專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及精確時(shí)間同步，特別涉及一種用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的方法和裝置。
背景技術(shù)：
IEEE 1588 協(xié)議(Precision Time Protocol, PTP,也即精確時(shí)間協(xié)議)是一種規(guī)定系統(tǒng)中設(shè)備如何相互同步實(shí)時(shí)時(shí)間的分布式時(shí)間同步協(xié)議，具有亞微秒(us)級(jí)的時(shí)間同步性能。在IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)中，各時(shí)鐘被組織成主從層級(jí)結(jié)構(gòu)。在層級(jí)頂層的時(shí)鐘為主時(shí)鐘(Grand-Master clock)，主時(shí)鐘決定了整個(gè)系統(tǒng)的參考時(shí)間。從時(shí)鐘通過(guò)與主時(shí)鐘交互PTP事件消息，使用交互PTP事件消息過(guò)程中得到的時(shí)間信息調(diào)整自身的時(shí)鐘和層級(jí)中的主時(shí)鐘一致。
IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)可采用三種時(shí)鐘模型，分別為邊界時(shí)鐘(BC)模型、端到端透?jìng)鲿r(shí)鐘(E2ETC)模型、以及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)透?jìng)鲿r(shí)鐘(P2PTC)模型。在BC模型中，PTP事件消息包括同步(Sync)消息和時(shí)延請(qǐng)求(Delay-Req)消息兩種，相鄰時(shí)鐘分別為主時(shí)鐘和從時(shí)鐘，從時(shí)鐘和主時(shí)鐘使用Sync消息和Delay-Req消息進(jìn)行交互，并根據(jù)交互過(guò)程中獲得的Sync消息及Delay-Req消息的傳輸時(shí)延計(jì)算時(shí)間偏移量(offset)，根據(jù)offset值來(lái)調(diào)整自身的時(shí)鐘與主時(shí)鐘保持時(shí)鐘一致。在E2ETC模型中，PTP事件消息包括同步(Sync)消息和時(shí)延請(qǐng)求(Delay-Req)消息兩種；主時(shí)鐘和從時(shí)鐘之間存在多個(gè)透?jìng)鲿r(shí)鐘(TC)，從時(shí)鐘和主時(shí)鐘使用Sync消息和Delay-Req消息進(jìn)行交互,并根據(jù)交互過(guò)程中獲得的Sync消息及Delay-Req消息的傳輸時(shí)延計(jì)算offset值,根據(jù)offset值來(lái)調(diào)整自身的時(shí)鐘與主時(shí)鐘保持時(shí)鐘一致。在從時(shí)鐘和主時(shí)鐘進(jìn)行PTP消息交互的過(guò)程中，TC負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)PTP事件消息。由于TC對(duì)PTP事件消息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理時(shí)，涉及到復(fù)雜的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)處理過(guò)程，處理時(shí)間不穩(wěn)定，會(huì)引起時(shí)延變化，因此，需要測(cè)量PTP事件消息在每個(gè)TC中的駐留時(shí)間。從時(shí)鐘在計(jì)算PTP事件消息的傳輸時(shí)延時(shí)將該P(yáng)TP事件消息在每個(gè)TC上的駐留時(shí)間扣除，從而將引入時(shí)延變化的因素去除。因此，從時(shí)鐘計(jì)算得到的Sync消息及Delay-Req消息的傳輸時(shí)延只包括該P(yáng)TP事件消息在主時(shí)鐘和從時(shí)鐘之間的所有相鄰時(shí)鐘上的時(shí)延。在P2PTC模型中，PTP事件消息包括Sync消息、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)時(shí)延請(qǐng)求(Pdelay-Req)消息、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)時(shí)延請(qǐng)求(Pdelay-Resp)消息三種。主時(shí)鐘和從時(shí)鐘之間存在多個(gè)TC，主時(shí)鐘和從時(shí)鐘使用Sync消息進(jìn)行交互；相鄰時(shí)鐘之間使用Pdelay-Req消息和Pdelay-Resp消息進(jìn)行交互，以獲得相鄰時(shí)鐘之間的鏈路時(shí)延。從時(shí)鐘在計(jì)算Sync消息的傳輸時(shí)延時(shí)，需要將主時(shí)鐘到從時(shí)鐘之間的任意兩個(gè)相鄰時(shí)鐘間的鏈路時(shí)延扣除；另外，基于和E2ETC模型相同的理由，還將Sync消息在每個(gè)TC上的駐留時(shí)間扣除，從而使得到的傳輸時(shí)延為從時(shí)鐘與主時(shí)鐘之間的時(shí)間偏移量(offset)，可以直接根據(jù)該offset值調(diào)整自身的時(shí)鐘與主時(shí)鐘保持一致。上述三種模型中，從時(shí)鐘根據(jù)PTP事件消息的傳輸時(shí)延計(jì)算與主時(shí)鐘之間的時(shí)間偏移量時(shí)，均是基于PTP事件消息在主時(shí)鐘和從時(shí)鐘之間的傳輸時(shí)延穩(wěn)定的假設(shè)。
