本公開一般涉及基于網(wǎng)絡(luò)的時間分配設(shè)備，并且更特別地涉及用于對基于網(wǎng)絡(luò)的定時系統(tǒng)中的不對稱延遲進行補償?shù)南到y(tǒng)。

背景技術(shù)：

通信網(wǎng)絡(luò)可以包括在發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)交換機。網(wǎng)絡(luò)交換機將業(yè)務(wù)（traffic）引導(dǎo)到網(wǎng)絡(luò)上的被尋址的節(jié)點，這通過減小向網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點廣播業(yè)務(wù)的需要而節(jié)省網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。在操作中，許多網(wǎng)絡(luò)交換機使用“存儲和轉(zhuǎn)發(fā)”技術(shù)，其在消息被發(fā)送到期望的目的地地址之前接收由多個數(shù)據(jù)包形成的整個消息。

網(wǎng)絡(luò)延遲變化是在通信網(wǎng)絡(luò)上分配時間中的主要困難中的一個。網(wǎng)絡(luò)延遲變化的一個類型是消息傳播的一個方向比對另一個的變化。這通常被稱作網(wǎng)絡(luò)延遲不對稱。

存在可以引起延遲不對稱的若干機制，但它們中的一個是交換機的兩個端口上的速率失配。交換機的“存儲和轉(zhuǎn)發(fā)”機制要求在輸出轉(zhuǎn)發(fā)過程開始之前將整個消息存儲在交換機緩沖器中。滯留時間是從消息的第一網(wǎng)絡(luò)包被接收到交換機中時直到相同消息的第一包被從交換機發(fā)送的時間。換言之，交換機的滯留時間一般是用來以交換機的輸入速率存儲消息數(shù)據(jù)的時間。如果消息以緩慢速度輸入到交換機并且以高速度輸出，則由于交換機在將整個消息發(fā)送出之前對其進行緩沖的事實，從第一包被接收的時間直到第一包退出的延遲相對長，并且由于緩慢的網(wǎng)絡(luò)速度，消息緩慢地加載到交換機中。相反地，如果消息以快的速度輸入到交換機并且以緩慢的速度輸出，則從第一包被接收的時間直到第一包退出的延遲相對短，因為交換機以較高的網(wǎng)絡(luò)速度相對快速地接收了整個消息。因此，當(dāng)在交換機的輸入端口和輸出端口處的速率不同時，交換機的滯留時間隨著行進的方向而變化。

在包括不同的通信速度的網(wǎng)絡(luò)中，定時準(zhǔn)確性因為交換機操作的方式而相對于相同速度的網(wǎng)絡(luò)受損害（suffer）。諸如精確時間協(xié)議（ieee1588-2002（v1）或ieee1588-2008（v2））的某些定時協(xié)議不計及不對稱延遲，并且替代地在延遲計算中通過假定兩個方向是相等的而有效地使用兩個延遲的平均。

滯留時間變化，即交換機接收和緩沖消息所花費的時間，是兩個網(wǎng)絡(luò)速率和消息長度的函數(shù)。諸如透明交換機的某些交換機向接收設(shè)備報告滯留時間信息，因此接收機可以在它的速度確定中計及滯留時間。然而，透明交換機是昂貴的并且不普遍地可用在所有網(wǎng)絡(luò)上，并且因此難以準(zhǔn)確地檢測和測量混合速度網(wǎng)絡(luò)中的不對稱延遲。

本發(fā)明的實施例致力于現(xiàn)有技術(shù)的這些和其他限制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例包括基于網(wǎng)絡(luò)的定時儀器，其具有主單元和內(nèi)部交換機。主單元包括定時補償器。內(nèi)部交換機通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)耦合到主單元并且還被耦合到在基于網(wǎng)絡(luò)的定時儀器外部的外部網(wǎng)絡(luò)。內(nèi)部交換機被構(gòu)造（structure）成向主單元提供內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的速度信息和外部網(wǎng)絡(luò)的速度信息，并且主單元的定時補償器基于由內(nèi)部交換機提供的速度信息而被修改。主單元還可以基于由主單元發(fā)送的消息的消息長度來修改定時補償器。并且內(nèi)部交換機可以被構(gòu)造成向主單元提供傳入和/或傳出消息滯留時間信息，并且主單元可以基于這樣的滯留時間信息來修改定時補償器。

