專利名稱：基于ieee 1588協(xié)議調(diào)整頻率的方法及網(wǎng)絡裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信領域，特別是涉及了一種基于IEEE 1588協(xié)議調(diào)整頻率的方法及網(wǎng)絡裝置，本發(fā)明尤其適用于IEEE1588V1協(xié)議和IEEE1588V2協(xié)議，適用于one step (單步時鐘)和two step (兩步時鐘)模式。
背景技術：
IEEE 1588協(xié)議是網(wǎng)絡測量和控制系統(tǒng)的精密時鐘同步協(xié)議標準，采用PTP (精密時鐘同步)協(xié)議，精度可以達到微秒級。目前IEEE 1588協(xié)議的網(wǎng)絡中的中間設備為BC (boundary clock，邊界時鐘)設備和TC (transparent clock，透傳時鐘)設備，TC設備相對設計簡單、應用方便，中間設備的CPU負擔小等優(yōu)點被廣大數(shù)通廠商采用。TC設備在IEEE 1588協(xié)議的網(wǎng)絡中主要實現(xiàn)透傳IEEE 1588協(xié)議，將IEEE 1588協(xié)議報文在TC設備中的駐留時間打到該報文中，保證末級OC (Ordinary clock，普通時鐘)或BC的時間同步的準確性，所以TC駐留時間的準確性關系到整個網(wǎng)絡時鐘的精度。為了保證TC駐留時間的精度，目前主要有兩種方式1、整個網(wǎng)絡使用同步以太網(wǎng)技術，TC通過以太網(wǎng)恢復頻率，作為打駐留時間的驅動時鐘。只要線路沒有斷鏈，可以一直保證恢復穩(wěn)定的時鐘。2、給TC設備打戳硬件提供穩(wěn)定的頻率輸入，以高等級的恒溫晶振作為輸入。但是這兩種方式有其不足第一種方法需要主鐘支持同步以太網(wǎng)，給整個網(wǎng)絡提供穩(wěn)定的頻率輸出。主鐘的1588協(xié)議輸出口必須支持同步以太網(wǎng)，將自己穩(wěn)定的頻率驅動自己的交換芯片或PHY(PhysiCal Layer，物理層)，保證線路輸出的頻率穩(wěn)定。在網(wǎng)絡中的某一個TC設備如果線路恢復時鐘選擇錯誤，會導致后面的節(jié)點的TC設備都鎖在錯誤的頻率上，而且不容易發(fā)現(xiàn)。第二種方法存在成本問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種基于IEEE 1588協(xié)議調(diào)整頻率的方法及網(wǎng)絡裝置，以有效提高TC設備的頻率精度。為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種基于IEEE 1588協(xié)議調(diào)整頻率的方法，包括
透傳時鐘設備根據(jù)接收到的IEEE 1588協(xié)議報文攜帶的主鐘信息和本地打戳的時間信息，計算本設備相對于主鐘設備的頻率差；
若判斷所述頻率差滿足預定條件，則利用所述頻率差將本地打戳的頻率調(diào)整為與所述 IEEE 1588協(xié)議報文攜帶的主鐘信息同頻。進一步地，上述方法還具有下面特點所述透傳時鐘設備通過下式計算本設備相對于主鐘設備的頻率差((Tt2-Ttl)-(Tm2-Tml))/(Tm2-Tml)，
其中，Tml和Tm2分別是第一個和第二個IEEE1588協(xié)議報文中攜帶的主鐘信息，Ttl和 Tt2分別是本設備對接收到的第一個和第二個IEEE1588協(xié)議報文打戳的時間信息。進一步地，上述方法還具有下面特點若所述透傳時鐘設備為非與所述主鐘設備
4直接連接的中間級透傳時鐘設備，則所述透傳時鐘設備計算本設備相對于主鐘設備的頻率差之前，還包括