目前的MAC芯片和PHY芯片大多支持IEEE 1588協(xié)議。在實(shí)際系統(tǒng)中，往往由MAC芯片連接多個(gè)或多種PHY，在MAC芯片上實(shí)現(xiàn)IEEE 1588協(xié)議，一定程度上可以減少芯片間同步的需求，并且現(xiàn)在MAC芯片一般集成了 uCore，為時(shí)間同步實(shí)現(xiàn)提供天然的支持，所以在MAC上實(shí)現(xiàn)IEEE 1588協(xié)議是一種性價(jià)比較高的方案。另外，現(xiàn)有技術(shù)中，也可以在CPU上實(shí)現(xiàn)IEEE 1588協(xié)議。下面以在MAC上實(shí)現(xiàn)IEEE 1588協(xié)議為例進(jìn)行說(shuō)明參見(jiàn)圖1，圖I是在MAC上實(shí)現(xiàn)IEEE 1588協(xié)議的架構(gòu)示意圖，如圖I所示，在MAC層和PHY層之間進(jìn)行時(shí)間戳處理，由于MAC芯片和物理鏈路之間通常會(huì)增加MAC、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)、PHY等外掛器件，因此，上述主時(shí)鐘和從時(shí)鐘之間的傳輸時(shí)延實(shí)際上包括了 PTP事件消息在主時(shí)鐘的MAC外掛器件上、物理鏈路上、以及從時(shí)鐘的MAC外掛器件上的時(shí)延?，F(xiàn)在的通信系統(tǒng)中，物理鏈路上的時(shí)延一般是穩(wěn)定的，但是，MAC外掛器件卻會(huì)引入對(duì)PTP事件消息的時(shí)延變化，從而使得上述基于主時(shí)鐘和從時(shí)鐘之間的傳輸時(shí)延穩(wěn)定的假設(shè)不成立，導(dǎo)致在MAC上實(shí)現(xiàn)IEEE 1588協(xié)議不穩(wěn)定、不準(zhǔn)確，進(jìn)而導(dǎo)致時(shí)間同步精度下降。同樣，在CPU上實(shí)現(xiàn)IEEE 1588協(xié)議時(shí)，由于CPU外掛器件的存在，也有同樣的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的方法，應(yīng)用該方法可以在實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步時(shí)提聞時(shí)間同步的精度。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的方法，該方法包括接收和/或發(fā)送PTP事件消息；當(dāng)所述PTP事件消息流經(jīng)1588協(xié)議處理器件的每個(gè)外掛器件時(shí)，如果需要測(cè)量該外掛器件的駐留時(shí)間，則測(cè)量所述PTP事件消息在該外掛器件上的進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間，用以在計(jì)算所述PTP事件消息在發(fā)送端和接收端之間的傳輸時(shí)延時(shí)，根據(jù)所述進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間將所述PTP事件消息在該外掛器件上的駐留時(shí)間扣除。本發(fā)明還提供了一種用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的裝置，該裝置包括收發(fā)單元、測(cè)量單元；；所述收發(fā)單元，用于接收和/或發(fā)送PTP事件消息；所述測(cè)量單元，用于當(dāng)所述PTP事件消息流經(jīng)1588協(xié)議處理器件的每個(gè)外掛器件時(shí)，如果需要測(cè)量該外掛器件的駐留時(shí)間，則測(cè)量所述PTP事件消息在該外掛器件上的進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間，用以在計(jì)算所述PTP事件消息在發(fā)送端和接收端之間的傳輸時(shí)延時(shí)，根據(jù)所述進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間將所述PTP事件消息在該外掛器件上的駐留時(shí)間扣除。由上面的技術(shù)方案可知，本發(fā)明中，當(dāng)接收和/或發(fā)送PTP事件消息時(shí)，當(dāng)PTP事件消息流經(jīng)需要測(cè)量駐留時(shí)間的1588協(xié)議處理器件的每個(gè)外掛器件時(shí)，測(cè)量PTP事件消息在該外掛器件上的進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間，并據(jù)此在計(jì)算PTP事件消息在發(fā)送端和接收端之間的傳輸時(shí)延時(shí)將PTP事件消息在該外掛器件上的時(shí)延扣除，從而可以在實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步時(shí)提聞時(shí)間同步的精度。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)在MAC上實(shí)現(xiàn)IEEE 1588協(xié)議的架構(gòu)示意圖2是本發(fā)明實(shí)施例用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的方法流程圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。參見(jiàn)圖2，圖2是本發(fā)明實(shí)施例用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的方法流程圖，包括以下步驟步驟201、接收和/或發(fā)送PTP事件消息。