示的状态变化路径 4发生时, 按照图 7所示,
1 )从设备与原主设备进行时间同步,通过 4艮文序列号为 100的一组 IEEE 1588 V2协议报文计算出时间偏移为 T1 , 从设备对时间进行修正, 修正的时 间偏移为 T1 ;
2 )从设备检测到时间源由主设备切换到备用主设备后, 与新主设备进行
IEEE 1588 V2协议 4艮文的交互,进行时间同步,通过 4艮文序列号为 20的一组 IEEE 1588 V2协议报文计算出时间偏移为 T2;
3 )由于新主设备与原主设备为不同设备, T2可能相对于 T1较大。 若差 值△ T = T2— Tl > k · T1 ( 0 < k 1 ) , 则从设备对时间偏移进行爹正, 爹正 后的时间偏移为 T2 = k . T1 ( 0 < k 1 ) , 以减小切换前后从设备的时间同步 修正值的抖动。遗留时间误差根据通过报文序列号为 21的一组 IEEE 1588 V2 协议报文计算出的时间偏移 T3进行修正;
4 ) 同理, 若某一组 IEEE 1588 V2协议报文计算出时间偏移 Tm与上一 次时间偏移 Tm-1的差值△ T = Tm - Tm-l>k · Tm-1 ( 0 < k < 1 ) , 则从设备对 时间偏移 Tm进行修正 , 修正后的时间偏移 Tm = k · Tm- 1 ( 0 < k 1 ) , 遗留 时间误差根据通过下一组 IEEE 1588 V2协议报文计算出的时间偏移 Tm+1进 行修正;
5 )直到某一组 IEEE 1588 V2协议报文计算出的时间偏移 Tn与上一次时 间偏移 Tn-1 的差值△ Τ = Τη - Tn-1 k · Τη-1 ( 0 < k 1 ) 时, 则停止对从设 备的时间偏移 Tn进行修正, 实现从设备与新主设备时间同步;
6 ) 由于原主设备和新主设备都以 GPS作为上游时钟源实现时钟同步, 是同源时钟设备, 因此切换前后从设备计算出的从设备与主设备之间的时间 偏移 Tm和 Tm-1的值通常在亚微秒级甚至纳秒级的时间精度和范围内,若通 过某一组 IEEE 1588 V2协议报文计算出时间偏移 Tm的绝对值小于精度允许 的某个时间范围, 则对从设备按照 Tm修正时间, 实现从设备与新主设备时 间同步, 不再遗留时间误差。
如图 8所示, 在本实施例中还提供了一种时间同步装置, 位于从设备上, 该装置用于实现上述实施例及优选实施方式, 已经进行过说明的内容不再赘 述。 以下所使用的, 术语 "单元" 或者 "模块" 可以为实现预定功能的软件 和 /或硬件的组合。 尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现, 但是 通过硬件, 或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
在本实施例中, 时间同步装置包括: 检测单元 10, 其设置成: 检测是否 能够通过主设备与所述从设备之间的主用链路进行时间同步; 同步单元 20, 其设置成: 当不能通过主设备与所述从设备之间的主用链路进行时间同步时, 使用备用链路进行时间同步。 在本发明实施例中, 釆用链路备份和主设备备 份可以在异常情况下进行链路切换, 且使得时间同步不受影响, 解决了相关 技术中由于异常情况造成的时间同步失败的技术问题, 达到了提高时间同步 的可靠性的技术效果。
为了实现使用备用链路进行时间同步,本发明实施例提供多种实现方案, 其包括: 1 )主设备和从设备之间链路备份, 可以避免因链路异常导致的时间 同步失败; 2 )配置备用主设备, 由于设置了从设备平滑切换时间同步的主设 备和备用主设备, 可以避免因拥塞、 链路异常等导致的时间同步失败, 在该 实现方案中, 由于设置了备用主设备, 因此还可以主动选择时钟等级较高的 时间源进行时间同步, 提高时间同步技术的可靠性和通信***的精确时间同 步的可靠性。
下面将进一步描述上述各个实现方案。 1 )主设备和从设备之间链路备份
所述同步单元 20包括: 第一切换模块 201 , 其设置成: 从所述主用链路 切换到所述主设备与所述从设备之间的所述备用链路, 其中, 切换前后所述 主设备为同一设备且具有同一个用于所述时间同步的时钟源; 第一同步模块 202, 其设置成: 使用所述备用链路与所述主设备进行所述时间同步。
