專利名稱：一種時鐘同步方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及1588時鐘同步協議，尤其涉及一種時鐘同步方法及裝置。
背景技術：
精確時鐘同步協議(PrecisionTime Protocol, PTP) IEEESTD1588 是在時間和頻率同步控制領域中的重要技術之一。1588協議規定了從時鐘設備同時記錄五個有效時鐘源設備為備選源。通過最佳時鐘算法(Best Master Clock Algorithm,BMC)選出其中最好的一個優選源作為當前系統的主用時鐘源，從時鐘設備與優選源進行協議交互，計算出時間和頻率偏差并修正從時鐘設備的時間和頻率。當優選源失效時，切換到備選源中按BMC算法計算得出的次優先源，再重新開始協議交互，進行計算和同步。在實際的網絡應用上存在以下問題從時鐘設備按照協議跟隨優選源時，需要累積一段時間的PDV(網絡延遲抖動)變化數據，才能正確計算并濾除當前鏈路的PDV。由于鏈路不同各個備選源與從時鐘設備之間的PDV會有較大的差別。一旦發生鏈路切換，原來累積的PDV變化數據不能適用新的鏈路，這時計算出的PDV是不正確的，需要重新累積PDV 變化數據計算PDV。這就需要消耗較多的時間才能使從時鐘設備正確跟隨新的時鐘源，計算出準確的PDV，從而計算出時間和頻率偏差。在采用不同的濾波方式和PDV的變化情況不同時，累積PDV變化數據的時間甚至長達幾分鐘到幾十分鐘。從發生鏈路切換到重新鎖定時鐘源這段時間內，從時鐘設備輸出的時間和頻率的抖動都比鎖定情況下有較大偏差，頻率和時間同步性能較差。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種時鐘同步方法及裝置，能夠在當前時鐘源失效時，立即準確的跟蹤新的時鐘源。為解決上述技術問題，本發明的一種時鐘同步方法，包括從時鐘設備同時與多個時鐘源設備進行協議報文的交互，根據與所述多個時鐘源設備的協議報文的交互，分別計算與每個時鐘源設備的時間和頻率偏差，進行與所述多個時鐘源設備的鎖定；所述從時鐘設備從所述多個時鐘源設備中選擇主用時鐘源，采用與所述主用時鐘源的時間和頻率偏差修正自身的時間和頻率。進一步地，所述從時鐘設備從所述多個時鐘源設備中選擇主用時鐘源包括所述從時鐘設備在未鎖定所述多個時鐘源設備的任意之一時，從所述多個時鐘源設備中選擇出優先級最高的時鐘源設備作為所述主用時鐘源。進一步地，還包括所述從時鐘設備在已鎖定一時鐘源設備，并且發現有優先級更高的時鐘源設備時，選擇將所述優先級更高的時鐘源設備作為所述主用時鐘源；或者等待與所述優先級更高的時鐘源設備鎖定后，將所述優先級更高的時鐘源設備作為所述主用時鐘源。
進一步地，還包括所述從時鐘設備在已鎖定一時鐘源設備，并且發現優先級比所述主用時鐘源低的時鐘源設備時，計算與所發現的時鐘源設備的時間和頻率偏差，進行與所發現的時 鐘源設備的鎖定。進一步地，還包括所述從時鐘設備在發現所述主用時鐘源失效時，從所述多個時鐘源設備中選擇次高優先級的時鐘源設備，在與所述次高優先級的時鐘源設備已鎖定時，將所述次高優先級的時鐘源設備作為所述主用時鐘源。進一步地，還包括所述從時鐘設備在與所述次高優先級的時鐘源設備未鎖定時，選擇已鎖定的時鐘源設備中優先級最高的時鐘源設備作為所述主用時鐘源；或者，將所述次高優先級的時鐘源設備作為所述主用時鐘源。進一步地，一種時鐘同步裝置，包括報文交互單元、偏差計算單元、主用時鐘源選擇單元和時間修正單元，其中所述報文交互單元，用于與多個時鐘源設備進行協議報文的交互；所述偏差計算單元，用于根據所述報文交互單元與所述多個時鐘源設備的協議報文的交互，分別計算與每個時鐘源設備的時間和頻率偏差，進行與所述多個時鐘源設備的鎖定；所述主用時鐘源選擇單元，用于從所述多個時鐘源設備中選擇主用時鐘源；所述時間修正單元，用于采用與所述主用時鐘源的時間和頻率偏差修正時間和頻率。進一步地，所述主用時鐘源選擇單元在所述偏差計算單元未鎖定所述多個時鐘源設備的任意之一時，從所述多個時鐘源設備中選擇出優先級最高的時鐘源設備作為所述主用時鐘源。