根據(jù)所述IEEE 1588協(xié)議報文攜帶的駐留時間對本地打戳的時間信息進行修正。進一步地，上述方法還具有下面特點所述透傳時鐘設備判斷所述頻率差滿足預定條件的步驟包括
判斷所述頻率差大于門限值，或者判斷所述頻率差連續(xù)預設次數(shù)大于門限值。進一步地，上述方法還具有下面特點所述IEEE 1588協(xié)議報文為同步報文或跟隨報文。為了解決上述問題，本發(fā)明還提供了一種作為透傳時鐘設備的網(wǎng)絡裝置，包括 時鐘源模塊，用于向時間戳模塊提供頻率信息；用于接收到微控模塊輸出的頻率差后，
利用所述頻率差將所述頻率信息調(diào)整為與所述IEEE 1588協(xié)議報文攜帶的主鐘信息同頻； 時間戳模塊，用于接收到IEEE 1588協(xié)議報文后，根據(jù)所述時鐘源模塊提供的頻率信息對所述IEEE 1588協(xié)議報文打時間戳；
所述微控模塊，用于根據(jù)IEEE 1588協(xié)議報文攜帶的主鐘信息和本地打戳的時間信息，計算本設備相對于主鐘設備的頻率差，若判斷所述頻率差滿足預定條件，則將所述頻率差輸出給所述時鐘源模塊。進一步地，上述網(wǎng)絡裝置還具有下面特點
所述微控模塊，是通過下式計算本設備相對于主鐘設備的頻率差的 ((Tt2-Ttl)-(Tm2-Tml))/(Tm2_Tml)，
其中，Tml和Tm2分別是第一個和第二個IEEE1588協(xié)議報文中攜帶的主鐘信息，Ttl和 Tt2分別是本設備對接收到的第一個和第二個IEEE1588協(xié)議報文打戳的時間信息。進一步地，上述網(wǎng)絡裝置還具有下面特點
所述微控模塊，在所述網(wǎng)絡裝置為非與所述主鐘設備直接連接的中間級透傳時鐘設備的情況下，計算本設備相對于主鐘設備的頻率差之前還用于，根據(jù)所述IEEE 1588協(xié)議報文攜帶的駐留時間對本地打戳的時間信息進行修正。進一步地，上述網(wǎng)絡裝置還具有下面特點
所述微控模塊，判斷所述頻率差滿足預定條件具體為判斷所述頻率差大于門限值，或者判斷所述頻率差連續(xù)預設次數(shù)大于門限值。進一步地，上述網(wǎng)絡裝置還具有下面特點 所述IEEE 1588協(xié)議報文為同步報文或跟隨報文。綜上，本發(fā)明提供一種基于IEEE 1588協(xié)議調(diào)整頻率的方法及網(wǎng)絡裝置，能夠實現(xiàn)有效提高TC設備的頻率精度，同時降低成本。


圖1為本發(fā)明實施例的作為TC設備的網(wǎng)絡裝置的示意圖2為本發(fā)明的一種基于IEEE 1588協(xié)議調(diào)整頻率的方法的流程圖； 圖3為本發(fā)明實施例的網(wǎng)絡拓撲示意圖4為本發(fā)明應用示例的同步以太網(wǎng)頻率恢復質(zhì)量的監(jiān)控的流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下文中將結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。圖1為本發(fā)明實施例的作為TC設備的網(wǎng)絡裝置的示意圖，如圖所示，包括下面模塊
時鐘源模塊，用于為本TC設備提供頻率信息，本實施例中，用于向時間戳模塊提供頻率信息；用于接收到微控模塊輸出的頻率差后，利用所述頻率差將所述頻率信息調(diào)整為與所述IEEE 1588協(xié)議報文攜帶的主鐘信息同頻；
時間戳模塊，用于接收到IEEE 1588協(xié)議報文后，根據(jù)所述時鐘源模塊提供的頻率信息對所述IEEE 1588協(xié)議報文打時間戳，同時也將IEEE 1588協(xié)議報文在該TC設備的駐留時間Ti打在該報文，然后透傳出去；