步驟202、當(dāng)所述PTP事件消息流經(jīng)1588協(xié)議處理器件的每個(gè)外掛器件時(shí)，如果需 要測(cè)量該外掛器件的駐留時(shí)間(也即在該外掛器件中的時(shí)延)，則測(cè)量所述PTP事件消息在該外掛器件上的進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間，用以在計(jì)算所述PTP事件消息在發(fā)送端和接收端之間的傳輸時(shí)延時(shí)，根據(jù)所述進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間將所述PTP事件消息在該外掛器件上的駐留時(shí)間扣除。本步驟中，所述1588協(xié)議處理器件可以是MAC、也可以是CPU。當(dāng)在MAC上實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步協(xié)議時(shí)，所述1588協(xié)議處理器件是MAC ；當(dāng)在CPU上實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步協(xié)議時(shí)，所述1588協(xié)議處理器件是CPU。圖2所示本發(fā)明實(shí)施例中，為了測(cè)量PTP事件消息在1588協(xié)議處理器件的外掛器件中的進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間，可以在需要測(cè)量駐留時(shí)間的每個(gè)外掛器件中設(shè)置一個(gè)時(shí)間戳計(jì)數(shù)器，當(dāng)所述PTP事件消息進(jìn)入該外掛器件時(shí)，可以對(duì)該外掛器件中的時(shí)間戳計(jì)數(shù)器值進(jìn)行采樣，進(jìn)而確定PTP時(shí)間消息的進(jìn)入時(shí)間；當(dāng)所述PTP事件消息離開(kāi)該外掛器件時(shí)，可以對(duì)該外掛器件中的時(shí)間戳計(jì)數(shù)器值進(jìn)行采樣，進(jìn)而確定PTP時(shí)間消息的離開(kāi)時(shí)間。這里，時(shí)間戳計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)方式可以有多種，例如，可以在PTP事件消息進(jìn)入外掛器件時(shí)從O開(kāi)始計(jì)數(shù)，也可以持續(xù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，無(wú)論采用何種計(jì)數(shù)方式，PTP事件消息的離開(kāi)時(shí)間與進(jìn)入時(shí)間的時(shí)間間隔均不會(huì)受到影響。將PTP事件消息在外掛器件上的駐留時(shí)間從PTP事件消息的傳輸時(shí)延中扣除的方法有多種，例如，可以利用PTP事件消息的Correction filed域,將PTP事件消息在外掛器件中的駐留時(shí)間進(jìn)行累加，具體地，當(dāng)PTP事件消息進(jìn)入外掛器件時(shí)，將進(jìn)入時(shí)間從Correction filed域中減去，當(dāng)PTP事件消息離開(kāi)外掛器件時(shí)，將離開(kāi)時(shí)間在Correctionfiled域中加上。假設(shè)Tl是PTP事件消息進(jìn)入外掛器件時(shí)外掛器件的本地時(shí)間，T2是PTP事件消息離開(kāi)外掛器件時(shí)外掛器件的本地時(shí)間，則本申請(qǐng)計(jì)算各外掛器件的駐留時(shí)間的方法可以簡(jiǎn)單表述為外掛器件每次產(chǎn)生的駐留時(shí)間=-T1+T2 = T2-T1。當(dāng)在需要測(cè)量駐留時(shí)間的每個(gè)外掛器件中設(shè)置時(shí)間戳計(jì)數(shù)器時(shí)，各外掛器件中的時(shí)間戳計(jì)數(shù)器的計(jì)時(shí)可以不一致，但是計(jì)數(shù)頻率需要保持一致，計(jì)數(shù)頻率一致是為了確保各外掛器件計(jì)時(shí)精度是一致的，從而可以消除PTP事件消息在各外掛器件中產(chǎn)生的駐留時(shí)間。在IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)中，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高精度頻率的同步，因此，可以利用IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)中的高精度頻率，通過(guò)與所述IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)中的高精度頻率保持頻率同步，從而實(shí)現(xiàn)1588協(xié)議處理器件的每個(gè)外掛器件中的時(shí)間戳計(jì)數(shù)器的