調(diào)整基于網(wǎng)絡(luò)的定時設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)定時補償?shù)姆椒ò◤膬?nèi)部交換機得到外部網(wǎng)絡(luò)的速度信息并且基于來自內(nèi)部交換機的速度信息并且基于內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的速度來調(diào)整基于網(wǎng)絡(luò)的定時設(shè)備的定時補償。其他方法包括基于從內(nèi)部交換機得到的滯留時間信息來調(diào)整基于網(wǎng)絡(luò)的定時設(shè)備的定時補償。

附圖說明

參考本發(fā)明的實施例，其示例可能在附圖中被圖示。意圖這些圖是說明性的，不是限制性的。盡管在這些實施例的上下文中描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，不意圖該描述將本發(fā)明的范圍限于這些特定實施例。

圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括合并的內(nèi)部交換機的定時儀器的部分的框圖。

圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于基于結(jié)合圖1的內(nèi)部交換機確定的通信速率來設(shè)置各種定時補償?shù)牟僮鞯氖纠鞒虉D。

圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于基于結(jié)合圖1的內(nèi)部交換機的時間測量來補償主部件的時基的操作的示例流程圖。

具體實施方式

以下詳細(xì)描述將指一個或多個實施例，但本發(fā)明不限于這樣的實施例。相反，意圖所呈現(xiàn)的詳細(xì)描述和（一個或多個）任何實施例僅是說明性的。本領(lǐng)域那些技術(shù)人員將容易地領(lǐng)會，出于解釋目的提供了本文中關(guān)于圖給出的詳細(xì)描述，因為本發(fā)明延伸超出這些被限制的實施例。

貫穿本描述和權(quán)利要求使用某些術(shù)語以指特定的系統(tǒng)部件。在以下討論中和在權(quán)利要求中，術(shù)語“包括”和“包含”以開放式的方式被使用，并且因此應(yīng)該被解釋成意味著“包括但不限于……”。諸如“被耦合到”和“被連接到”等的短語在本文中被用來描述兩個設(shè)備、元件和/或部件之間的連接并且被意圖（除非被另外具體地約束）意味著在適當(dāng)?shù)那闆r下例如經(jīng)由一個或多個介入元件或部件或者經(jīng)由無線或其他連接而物理地、光學(xué)地和/或電氣地直接耦合到一起或間接耦合到一起。術(shù)語“系統(tǒng)”廣泛地指兩個或更多部件的集合并且可以被用來指總系統(tǒng)（例如，通信系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)或這樣的設(shè)備/系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)）、被作為較大系統(tǒng)的部分提供的子系統(tǒng)，和/或關(guān)于這樣的系統(tǒng)或子系統(tǒng)的操作的過程或方法。

圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括合并的內(nèi)部交換機的定時儀器100的一部分的框圖。儀器100包括網(wǎng)絡(luò)上的主節(jié)點110，其被內(nèi)部地連接到被合并到測量儀器100中的交換機120。交換機120可以針對網(wǎng)絡(luò)速度的多個組合并且針對通過其的通信消息的各種長度而被表征。該表征允許儀器100提供具有校正的時間戳的消息，所述時間戳允許從設(shè)備140調(diào)整它的時鐘以匹配主設(shè)備110中的時鐘到高度的準(zhǔn)確性。

內(nèi)部交換機120在端口a處通過以例如100mbps的本地通信速度操作的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)112耦合到網(wǎng)絡(luò)主節(jié)點110。內(nèi)部交換機通過外部網(wǎng)絡(luò)132耦合到外部交換機130，所述外部網(wǎng)絡(luò)132可以以若干速度中的一個例如10mbps、100mbps或1000mbps操作。當(dāng)然，其他網(wǎng)絡(luò)速度是可能的并且本發(fā)明不限于在任何特定的網(wǎng)絡(luò)速度上操作。從交換機120到外部網(wǎng)絡(luò)132的通信通過端口b發(fā)生。外部交換機130通過另一網(wǎng)絡(luò)142耦合到從設(shè)備140，所述另一網(wǎng)絡(luò)142優(yōu)選地以外部網(wǎng)絡(luò)132的速度操作。在操作中，主設(shè)備110通過經(jīng)由內(nèi)部交換機120和外部交換機130向從設(shè)備140發(fā)送由許多包形成的通信消息而與從設(shè)備140通信。從設(shè)備140向主設(shè)備110傳送消息。