所述第一切换模块 201包括: 第一切换子模块 2011 , 其设置成: 从所述 主用链路切换到所述主设备与所述从设备之间的一条所述备用链路, 其中, 所述从设备预先与所述主设备建立至少两条所述备用链路。
2 ) 配置备用主设备
所述同步单元 20包括: 第二切换模块 203 , 其设置成: 从所述主用链路 切换到备用主设备与所述从设备之间的所述备用链路, 其中, 所述主设备与 所述备用主设备为不同设备但具有同一个用于所述时间同步的时钟源; 第二 同步模块 204, 其设置成: 使用所述备用链路与所述备用主设备进行所述时 间同步。
上述时间同步装置还包括: 链路建立单元 30, 其设置成: 在所述检测单 元检测是否能够通过主设备与所述从设备之间的主用链路进行时间同步之 前, 同时与所述主设备和所述备用主设备建立物理连接, 以分别得到所述主 用链路和所述备用链路。
所述第二切换模块 203包括: 第二切换子模块 2031 , 其设置成: 从所述 主用链路切换到所述从设备与一个所述备用主设备之间的所述备用链路, 其 中, 所述从设备预先分别与至少两个所述备用主设备中的每一个建立一条所 述备用链路。
所述同步单元 20还包括: 获取模块 205, 其设置成: 与所述备用主设备 进行协议报文的交互以获得所述从设备与所述备用主设备之间的时间偏移 T2; 比较模块 206, 其设置成: 将所述时间偏移 T2与预先获得的所述从设备 与所述主设备之间的时间偏移 T1进行比较; 修正模块 207, 其设置成: 当差 值△ T = T2 - Tl>k · T1 ( 0 < k 1)时, 对所述时间偏移 T2进行修正, 修正后 的时间偏移为 T2=k . Tl。 所述修正模块还设置成: 在对所述时间偏移 T2进行修正之后,每隔预定 时间获得一次所述从设备与所述备用主设备之间的时间偏移, 当△ T = Tn - Tn-1 > k - Tn-1 , 则爹正 Tn为 Tn = k · Τη-1 ( 0 < k 1 ) , 当 Δ Τ = Τη— Τη-1 < k - Τη-1 时, 则停止对时间偏移进行修正, 其中, Tn表示所述从设备第 n 次获得的所述从设备与所述备用主设备之间的时间偏移, Tn-1表示所述从设 备第 n-1次获得的所述从设备与所述备用主设备之间的时间偏移。
所述检测单元 10还包括: 判断模块 101 , 其设置成: 判断是否能检测到 所述主设备的时钟源的时钟等级, 或者, 判断检测到的所述主设备的时钟源 是否为数据库中所有时钟源中时钟等级最高的时钟源; 检测模块 102, 其设 置成: 当所述从设备检测不到所述主设备的时钟源的时钟等级, 或者, 判断 出检测到的所述主设备的时钟源不为所述数据库中所有时钟源中时钟等级最 高的时钟源时, 检测出不能通过所述主设备与所述从设备之间的主用链路进 行时间同。
在此基础上, 所述同步单元 20还包括: 第三切换模块 208, 其设置成: 从所述主用链路切换到所述从设备与所述数据库中时钟等级最高的时钟源对 应的所述备用主设备之间的所述备用链路; 第三同步模块 209, 其设置成: 使用所述备用链路与所述备用主设备进行所述时间同步。
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, 本发明实施例不限制于任何特定的硬件 和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已, 并不用于限制本发明, 对于本 领域的技术人员来说, 本发明实施例可以有各种更改和变化。 凡在本发明的 精神和原则之内, 所作的任何修改、 等同替换、 改进等, 均应包含在本发明 的保护范围之内。 工业实用性
在本发明实施例中, 釆用链路备份和主设备备份, 使得能够在出现异常 情况下进行链路切换, 且使得时间同步不受影响, 解决了相关技术中由于异 常情况造成的时间同步失败的技术问题, 达到了提高时间同步的可靠性的技 术效果。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种时间同步方法, 包括:
从设备检测是否能够通过主设备与所述从设备之间的主用链路进行时间 同步;
当不能通过所述主设备与所述从设备之间的主用链路进行时间同步时, 则所述从设备使用备用链路进行时间同步。
2、 根据权利要求 1所述的方法, 其中, 所述从设备使用备用链路进行时 间同步的步骤包括:
所述从设备从所述主用链路切换到所述主设备与所述从设备之间的备用 链路, 其中, 切换前后所述主设备为同一设备且具有同一个用于所述时间同 步的时钟源;
所述从设备使用所述备用链路与所述主设备进行所述时间同步。
3、 根据权利要求 2所述的方法, 其中, 所述从设备从所述主用链路切换 到所述主设备与所述从设备之间的所述备用链路的步骤包括:
所述从设备从所述主用链路切换到所述主设备与所述从设备之间的一条 所述备用链路, 其中, 所述从设备预先与所述主设备建立一条所述主用链路 和至少一条所述备用链路。
4、 根据权利要求 1所述的方法, 其中, 所述从设备使用备用链路进行时 间同步的步骤包括:
所述从设备从所述主用链路切换到备用主设备与所述从设备之间的备用 链路, 其中, 所述主设备与所述备用主设备为不同设备但具有同一个用于所 述时间同步的时钟源;
所述从设备使用所述备用链路与所述备用主设备进行所述时间同步。
5、 根据权利要求 4所述的方法, 其中, 在所述从设备检测是否能够通过 主设备与所述从设备之间的主用链路进行时间同步的步骤之前, 所述方法还 包括:
所述从设备同时与所述主设备和所述备用主设备建立物理连接, 以分别 得到所述主用链路和所述备用链路。
6、 根据权利要求 4所述的方法, 其中, 所述从设备从所述主用链路切换 到备用主设备与所述从设备之间的所述备用链路的步骤包括:
所述从设备从所述主用链路切换到所述从设备与一个所述备用主设备之 间的所述备用链路, 其中, 所述从设备预先与所述主设备建立一条所述主用 链路, 并与至少一个所述备用主设备建立至少一条所述备用链路。
7、 根据权利要求 4所述的方法, 其中, 所述从设备使用备用链路进行时 间同步的步骤包括:
所述从设备与所述备用主设备进行协议报文的交互以获得所述从设备与 所述备用主设备之间的时间偏移 T2;
所述从设备将所述时间偏移 T2 与预先获得的所述从设备与所述主设备 之间的时间偏移 T1进行比较;
当差值△ T = T2 - Tl > k · Tl ( 0 < k < l ) 时, 则所述从设备对所述时间 偏移 T2进行修正, 其中, 修正后的时间偏移为 T2 = k . T1。
8、 根据权利要求 7 所述的方法, 其中, 在所述从设备对所述时间偏移
T2进行修正的步骤之后, 所述方法还包括:
所述从设备每隔预定时间获得一次所述从设备与所述备用主设备之间的 时间偏移, 当 Δ Τ = Τη— Tn-1 > k · Tn-1 , 则爹正 Τη为 Τη = k · Τη-1 ( 0 < k 1 ) , 当△ T = Tn - Tn-1 < k · Tn-1 ( 0 < k 1 ) 时, 则停止对时间偏移进行修 正, 其中, Tn表示所述从设备第 n次获得的所述从设备与所述备用主设备之 间的时间偏移, Tn-1表示所述从设备第 n-1次获得的所述从设备与所述备用 主设备之间的时间偏移。
9、 根据权利要求 1所述的方法, 其中, 所述从设备检测是否能够通过主 设备与所述从设备之间的主用链路进行时间同步的步骤包括:
所述从设备判断是否能检测到所述主设备的时钟源的时钟等级, 或者, 判断检测到的所述主设备的时钟源是否为数据库中所有时钟源中时钟等级最 高的时钟源;
当所述从设备检测不到所述主设备的时钟源的时钟等级, 或者, 判断出 检测到的所述主设备的时钟源不为所述数据库中所有时钟源中时钟等级最高 的时钟源时, 则所述从设备检测出不能通过所述主设备与所述从设备之间的 主用链路进行时间同步;
所述从设备使用备用链路进行时间同步的步骤包括:
所述从设备从所述主用链路切换到所述从设备与所述数据库中时钟等级 最高的时钟源对应的备用主设备之间的备用链路;
所述从设备使用所述备用链路与所述备用主设备进行所述时间同步。