計(jì)數(shù)頻率一致。 利用IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)中的高精度頻率實(shí)現(xiàn)1588協(xié)議處理器件的每個(gè)外掛器件中的時(shí)間戳計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)頻率一致的具體方法可以如下將IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)中的高精度頻率作為時(shí)間戳計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)頻率的參考計(jì)數(shù)頻率；或者，對(duì)IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)中的高精度頻率進(jìn)行倍頻、分頻、或伺服，將倍頻、分頻、或伺服得到頻率作為時(shí)間戳計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)頻率的參考頻率。圖2所示本發(fā)明實(shí)施例中，所述外掛器件可以是線卡MAC、FPGA、PHY等硬件器件。在實(shí)際應(yīng)用中，可以對(duì)PTP事件消息在流經(jīng)的的每個(gè)外掛器件的進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，也可以只對(duì)能夠引起PTP事件消息的傳輸時(shí)延變化的外掛器件(也即PTP事件消息的駐留時(shí)間變化比較大的硬件器件，PTP事件消息在其上的駐留時(shí)間是變化的，而非固定值)的進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，例如FPGA ;而對(duì)于對(duì)PTP事件消息的傳輸時(shí)延變化的影響很小，幾乎可以忽略不計(jì)的外掛器件，則可以不進(jìn)行進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間的測(cè)量，例如 PHY。因此，所述需要測(cè)量駐留時(shí)間的外掛器件包括PTP事件消息流經(jīng)的1588協(xié)議處理器件的所有外掛器件；或者，所述需要測(cè)量駐留時(shí)間的外掛器件包括能夠引起PTP事件消息的時(shí)延變化的1588協(xié)議處理器件的所有外掛器件。圖2所示本發(fā)明實(shí)施例中，所述的PTP事件消息具體包括Sync消息、Delay-Req消息、Pdelay-Req消息、以及Pdelay-Resp消息。本申請(qǐng)中，通過(guò)在PTP事件消息中標(biāo)明每次駐留時(shí)間，以便于在時(shí)間同步相關(guān)計(jì)算中扣除PTP事件消息在每個(gè)1588協(xié)議處理器件的外掛器件上產(chǎn)生的駐留時(shí)間，提高時(shí)間精度。本申請(qǐng)適用于1588時(shí)間同步的各種應(yīng)用場(chǎng)景，包括BC模型、E2ETC模型、以及P2PTC模型。以下將PTP事件消息在外掛器件中的駐留時(shí)間稱(chēng)為時(shí)延，下面以在MAC上實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步為例，針對(duì)圖2所示本發(fā)明實(shí)施例在IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行舉例說(shuō)明。首先，對(duì)IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)采用BC模型時(shí)的情況進(jìn)行說(shuō)明這種情況下，主時(shí)鐘和從時(shí)鐘交互的PTP消息包括Sync消息和Delay-Req消息，并在交互過(guò)程中得到Sync消息及Delay-Req消息的發(fā)送時(shí)間和接收時(shí)間，并據(jù)此得到Sync消息及Delay-Req消息的傳輸時(shí)延。在未應(yīng)用本發(fā)明的情況下，當(dāng)在MAC層實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步時(shí)，Sync消息及Delay-Req消息的傳輸時(shí)延均包括消息在主時(shí)鐘的MAC外掛器件上、物理鏈路上、以及從時(shí)鐘的MAC外掛器件上的時(shí)延，由于主時(shí)鐘及從時(shí)鐘的MAC外掛器件上的時(shí)延不穩(wěn)定，因此，最終根據(jù)Sync消息及Delay-Req消息的傳輸時(shí)延計(jì)算得到的從時(shí)鐘與主時(shí)鐘的時(shí)間偏移量不準(zhǔn)確，導(dǎo)致時(shí)間同步精度下降。 當(dāng)應(yīng)用圖2所示本發(fā)明實(shí)施例的方法時(shí)，主時(shí)鐘可以在發(fā)送Sync消息測(cè)量該Sync消息在自身的所有MAC外掛器件上的時(shí)延，在接收Delay-Req消息時(shí)測(cè)量該Delay-Req消息在自身的所有MAC外掛器件上的時(shí)延。同理，從時(shí)鐘可以在接收Sync消息測(cè)量該Sync消息在自身的所有MAC外掛器件上的時(shí)延，在發(fā)送Delay-Req消息時(shí)測(cè)量該Delay-Req消息在自身的所有MAC外掛器件上的時(shí)延。
從時(shí)鐘可以獲取主時(shí)鐘測(cè)量的Sync消息及Delay-Req消息在主時(shí)鐘的所有MAC外掛器件上的時(shí)延，從而在計(jì)算Sync消息及Delay-Req消息的傳輸時(shí)延時(shí)可以將Sync消息及Delay-Req消息在主時(shí)鐘的MAC外掛器件上的時(shí)延、以及在從時(shí)鐘的MAC外掛器件上的時(shí)延扣除。這樣，從時(shí)鐘計(jì)算得到的Sync消息及Delay-Req消息的傳輸時(shí)延只包括在主時(shí)鐘和從時(shí)鐘之間的物理鏈路上的時(shí)延。由于物理鏈路上的時(shí)延穩(wěn)定，因此，應(yīng)用本發(fā)明之后，基于主時(shí)鐘和從時(shí)鐘之間的傳輸時(shí)延穩(wěn)定的假設(shè)成立，從而，根據(jù)Sync消息及Delay-Req消息的傳輸時(shí)延計(jì)算得到的從時(shí)鐘與主時(shí)鐘的時(shí)間偏移量準(zhǔn)確，由此可知，應(yīng)用本發(fā)明能夠提高時(shí)間同步精度。