在第一實施例中，主設(shè)備110以常規(guī)的方式諸如通過從交換機120中的寄存器或存儲在所述交換機120中的文件直接讀取網(wǎng)絡(luò)鏈路速度來檢測網(wǎng)絡(luò)132的速度。從交換機120到主設(shè)備100的速率信息的傳送可以通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)112或經(jīng)由分離的通信鏈路122發(fā)生。該網(wǎng)絡(luò)速度然后可以被用來直接地設(shè)置針對主設(shè)備110中的網(wǎng)絡(luò)速度的校正因數(shù)，如下面參考圖2描述的那樣。例如，主設(shè)備110可以在網(wǎng)絡(luò)132正在以100mbps的本地內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)速度操作時設(shè)置零時間校正因數(shù)，在網(wǎng)絡(luò)132正在比內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)更快速地操作（諸如1000mbps）時設(shè)置縮短的校正，并且在網(wǎng)絡(luò)正在比內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)更緩慢地操作（諸如10mbps）時設(shè)置延長的校正。主設(shè)備110然后可以在對到和來自從設(shè)備140的消息加時間戳?xí)r使用該校正因數(shù)。

圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的用以基于由圖1的內(nèi)部交換機檢測的通信速率來設(shè)置各種定時補償?shù)牟僮鞯氖纠鞒虉D。流程200在操作210中開始并且進行到操作212，其中主設(shè)備110確定網(wǎng)絡(luò)132的速度。如上面描述的那樣，主設(shè)備110可以通過查詢被附接到網(wǎng)絡(luò)132的交換機120而進行該操作。

接下來，在操作215中，主設(shè)備110使用來自交換機120的信息來確定網(wǎng)絡(luò)132是否正在以定時儀器100內(nèi)部的本地速率操作，所述本地速率在該示例中是100mbps。如果網(wǎng)絡(luò)132正在以將主設(shè)備110耦合到交換機120的本地網(wǎng)絡(luò)速率操作，則在操作220中將校正因數(shù)設(shè)置在0處。

如果代替地交換機120報告網(wǎng)絡(luò)132沒有正在以它的本地速率操作，則流程200在操作230中確定網(wǎng)絡(luò)132是否正在以例如1000mbps的另一速率操作。如果網(wǎng)絡(luò)132以特定速率操作，則流程200退出操作230到另一查詢操作240，所述另一查詢操作240確定哪個長度消息正在由主設(shè)備110發(fā)送。如果主設(shè)備110正在發(fā)送短消息，諸如在長度上為86字節(jié)，則主設(shè)備110將定時校正設(shè)置在諸如-3μs的第一設(shè)定處。如果代替地主設(shè)備正在發(fā)送長消息，諸如在長度上為106字節(jié)，則主設(shè)備110將定時校正設(shè)置在諸如-3.5μs的另一設(shè)定處?？赡艽嬖诙嘤趦H兩個不同的消息長度，在該情況下查詢操作240將包括多于兩個比較。在這樣的情況下，每個消息長度可以以具體檢測到的速度接收具體針對消息長度的特定校正設(shè)定?；蛘撸谄渌麑嵤├?，例如當(dāng)定時儀器100總是發(fā)送和接收相同大小消息時，則根本不執(zhí)行消息長度查詢240。在這樣的情況下，諸如-3μs的預(yù)確定的靜態(tài)校正被設(shè)置為僅通過網(wǎng)絡(luò)的速度而被確定。

如果網(wǎng)絡(luò)132沒有正在以前兩個檢測到的速度中的任一個操作，則查詢操作250檢查來看它是否正在以例如10mbps的第三速度操作。再次，如果網(wǎng)絡(luò)132正在以檢測到的速度操作，則將由主設(shè)備110發(fā)送的消息長度可以被用來確定特定的定時校準(zhǔn)設(shè)定。例如，如果消息長度是短消息長度，諸如86字節(jié)，則定時校正因數(shù)被設(shè)置在例如+30μs處。相反地，如果消息長度是長消息長度，諸如106字節(jié)，則定時校正因數(shù)被設(shè)置在例如+32μs處。并且，如上面那樣，在其中定時儀器100總是發(fā)送和接收相同大小消息的情況下，則定時校正被設(shè)置成預(yù)確定的靜態(tài)校正，諸如+30μs。