10、 一种时间同步装置, 位于从设备上, 包括:
检测单元, 其设置成: 检测是否能够通过主设备与所述从设备之间的主 用链路进行时间同步;
同步单元, 其设置成: 在不能通过所述主设备与所述从设备之间的主用 链路进行时间同步时, 使用备用链路进行时间同步。
11、 根据权利要求 10所述的装置, 其中, 所述同步单元包括: 第一切换模块, 其设置成: 从所述主用链路切换到所述主设备与所述从 设备之间的备用链路, 其中, 切换前后所述主设备为同一设备且具有同一个 用于所述时间同步的时钟源;
第一同步模块, 其设置成: 使用所述备用链路与所述主设备进行所述时 间同步。
12、 根据权利要求 11所述的装置, 其中, 所述第一切换模块包括: 第一切换子模块, 其设置成: 从所述主用链路切换到所述主设备与所述 从设备之间的一条所述备用链路, 其中, 所述从设备预先与所述主设备建立 一条所述主用链路和至少一条所述备用链路。
13、 根据权利要求 10所述的装置, 其中, 所述同步单元还包括: 第二切换模块, 其设置成: 从所述主用链路切换到备用主设备与所述从 设备之间的备用链路, 其中, 所述主设备与所述备用主设备为不同设备但具 有同一个用于所述时间同步的时钟源;
第二同步模块, 其设置成: 使用所述备用链路与所述备用主设备进行所 述时间同步。
14、 根据权利要求 13所述的装置, 还包括:
链路建立单元, 其设置成: 在所述检测单元检测是否能够通过所述主设 备与所述从设备之间的主用链路进行时间同步之前, 同时与所述主设备和所 述备用主设备建立物理连接, 以分别得到所述主用链路和所述备用链路。
15、 根据权利要求 13所述的装置, 其中, 所述第二切换模块包括: 第二切换子模块, 其设置成: 从所述主用链路切换到所述从设备与一个 所述备用主设备之间的所述备用链路, 其中, 所述从设备预先与所述主设备 建立一条所述主用链路, 并与至少一个所述备用主设备建立至少一条所述备 用链路。
16、 根据权利要求 13所述的装置, 其中, 所述同步单元还包括: 获取模块, 其设置成: 与所述备用主设备进行协议报文的交互以获得所 述从设备与所述备用主设备之间的时间偏移 T2;
比较模块,其设置成: 将所述时间偏移 T2与预先获得的所述从设备与所 述主设备之间的时间偏移 T1进行比较; 以及
修正模块, 其设置成: 当差值 Δ Τ = Τ2 - Tl > k · Tl ( 0 < k l ) 时, 对 所述时间偏移 T2进行修正, 其中, 修正后的时间偏移为 T2 = k . T1。
17、 根据权利要求 16所述的装置, 其中, 所述修正模块还设置成: 对所 述时间偏移 T2进行修正之后,每隔预定时间获得一次所述从设备与所述备用 主设备之间的时间偏移,当△ T = Tn - Tn- 1 > k ·Τη- 1 ,则修正 Τη为 Τη = k ·Τη- 1 ( 0 < k < l ) , 当 Δ Τ = Τη - Τη-1 < k · Τη-1时, 则停止对时间偏移进行修正, 其中, Tn表示所述从设备第 n次获得的所述从设备与所述备用主设备之间的 时间偏移, Tn-1表示所述从设备第 η-1次获得的所述从设备与所述备用主设 备之间的时间偏移。
18、 根据权利要求 10所述的装置, 其中,
所述检测单元包括:
判断模块, 其设置成: 判断是否能检测到所述主设备的时钟源的时钟等 级, 或者, 判断检测到的所述主设备的时钟源是否为数据库中所有时钟源中 时钟等级最高的时钟源;
检测模块, 其设置成: 当所述从设备检测不到所述主设备的时钟源的时 钟等级, 或者, 判断出检测到的所述主设备的时钟源不为所述数据库中所有 时钟源中时钟等级最高的时钟源时, 检测出不能通过所述主设备与所述从设 备之间的主用链路进行时间同步;
所述同步单元包括:
第三切换模块, 其设置成: 从所述主用链路切换到所述从设备与所述数 据库中时钟等级最高的时钟源对应的所述备用主设备之间的备用链路; 第三同步模块, 其设置成: 使用所述备用链路与所述备用主设备进行所 述时间同步。
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