其次，對(duì)IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)采用E2ETC模型時(shí)的情況進(jìn)行說(shuō)明這種情況下，主時(shí)鐘和從時(shí)鐘交互的PTP消息包括Sync消息和Delay-Req消息，并在交互過(guò)程中得到Sync消息及Delay-Req消息的發(fā)送時(shí)間和接收時(shí)間。另外，主時(shí)鐘和從時(shí)鐘之間還存在一個(gè)或多個(gè)TC，每個(gè)TC對(duì)Sync消息及Delay-Req消息在本機(jī)的駐留時(shí) 間進(jìn)行了測(cè)量。從時(shí)鐘根據(jù)Sync消息及Delay-Req消息的發(fā)送時(shí)間和接收時(shí)間計(jì)算Sync消息及Delay-Req消息的傳輸時(shí)延時(shí)，將Sync消息及Delay-Req消息在每個(gè)TC中的駐留時(shí)間扣除。在未應(yīng)用本發(fā)明的情況下，當(dāng)在MAC層實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步時(shí)，Sync消息及Delay-Req消息的傳輸時(shí)延均包括消息在主時(shí)鐘的MAC外掛器件上、物理鏈路上、以及從時(shí)鐘的MAC外掛器件上的時(shí)延。另外，由于TC通常也是在MAC層進(jìn)行時(shí)間戳處理，因此，Sync消息及Delay-Req消息的傳輸時(shí)延還包括Sync消息及Delay-Req消息在流經(jīng)的每個(gè)TC的MAC外掛器件上的接收時(shí)延和發(fā)送時(shí)延。由于主時(shí)鐘、從時(shí)鐘、以及TC的MAC外掛器件上的時(shí)延不穩(wěn)定，因此，最終根據(jù)Sync消息及Delay-Req消息的傳輸時(shí)延計(jì)算得到的從時(shí)鐘與主時(shí)鐘的時(shí)間偏移量不準(zhǔn)確，導(dǎo)致時(shí)間同步精度下降。當(dāng)應(yīng)用圖2所示本發(fā)明實(shí)施例的方法后，主時(shí)鐘可以在發(fā)送Sync消息測(cè)量該Sync消息在自身的所有MAC外掛器件上的時(shí)延，在接收Delay-Req消息時(shí)測(cè)量該Delay-Req消息在自身的所有MAC外掛器件上的時(shí)延。同理，從時(shí)鐘可以在接收Sync消息測(cè)量該Sync消息在自身的所有MAC外掛器件上的時(shí)延，在發(fā)送Delay-Req消息時(shí)測(cè)量該Delay-Req消息在自身的所有MAC外掛器件上的時(shí)延。另外，TC可以在接收和發(fā)送Sync消息及Delay-Req消息時(shí)測(cè)量Sync消息及Delay-Req消息在自身的所有MAC外掛器件上的時(shí)延。從時(shí)鐘可以獲取主時(shí)鐘測(cè)量的Sync消息及Delay-Req消息在主時(shí)鐘的所有MAC外掛器件上的時(shí)延，以及在流經(jīng)的每個(gè)TC的MAC外掛器件上的接收時(shí)延和發(fā)送時(shí)延，從而在計(jì)算Sync消息及Delay-Req消息的傳輸時(shí)延時(shí)可以將Sync消息及Delay-Req消息在主時(shí)鐘的MAC外掛器件上的時(shí)延、在流經(jīng)的每個(gè)TC上的接收時(shí)延和發(fā)送時(shí)延、以及在從時(shí)鐘的MAC外掛器件上的時(shí)延扣除，這樣，得到的Sync消息及Delay-Req消息的傳輸時(shí)延只包括在主時(shí)鐘和從時(shí)鐘之間的所有相鄰時(shí)鐘間的物理鏈路上的時(shí)延。由于物理鏈路上的時(shí)延穩(wěn)定，因此，應(yīng)用本發(fā)明之后，基于主時(shí)鐘和從時(shí)鐘之間的傳輸時(shí)延穩(wěn)定的假設(shè)成立，從而，根據(jù)Sync消息及Delay-Req消息的傳輸時(shí)延計(jì)算得到的從時(shí)鐘與主時(shí)鐘的時(shí)間偏移量準(zhǔn)確，由此可知，應(yīng)用本發(fā)明能夠提聞時(shí)間同步精度。最后，對(duì)IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)采用P2PTC模型時(shí)的情況進(jìn)行說(shuō)明這種情況下，主時(shí)鐘和從時(shí)鐘交互的PTP消息包括Sync消息，并在交互過(guò)程中得到Sync消息的發(fā)送時(shí)間和接收時(shí)間。另外，主時(shí)鐘和從時(shí)鐘之間還存在一個(gè)或多個(gè)TC，每個(gè)TC對(duì)Sync消息在本機(jī)的駐留時(shí)間進(jìn)行了測(cè)量。主時(shí)鐘和從時(shí)鐘之間的任意兩個(gè)相鄰時(shí)鐘間交互的PTP消息包括Pdelay-Req消息和Pdelay-Resp消息，通過(guò)交互Pdelay-Req消息和Pdelay-Resp消息可以得到相鄰時(shí)鐘之間的傳輸時(shí)延。從時(shí)鐘根據(jù)Sync消息的發(fā)送時(shí)間和接收時(shí)間計(jì)算Sync消息的傳輸時(shí)延時(shí)，將Sync消息在每個(gè)TC中的駐留時(shí)間、以及流經(jīng)的主時(shí)鐘和從時(shí)鐘之間的所有相鄰時(shí)鐘間的物理鏈路上的時(shí)延扣除。在未應(yīng)用本發(fā)明的情況下，當(dāng)在MAC 層實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步時(shí)，從時(shí)鐘計(jì)算得到的Sync消息的傳輸時(shí)延實(shí)質(zhì)上就是從時(shí)鐘與主時(shí)鐘的時(shí)間偏移量。