因此，通過使用該操作方法，主設(shè)備110的時基可以被預(yù)校正以對正向和反向消息滯留時間中的任何差異進行補償。在一個實施例中，校正被確定成是正向和反向滯留時間中的不對稱的一半。

對使用基于網(wǎng)絡(luò)132的速度的固定校正值的替代是交換機120測量在每個消息進入和離開交換機時的時間。利用該信息，主設(shè)備可以直接計算不對稱，然后做出針對這樣的不對稱的補償。

圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的用以基于通過圖1的內(nèi)部交換機120的時間測量來補償主部件的時基的操作的示例流程圖。流程300在操作305處開始，其中內(nèi)部交換機120捕捉在來自主設(shè)備110的消息在端口a處進入內(nèi)部交換機時的時間戳。內(nèi)部交換機120還捕捉在相同消息在端口b處離開內(nèi)部交換機120時的時間戳。如上面描述的那樣，交換機120在將消息發(fā)送到外部網(wǎng)絡(luò)之前存儲組成消息的所有包。在操作315中，使用時間戳數(shù)據(jù)，可以通過比較兩個時間戳值來確定傳出消息的滯留時間。該比較可以發(fā)生在交換機120或主設(shè)備110中。

為了測量傳入消息的滯留時間，反過來使用傳入消息來捕捉相同數(shù)據(jù)。更詳細(xì)地，在操作320中，從從設(shè)備140或被連接的網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點發(fā)送到主設(shè)備110的消息在其在端口b處進入內(nèi)部交換機120時被加時間戳。如上面那樣，內(nèi)部交換機120在將消息發(fā)送到主設(shè)備110之前等待直到整個消息被接收。在操作325中，內(nèi)部交換機120還在其將消息發(fā)送到主設(shè)備110時對時間加時間戳。并且如上面描述那樣，在操作330中，主設(shè)備110或內(nèi)部交換機120或結(jié)合操作的兩者比較返回消息的兩個時間戳以確定針對返回消息的滯留時間。

使用在正向和返回方向兩者上的滯留時間，如上面參考操作315、330描述的那樣，在操作335中，主設(shè)備110可以確定傳出和傳入消息的滯留時間的不對稱。在可選的操作340中，過程305-335中的任何或全部可以被重復(fù)一次或多次以減小來自噪聲或潛在地虛假的數(shù)據(jù)的影響。

一旦由主設(shè)備110確定了不對稱滯留時間數(shù)據(jù)，就可以由主設(shè)備110諸如通過對主設(shè)備的時基補償與該確定相關(guān)的值來執(zhí)行在主設(shè)備110或設(shè)備100中的其他地方中的任何定時校正。

盡管上面關(guān)于主設(shè)備110參考內(nèi)部交換機120描述了定時校正，但是還可以利用被耦合到從設(shè)備140的（未畫出的）另一交換機在從設(shè)備140上執(zhí)行自適應(yīng)補償。以那種方式，可以在網(wǎng)絡(luò)的兩端上對任何網(wǎng)絡(luò)延遲或失配進行補償，這給基于網(wǎng)絡(luò)的定時系統(tǒng)提供精確受控的且可預(yù)測的定時。

對本領(lǐng)域技術(shù)人員將很好理解的是，本發(fā)明不限于任何特定標(biāo)準(zhǔn)，而是可適用于具有類似架構(gòu)的系統(tǒng)而不脫離發(fā)明范圍。

已經(jīng)出于清楚和理解的目的描述了前述描述。鑒于對本文中描述的實施例的種種置換，意圖本描述僅是說明性的并且不應(yīng)該被理解為限制本發(fā)明的范圍。盡管已經(jīng)出于說明的目的圖示和描述了本發(fā)明的具體實施例，但是可以做出各種修改而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此，除了如由所附權(quán)利要求書限制之外，本發(fā)明不應(yīng)該被限制。