進一步地，所述主用時鐘源選擇單元在所述偏差計算單元已鎖定一時鐘源設備， 并且發現有優先級更高的時鐘源設備時，選擇將所述優先級更高的時鐘源設備作為所述主用時鐘源；或者等待與所述優先級更高的時鐘源設備鎖定后，將所述優先級更高的時鐘源設備作為所述主用時鐘源。進一步地，所述主用時鐘源選擇單元在發現所述主用時鐘源失效時，從所述多個時鐘源設備中選擇次高優先級的時鐘源設備，在與所述次高優先級的時鐘源設備未鎖定時，選擇已鎖定的時鐘源設備中優先級最高的時鐘源設備作為所述主用時鐘源；或者，將所述次高優先級的時鐘源設備作為所述主用時鐘源；在與所述次高優先級的時鐘源設備已鎖定時，將所述次高優先級的時鐘源設備作為所述主用時鐘源。綜上所述，本發明在發現時鐘源設備后立即開始鎖定，而不是等到切換后才開始鎖定時鐘源設備，使從時鐘設備同時鎖定多路時鐘源設備，只使用與優選源的時間和頻率偏差進行本設備時間和頻率的修正，當發生時鐘源設備切換的時候，盡量切換到當前已經鎖定的時鐘源設備上，本發明不但縮短了切換時間，而且能夠最大程度的保證切換期間的時間和頻率的同步精度，加快時鐘源設備切換速度，提高切換性能。
圖1是現有技術中的主從時鐘設備的同步示意圖；圖2是本發明實施方式的主從時鐘設備的同步示意圖；圖3是本發明實施方式時鐘同步方法中進行時鐘源加入的流程；圖4是本發明實施方式時鐘同步方法中進行時鐘源失效切換的流程；圖5是本發明實施方式時鐘同步裝置的架構圖。
具體實施例方式本實施方式中從時鐘設備同時與多個時鐘源設備進行協議報文交互，同時計算多個時鐘源設備對應鏈路的PDV(網絡延遲抖動)，進而計算與多個時鐘源設備的時間和頻率偏差。當發生時鐘源切換時，采用新鏈路的時間和頻率偏差來修正從時鐘設備的時間和頻率。本實施方式的時鐘同步方法，包括步驟一從時鐘設備發現時鐘源設備加入到網絡中，建立與時鐘源設備的鏈接，進行協議通訊，計算PDV并進一步計算時間和頻率偏差，從而與多個時鐘源設備建立鏈接并計算出時間和頻率偏差；步驟二 在從時鐘設備當前沒有鎖定任何時鐘源設備時，從時鐘設備通過BMC算法選擇優先級最高的時鐘源設備作為主用時鐘源，采用與主用時鐘源的時間和頻率偏差修正自身的時間和頻率；步驟三在從時鐘設備已經鎖定一路時鐘源設備，而新的時鐘源設備優先級還不如當前的主用時鐘源高時，也計算新的時鐘源設備的時間和頻率偏差，而不進行切換；步驟四在從時鐘設備已經鎖定一路時鐘源設備，并且新的時鐘源設備具有更高的優先級時，用戶可以選擇立即切換或暫時不進行切換，而等待該新的更高優先級的時鐘源設備鎖定后再進行切換；步驟五在當前時鐘源設備失效時，如果BMC算法計算的次高優先級時鐘源已經鎖定，則從時鐘設備立即切換到該次優選時鐘源設備，采用與該時鐘源設備的時間和頻率偏差修正自身的時間和頻率；步驟六在當前時鐘源設備失效時，如果BMC算法計算的次高優先級時鐘源設備未鎖定，則可以根據用戶設置來選擇切換到未鎖定的次高優先級時鐘源設備還是切換到當前已鎖定的時鐘源設備中優先級最高的一個；當然，也可以允許用戶隨時通過手動操作立即執行時鐘源設備切換或不考慮鎖定狀態直接指定主用時鐘源。下面結合附圖對本實施方式的時鐘同步方法在一個擁有兩個備用時鐘源的網絡上的實現過程進行說明。如圖1所示，在現有的主備時鐘源網絡中，1588從時鐘設備同時發現1588時鐘源 1、源2和源3。1588從時鐘設備根據BMC算法決定使用哪個時鐘源作為主用時鐘源，其他時鐘源設備則自動成為備用時鐘源，假定1588時鐘源1的優先級最高，則從時鐘設備選擇源1作為主用時鐘源后只鎖定源1。當源1失效時再去鎖定備用源中優先級較高的那個。 重新鎖定的過程需要消耗一段時間并且短期內性能較差。
如果2所示，本實施方式中從時鐘設備同時鎖定時鐘源1、源2和源3，但僅采用與源1的時間和頻率偏差修正自身的時間和頻率。當發生切換時，如切換到源2，則改變輸出為源2鏈路計算出的時間和頻率偏差，而不再有重新鎖定的過程。如圖3所示，本實施方式在網絡中加入新的時鐘源時按以下步驟進行步驟301 1588從時鐘設備發現時鐘源1，開始鎖定時鐘源1，輸出時鐘源1的時間和頻率；