所述微控模塊，用于根據(jù)IEEE 1588協(xié)議報文攜帶的主鐘信息和本地打戳的時間信息，計算本設備相對于主鐘設備的頻率差，若判斷所述頻率差滿足預定條件，則將所述頻率差輸出給所述時鐘源模塊。其中，所述微控模塊是通過下式計算本設備相對于主鐘設備的頻率差的 ((Tt2-Ttl)-(Tm2-Tml))/(Tm2_Tml)，
其中，Tml和Tm2分別是第一個和第二個IEEE1588協(xié)議報文中攜帶的主鐘信息，Ttl和 Tt2分別是本設備對接收到的第一個和第二個IEEE1588協(xié)議報文打戳的時間信息。其中，所述微控模塊，在所述網(wǎng)絡裝置為非與所述主鐘設備直接連接的中間級透傳時鐘設備的情況下，計算本設備相對于主鐘設備的頻率差之前還用于，根據(jù)所述IEEE 1588協(xié)議報文攜帶的駐留時間對本地打戳的時間信息進行修正。所述IEEE 1588協(xié)議報文為SYNC (同步)報文或F0LL0W_UP (跟隨)報文。本實施例的時鐘源模塊可以采用精度性能方面要求不高的晶振。一般在組網(wǎng)中，整個網(wǎng)絡中只有一兩個主鐘，在網(wǎng)絡中節(jié)點將IEEE1588協(xié)議報文給下一級設備的設備有BC和TC兩種模型，本實施例中的TC設備可以是PTN (Packet Transport Network,分組傳送網(wǎng))、交換機、路由器、基站等可以透傳IEEE1588協(xié)議報文的網(wǎng)絡節(jié)點設備。圖2為本發(fā)明的一種基于IEEE 1588協(xié)議調(diào)整頻率的方法的流程圖，如圖2所示， 本方法包括
S10、TC設備根據(jù)接收到的IEEE 1588協(xié)議報文攜帶的主鐘信息和本地打戳的時間信息，計算本設備相對于主鐘設備的頻率差；
S20、TC設備若判斷所述頻率差滿足預定條件，則利用所述頻率差將本地打戳的頻率調(diào)整為與所述IEEE 1588協(xié)議報文攜帶的主鐘信息同頻。本方法利用原有IEEE1588協(xié)議的SYNC和F0LL0W_UP協(xié)議，不需要修改協(xié)議不需要TC設備發(fā)送多余的消息，在減少鏈路多余報文的同時，可以校正TC設備的頻率。圖3為本發(fā)明實施例的網(wǎng)絡拓撲示意圖，如圖所示，
主鐘設備通過TC設備將IEEE1588報文傳遞給網(wǎng)絡中需要授時的節(jié)點中。主鐘設備在Tmi時刻發(fā)送SYNC報文或F0LL0W_UP報文，Tmi的時間戳承載在SYNC報文或F0LL0W_UP報文中。第一級TCl設備(與主鐘直接連接的TC設備)收到SYNC報文，打本地時間戳Tti， 同時將駐留時間Ti打在SYNC報文中，記錄SYNC報文或F0LL0W_UP報文攜帶的時間Tmi。 第一級TCl設備通過收集到的Tmi和Tti計算本地TC的頻率誤差，計算公式如下
((Tt2-Ttl)-(Tm2-Tml))/(Tm2_Tml)，
得到單位時間內(nèi)TC設備相對主鐘設備的頻率偏移，然后將本地的頻率調(diào)整為與主鐘同頻。第二級TC2設備(非與主鐘直接連接的中間級TC設備)收到TCl設備透傳過來的SYNC報文，同樣打時間戳Ttti，用SYNC報文的駐留時間Ti修正Ttti時間，修正后的 Ttti=Ttti-Ti,通過收集到的Tmi和修正后的Ttti計算本地TC的頻率誤差，進行頻率調(diào)離
iF. ο以此類推第三級以后的所有TC。圖4為本發(fā)明應用示例的同步以太網(wǎng)頻率恢復質(zhì)量的監(jiān)控的流程圖，如圖4所示