但是，由于相鄰時(shí)鐘通過(guò)交互Pdelay-Req消息和Pdelay-Resp消息得到的傳輸時(shí)延不準(zhǔn)確(與IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)采用BC模型時(shí)，主時(shí)鐘和從時(shí)鐘通過(guò)交互Sync消息和Delay-Req消息得到的主時(shí)鐘和從時(shí)鐘之間的傳輸時(shí)延不準(zhǔn)確的原因相同，均是因?yàn)榈牡玫降膫鬏敃r(shí)延包括了 PTP事件消息在兩端時(shí)鐘的MAC外掛器件上的時(shí)延，而在MAC外掛器件上的時(shí)延是不穩(wěn)定的)，因此，最終根據(jù)Sync的傳輸時(shí)延計(jì)算得到的相鄰時(shí)鐘時(shí)間偏移量也不準(zhǔn)確，導(dǎo)致時(shí)間同步精度下降。當(dāng)應(yīng)用圖2所示本發(fā)明實(shí)施例的方法時(shí)，主時(shí)鐘可以在發(fā)送Sync消息測(cè)量該Sync消息在自身的所有MAC外掛器件上的時(shí)延。同理，從時(shí)鐘可以在接收Sync消息時(shí)測(cè)量該Sync消息在自身的所有MAC外掛器件上的時(shí)延。另外，TC可以在接收和發(fā)送Sync消息時(shí)測(cè)量Sync消息在自身的所有MAC外掛器件上的時(shí)延。此外，相鄰時(shí)鐘之間通過(guò)交互Pdelay-Req消息和Pdelay-Resp消息計(jì)算得到的傳輸時(shí)延也只包括相鄰時(shí)鐘之間的物理鏈路上的時(shí)延。從時(shí)鐘在計(jì)算Sync消息傳輸時(shí)延時(shí)可以將Sync消息在主時(shí)鐘的MAC外掛器件上的時(shí)延、在流經(jīng)的每個(gè)TC上的時(shí)延(包括Sync消息在TC的MAC層以上的各協(xié)議棧上的時(shí)延，以及在所有MAC外掛器件上的接收和發(fā)送時(shí)延)、在主時(shí)鐘和從時(shí)鐘之間所有相鄰時(shí)鐘間的物理鏈路上的時(shí)延、以及在從時(shí)鐘的MAC外掛器件上的時(shí)延扣除，這樣，得到的Sync消息的傳輸時(shí)延就是準(zhǔn)確的時(shí)間偏移量。由此可知，應(yīng)用本發(fā)明能夠提高時(shí)間同步精度。以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的方法進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明還提供了一種用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的裝置。參見(jiàn)圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括收發(fā)單元301、測(cè)量單元302 ;其中，收發(fā)單元301，用于接收和/或發(fā)送PTP事件消息；測(cè)量單元302，用于當(dāng)所述PTP事件消息流經(jīng)1588協(xié)議處理器件的每個(gè)外掛器件時(shí)，如果需要測(cè)量該外掛器件的駐留時(shí)間，則測(cè)量所述PTP事件消息在該外掛器件上的進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間，用以在計(jì)算所述PTP事件消息在發(fā)送端和接收端之間的傳輸時(shí)延時(shí)，根據(jù)所述進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間將所述PTP事件消息在該外掛器件上的駐留時(shí)間扣除。該裝置還包括設(shè)置單元303 ；所述設(shè)置單元303，用于在需要測(cè)量駐留時(shí)間的每個(gè)外掛器件中設(shè)置時(shí)間戳計(jì)數(shù)器；所述測(cè)量單元302在測(cè)量所述PTP事件消息在該外掛器件上的進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間時(shí)，用于當(dāng)所述PTP事件消息進(jìn)入該外掛器件時(shí)，對(duì)該外掛器件中的時(shí)間戳計(jì)數(shù)器值進(jìn)行采樣，確定所述PTP事件消息的進(jìn)入時(shí)間；當(dāng)所述PTP事件消息離開(kāi)該外掛器件時(shí)，對(duì)該外掛器件中的時(shí)間戳計(jì)數(shù)器值進(jìn)行采樣，確定所述PTP事件消息的離開(kāi)時(shí)間。該裝置還包括頻率同步單元304，用于與所述IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)中的高精度頻率保持頻率同步；所述設(shè)置單元303在需要測(cè)量駐留時(shí)間的每個(gè)外掛器件中設(shè)置的所述時(shí)間戳計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)頻率以所述IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)中的高精度頻率為參考頻率；