步驟302 1588從時鐘設備發現時鐘源2，開始鎖定時鐘源2，暫不切換輸出；步驟303 1588時鐘源設備判斷時鐘源2的優先級是否大于源1的優先級，如果小于，則執行步驟304 ；否則，執行步驟305 ；步驟304 從時鐘設備繼續輸出源1的時間和頻率，不切換，計算與時鐘源2的時間和頻率偏差，結束；步驟305 從時鐘設備判定時鐘源1是否已鎖定，如果未鎖定，則執行步驟306 ；否貝IJ，執行步驟307;步驟306 從時鐘設備切換到輸出時鐘源2的時間和頻率，結束；步驟307 從時鐘設備判斷用戶是否設置優先使用鎖定時鐘源，如果用戶設置優先使用鎖定時鐘源，則執行步驟308 ；否則，執行步驟309 ；步驟308 從時鐘設備暫不進行切換，等待時鐘源2鎖定后再切換到輸出時鐘源2 的時間和頻率；步驟309 從時鐘設備立即切換輸出時鐘源2鏈路的時間和頻率。按以上步驟進行源選擇，當網絡中加入時鐘源2時，1588從時鐘設備就能夠正確進行加入切換操作。如圖4所示，當網絡中原有的時鐘源失效時按以下步驟進行步驟401 1588從時鐘設備發現時鐘源1、2和3，鎖定時鐘源1、2和3，假設優先級 (1 > 2 > 3)，此時從時鐘設備輸出與時鐘源1交互計算得到的時間和頻率；步驟402 1588從時鐘設備發現時鐘源1失效，則判定時鐘源2是否鎖定；步驟403 如果時鐘源2已鎖定，則切換輸出源2的時間和頻率；步驟404 如果時鐘源2未鎖定，則判斷用戶是否設置優先使用鎖定時鐘源；步驟405 如果用戶未設置優先使用鎖定時鐘源，則切換到輸出時鐘源2的時間和頻率；步驟406 如果用戶設置優先使用鎖定時鐘源，則判定時鐘源3是否鎖定；步驟407 如果時鐘源3已鎖定，則切換輸出時鐘源3時間和頻率；步驟408 如果時鐘源3未鎖定，這時已經沒有其他鎖定時鐘源，則切換到優先級最高的有效時鐘源，即輸出時鐘源2的時間和頻率。按以上步驟進行源選擇，當網絡中優選時鐘源1失效時，1588從時鐘設備就能夠正確進行失效切換操作。圖5所示為本實施方式的時鐘同步裝置，包括報文交互單元、偏差計算單元、主用時鐘源選擇單元和時間修正單元，其中報文交互單元，用于與多個時鐘源設備進行協議報文的交互；偏差計算單元，用于根據報文交互單元與多個時鐘源設備的協議報文的交互，分別計算與每個時鐘源設備的時間和頻率偏差，進行與多個時鐘源設備的鎖定； 主用時鐘源選擇單元，用于從多個時鐘源設備中選擇主用時鐘源；時間修正單元，用于采用與主用時鐘源的時間和頻率偏差修正時間和頻率。主用時鐘源選擇單元在偏差計算單元未鎖定多個時鐘源設備的任意之一時，從多個時鐘源設備中選擇出優先級最高的時鐘源設備作為主用時鐘源。主用時鐘源選擇單元在偏差計算單元已鎖定一時鐘源設備，并且發現有優先級更高的時鐘源設備時，選擇將優先級更高的時鐘源設備作為主用時鐘源；或者等待與優先級更高的時鐘源設備鎖定后，將優先級更高的時鐘源設備作為主用時鐘源。主用時鐘源選擇單元在發現主用時鐘源失效時，從多個時鐘源設備中選擇次高優先級的時鐘源設備，在與次高優先級的時鐘源設備未鎖定時，選擇已鎖定的時鐘源設備中優先級最高的時鐘源設備作為主用時鐘源；或者，將次高優先級的時鐘源設備作為主用時鐘源；在與次高優先級的時鐘源設備已鎖定時，將次高優先級的時鐘源設備作為主用時鐘源。顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執行的程序代碼來實現，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執行，并且在某些情況下，可以以不同于此處的順序執行所示出或描述的步驟，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明不限制于任何特定的硬件和軟件結合。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種時鐘同步方法，其特征在于，包括從時鐘設備同時與多個時鐘源設備進行協議報文的交互，根據與所述多個時鐘源設備的協議報文的交互，分別計算與每個時鐘源設備的時間和頻率偏差，進行與所述多個時鐘源設備的鎖定；所述從時鐘設備從所述多個時鐘源設備中選擇主用時鐘源，采用與所述主用時鐘源的時間和頻率偏差修正自身的時間和頻率。