首先，開啟同步以太網(wǎng)，TC設備的頻率通過以太網(wǎng)恢復出來。步驟101，TC設備接收IEEE1588協(xié)議報文；
步驟102，TC設備判斷IEEE1588協(xié)議報文是否是SYNC報文或F0LL0W_UP報文，若是， 則轉向步驟103，若都不是，則轉向步驟101 ；
步驟103，TC設備根據(jù)接收到的IEEE 1588協(xié)議報文攜帶的主鐘信息和本地打戳的時間信息，計算本設備相對于主鐘設備的計算出頻率偏差；
步驟104，TC設備判斷連續(xù)N次的頻率偏差是否大于門限，如果是，則轉向步驟105，否則設置同步以太信任，繼續(xù)檢測，跳回步驟101。如果整個網(wǎng)絡比較穩(wěn)定，N的取值可以設置大一點；如果網(wǎng)絡非常不穩(wěn)定，N的取
值可以設置小一點。步驟105，頻率偏差連續(xù)N次大于門限，認為同步以太恢復的頻率異常，設置同步以太非信任模式，然后執(zhí)行步驟106 ；
若檢測當前的端口頻率異常，可以嘗試其他的同步以太網(wǎng)恢復的端口返回步驟101，若所有端口都頻率異常，則執(zhí)行步驟106。步驟106，TC設備啟動頻率恢復機制，利用所述頻率差將本地打戳的頻率調(diào)整為與所述IEEE 1588協(xié)議報文攜帶的主鐘信息同頻。在TC設備啟動頻率恢復機制的過程中，可以通過定時自動切換回同步以太流程， 或手動切換到同步以太流程，再檢測同步以太的精度是否符合要求。繼續(xù)檢測同步以太，在頻率穩(wěn)定度低的情況下，繼續(xù)設置頻率恢復機制，設置同步以太非信任模式。本發(fā)明通過SYNC (同步)報文或F0LL0W_UP (跟隨)報文計算出主鐘時間間隔，通過TC接收到得主鐘時間戳，計算本地時間間隔，通過算法計算出TC與主鐘的頻率差，補償 TC的頻率，實現(xiàn)TC高精度打時間戳的功能。本發(fā)明的優(yōu)點是不需要網(wǎng)絡設備支持同步以太，不采用高精度恒溫晶振一樣能保證很高的頻率穩(wěn)定度，同時對于采用同步以太的網(wǎng)絡 TC設備，檢測以太網(wǎng)恢復時鐘的質(zhì)量，在同步以太時鐘質(zhì)量不可用的時候，切換到頻率調(diào)整狀態(tài)，保證TC時間戳的精度和穩(wěn)定度。本領域普通技術人員可以理解上述方法中的全部或部分步驟可通過程序來指令相關硬件完成，所述程序可以存儲于計算機可讀存儲介質(zhì)中，如只讀存儲器、磁盤或光盤等?？蛇x地，上述實施例的全部或部分步驟也可以使用一個或多個集成電路來實現(xiàn)。相應地，上述實施例中的各模塊/單元可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實現(xiàn)。本發(fā)明不限制于任何特定形式的硬件和軟件的結合。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，當然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種基于IEEE 1588協(xié)議調(diào)整頻率的方法，包括透傳時鐘設備根據(jù)接收到的IEEE 1588協(xié)議報文攜帶的主鐘信息和本地打戳的時間信息，計算本設備相對于主鐘設備的頻率差；若判斷所述頻率差滿足預定條件，則利用所述頻率差將本地打戳的頻率調(diào)整為與所述 IEEE 1588協(xié)議報文攜帶的主鐘信息同頻。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述透傳時鐘設備通過下式計算本設備相對于主鐘設備的頻率差((Tt2-Ttl)-(Tm2-Tml))/(Tm2_Tml)，其中，Tml和Tm2分別是第一個和第二個IEEE1588協(xié)議報文中攜帶的主鐘信息，Ttl和 Tt2分別是本設備對接收到的第一個和第二個IEEE1588協(xié)議報文打戳的時間信息。