或者，所述設(shè)置單元303在需要測(cè)量駐留時(shí)間的每個(gè)外掛器件中設(shè)置的所述時(shí)間戳計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)頻率以對(duì)所述IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)中的高精度頻率進(jìn)行倍頻、分頻、或伺服后的頻率為參考頻率。所述外掛器件包括MAC、FPGA、PHY ；所述需要測(cè)量駐留時(shí)間的外掛器件包括PTP事件消息流經(jīng)的1588協(xié)議處理器件的所有外掛器件；或者，所述需要測(cè)量駐留時(shí)間的外掛器件包括能夠引起PTP事件消息的時(shí)延變化的1588協(xié)議處理器件的所有外掛器件。所述PTP事件消息包括同步Sync消息、時(shí)延請(qǐng)求Delay-Req消息、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)時(shí)延請(qǐng)求Pdelay-Req消息、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)時(shí)延響應(yīng)Pdelay-Resp消息。所述1588協(xié)議處理器件為MAC或CPU。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的方法，應(yīng)用于IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)，其特征在于， 接收和/或發(fā)送PTP事件消息； 當(dāng)所述PTP事件消息流經(jīng)1588協(xié)議處理器件的每個(gè)外掛器件時(shí)，如果需要測(cè)量該外掛器件的駐留時(shí)間，則測(cè)量所述PTP事件消息在該外掛器件上的進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間，用以在計(jì)算所述PTP事件消息在發(fā)送端和接收端之間的傳輸時(shí)延時(shí)，根據(jù)所述進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間將所述PTP事件消息在該外掛器件上的駐留時(shí)間扣除。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的方法，其特征在于，在需要測(cè)量駐留時(shí)間的1588協(xié)議處理器件的每個(gè)外掛器件中設(shè)置時(shí)間戳計(jì)數(shù)器； 測(cè)量所述PTP事件消息在該外掛器件上的進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間的方法為當(dāng)所述PTP事件消息進(jìn)入該外掛器件時(shí)，對(duì)該外掛器件中的時(shí)間戳計(jì)數(shù)器值進(jìn)行采樣，確定所述PTP事件消息的進(jìn)入時(shí)間；當(dāng)所述PTP事件消息離開(kāi)該外掛器件時(shí)，對(duì)該外掛器件中的時(shí)間戳 計(jì)數(shù)器值進(jìn)行采樣，確定所述PTP事件消息的離開(kāi)時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的方法，其特征在于， 與所述IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)中的高精度頻率保持頻率同步； 所述時(shí)間戳計(jì)數(shù)器時(shí)間戳計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)頻率以所述IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)中的高精度頻率為參考頻率； 或者， 所述時(shí)間戳計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)頻率以對(duì)所述IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)中的高精度頻率進(jìn)行倍頻、分頻、或伺服后的頻率為參考頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、或3所述的用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的方法，其特征在于， 所述外掛器件包括MAC、FPGA, PHY ； 所述需要測(cè)量駐留時(shí)間的外掛器件包括PTP事件消息流經(jīng)的1588協(xié)議處理器件的所有外掛器件； 或者， 所述需要測(cè)量駐留時(shí)間的外掛器件包括能夠引起PTP事件消息的時(shí)延變化的1588協(xié)議處理器件的所有外掛器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、或3所述的用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的方法，其特征在于， 所述PTP事件消息包括同步Sync消息、時(shí)延請(qǐng)求Delay-Req消息、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)時(shí)延請(qǐng)求Pdelay-Req消息、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)時(shí)延響應(yīng)Pdelay-Resp消息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、或3所述的用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的方法，其特征在于， 所述1588協(xié)議處理器件為MAC或CPU。
7.一種用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的裝置，其特征在于，該裝置包括收發(fā)單元、測(cè)量單元; 所述收發(fā)單元，用于接收和/或發(fā)送PTP事件消息； 所述測(cè)量單元，用于當(dāng)所述PTP事件消息流經(jīng)1588協(xié)議處理器件的每個(gè)外掛器件時(shí)，如果需要測(cè)量該外掛器件的駐留時(shí)間，則測(cè)量所述PTP事件消息在該外掛器件上的進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間，用以在計(jì)算所述PTP事件消息在發(fā)送端和接收端之間的傳輸時(shí)延時(shí)，根據(jù)所述進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間將所述PTP事件消息在該外掛器件上的駐留時(shí)間扣除。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的裝置，其特征在于，該裝置還包括設(shè)置單元； 所述設(shè)置單元，用于在需要測(cè)量駐留時(shí)間的1588協(xié)議處理器件的每個(gè)外掛器件中設(shè)置時(shí)間戳計(jì)數(shù)器； 所述測(cè)量單元在測(cè)量所述PTP事件消息在該外掛器件上的進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間時(shí)，用于當(dāng)所述PTP事件消息進(jìn)入該外掛器件時(shí)，對(duì)該外掛器件中的時(shí)間戳計(jì)數(shù)器值進(jìn)行采樣，確定所述PTP事件消息的進(jìn)入時(shí)間；當(dāng)所述PTP事件消息離開(kāi)該外掛器件時(shí)，對(duì)該外掛器件中的時(shí)間戳計(jì)數(shù)器值進(jìn)行采樣，確定所述PTP事件消息的離開(kāi)時(shí)間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的方法，其特征在于，該裝置還包括頻率同步單元，用于與所述IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)中的高精度頻率保持頻率同步； 所述設(shè)置單元在需要測(cè)量駐留時(shí)間的每個(gè)外掛器件中設(shè)置的所述時(shí)間戳計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)頻率以所述IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)中的高精度頻率為參考頻率； 或者， 所述設(shè)置單元在需要測(cè)量駐留時(shí)間的每個(gè)外掛器件中設(shè)置的所述時(shí)間戳計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)頻率以對(duì)所述IEEE 1588時(shí)間同步系統(tǒng)中的高精度頻率進(jìn)行倍頻、分頻、或伺服后的頻率為參考頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求7、8、或9所述的用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的裝置，其特征在于， 所述外掛器件包括MAC、FPGA, PHY ； 所述需要測(cè)量駐留時(shí)間的外掛器件包括PTP事件消息流經(jīng)的1588協(xié)議處理器件的所有外掛器件； 或者， 所述需要測(cè)量駐留時(shí)間的外掛器件包括能夠引起PTP事件消息的時(shí)延變化的1588協(xié)議處理器件的所有外掛器件。
11.根據(jù)權(quán)利要求7、8、或9所述的用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的裝置，其特征在于， 所述PTP事件消息包括同步Sync消息、時(shí)延請(qǐng)求Delay-Req消息、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)時(shí)延請(qǐng)求Pdelay-Req消息、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)時(shí)延響應(yīng)Pdelay-Resp消息。
12.根據(jù)權(quán)利要求7、8、或9所述的用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的裝置，其特征在于， 所述1588協(xié)議處理器件為MAC或CPU。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的方法和裝置，該方法包括接收和/或發(fā)送PTP事件消息；當(dāng)所述PTP事件消息流經(jīng)1588協(xié)議處理器件的每個(gè)外掛器件時(shí)，如果需要測(cè)量該外掛器件的駐留時(shí)間，則測(cè)量所述PTP事件消息在該外掛器件上的進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間，用以在計(jì)算所述PTP事件消息在發(fā)送端和接收端之間的傳輸時(shí)延時(shí)，根據(jù)所述進(jìn)入時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間將所述PTP事件消息在該外掛器件上的駐留時(shí)間扣除。本發(fā)明能夠提高時(shí)間同步的精度。
文檔編號(hào)H04L7/00GK102638339SQ20121011820
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者梁學(xué)偉, 趙里遙 申請(qǐng)人:杭州華三通信技術(shù)有限公司