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，若所述透傳時鐘設備為非與所述主鐘設備直接連接的中間級透傳時鐘設備，則所述透傳時鐘設備計算本設備相對于主鐘設備的頻率差之前，還包括根據(jù)所述IEEE 1588協(xié)議報文攜帶的駐留時間對本地打戳的時間信息進行修正。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述透傳時鐘設備判斷所述頻率差滿足預定條件的步驟包括判斷所述頻率差大于門限值，或者判斷所述頻率差連續(xù)預設次數(shù)大于門限值。
5.如權利要求1或2或4所述的方法，其特征在于，所述IEEE 1588協(xié)議報文為同步報文或跟隨報文。
6.一種作為透傳時鐘設備的網(wǎng)絡裝置，包括時鐘源模塊，用于向時間戳模塊提供頻率信息；用于接收到微控模塊輸出的頻率差后， 利用所述頻率差將所述頻率信息調(diào)整為與所述IEEE 1588協(xié)議報文攜帶的主鐘信息同頻；時間戳模塊，用于接收到IEEE 1588協(xié)議報文后，根據(jù)所述時鐘源模塊提供的頻率信息對所述IEEE 1588協(xié)議報文打時間戳；所述微控模塊，用于根據(jù)IEEE 1588協(xié)議報文攜帶的主鐘信息和本地打戳的時間信息，計算本設備相對于主鐘設備的頻率差，若判斷所述頻率差滿足預定條件，則將所述頻率差輸出給所述時鐘源模塊。
7.如權利要求6所述的網(wǎng)絡裝置，其特征在于，所述微控模塊，是通過下式計算本設備相對于主鐘設備的頻率差的((Tt2-Ttl)-(Tm2-Tml))/(Tm2_Tml)，其中，Tml和Tm2分別是第一個和第二個IEEE1588協(xié)議報文中攜帶的主鐘信息，Ttl和 Tt2分別是本設備對接收到的第一個和第二個IEEE1588協(xié)議報文打戳的時間信息。
8.如權利要求6或7所述的網(wǎng)絡裝置，其特征在于，所述微控模塊，在所述網(wǎng)絡裝置為非與所述主鐘設備直接連接的中間級透傳時鐘設備的情況下，計算本設備相對于主鐘設備的頻率差之前還用于，根據(jù)所述IEEE 1588協(xié)議報文攜帶的駐留時間對本地打戳的時間信息進行修正。
9.如權利要求6所述的網(wǎng)絡裝置，其特征在于，所述微控模塊，判斷所述頻率差滿足預定條件具體為判斷所述頻率差大于門限值，或者判斷所述頻率差連續(xù)預設次數(shù)大于門限值。
10.如權利要求6或7或9所述的網(wǎng)絡裝置，其特征在于， 所述IEEE 1588協(xié)議報文為同步報文或跟隨報文。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于IEEE 1588協(xié)議調(diào)整頻率的方法及網(wǎng)絡裝置，該方法包括透傳時鐘設備根據(jù)接收到的IEEE 1588協(xié)議報文攜帶的主鐘信息和本地打戳的時間信息，計算本設備相對于主鐘設備的頻率差；若判斷所述頻率差滿足預定條件，則利用所述頻率差將本地打戳的頻率調(diào)整為與所述IEEE 1588協(xié)議報文攜帶的主鐘信息同頻。本發(fā)明實現(xiàn)有效提高TC設備的頻率精度，同時降低成本。
文檔編號H04L7/00GK102185686SQ201110125550
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權日2011年5月16日
發(fā)明者龐賀 申請人:中興通訊股份有限公司