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述從時鐘設備從所述多個時鐘源設備中選擇主用時鐘源包括所述從時鐘設備在未鎖定所述多個時鐘源設備的任意之一時，從所述多個時鐘源設備中選擇出優先級最高的時鐘源設備作為所述主用時鐘源。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，還包括所述從時鐘設備在已鎖定一時鐘源設備，并且發現有優先級更高的時鐘源設備時，選擇將所述優先級更高的時鐘源設備作為所述主用時鐘源；或者等待與所述優先級更高的時鐘源設備鎖定后，將所述優先級更高的時鐘源設備作為所述主用時鐘源。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，還包括所述從時鐘設備在已鎖定一時鐘源設備，并且發現優先級比所述主用時鐘源低的時鐘源設備時，計算與所發現的時鐘源設備的時間和頻率偏差，進行與所發現的時鐘源設備的鎖定。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括所述從時鐘設備在發現所述主用時鐘源失效時，從所述多個時鐘源設備中選擇次高優先級的時鐘源設備，在與所述次高優先級的時鐘源設備已鎖定時，將所述次高優先級的時鐘源設備作為所述主用時鐘源。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，還包括所述從時鐘設備在與所述次高優先級的時鐘源設備未鎖定時，選擇已鎖定的時鐘源設備中優先級最高的時鐘源設備作為所述主用時鐘源；或者，將所述次高優先級的時鐘源設備作為所述主用時鐘源。
7.—種時鐘同步裝置，其特征在于，包括報文交互單元、偏差計算單元、主用時鐘源選擇單元和時間修正單元，其中所述報文交互單元，用于與多個時鐘源設備進行協議報文的交互；所述偏差計算單元，用于根據所述報文交互單元與所述多個時鐘源設備的協議報文的交互，分別計算與每個時鐘源設備的時間和頻率偏差，進行與所述多個時鐘源設備的鎖定；所述主用時鐘源選擇單元，用于從所述多個時鐘源設備中選擇主用時鐘源；所述時間修正單元，用于采用與所述主用時鐘源的時間和頻率偏差修正時間和頻率。
8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于所述主用時鐘源選擇單元在所述偏差計算單元未鎖定所述多個時鐘源設備的任意之一時，從所述多個時鐘源設備中選擇出優先級最高的時鐘源設備作為所述主用時鐘源。
9.如權利要求8所述的裝置，其特征在于所述主用時鐘源選擇單元在所述偏差計算單元已鎖定一時鐘源設備，并且發現有優先級更高的時鐘源設備時，選擇將所述優先級更高的時鐘源設備作為所述主用時鐘源；或者等待與所述優先級更高的時鐘源設備鎖定后，將所述優先級更高的時鐘源設備作為所述主用時鐘源。
10.如權利要求7所述的裝置，其特征在于所述主用時鐘源選擇單元在發現所述主用時鐘源失效時，從所述多個時鐘源設備中選擇次高優先級的時鐘源設備，在與所述次高優先級的時鐘源設備未鎖定時，選擇已鎖定的時鐘源設備中優先級最高的時鐘源設備作為所述主用時鐘源；或者，將所述次高優先級的時鐘源設備作為所述主用時鐘源；在與所述次高優先級的時鐘源設備已鎖定時，將所述次高優先級的時鐘源設備作為所述主用時鐘源。
全文摘要
本發明公開了一種時鐘同步方法及裝置，包括從時鐘設備同時與多個時鐘源設備進行協議報文的交互，根據與多個時鐘源設備的協議報文的交互，分別計算與每個時鐘源設備的時間和頻率偏差，進行與多個時鐘源設備的鎖定；從時鐘設備從多個時鐘源設備中選擇主用時鐘源，采用與主用時鐘源的時間和頻率偏差修正自身的時間和頻率。本發明在發現時鐘源設備后立即開始鎖定，而不是等到切換后才開始鎖定時鐘源設備，使從時鐘設備同時鎖定多路時鐘源設備，當發生時鐘源設備切換的時候，切換到當前已經鎖定的時鐘源設備上，能夠最大程度的保證切換期間的時間和頻率的同步精度，加快時鐘源設備切換速度，提高切換性能。
文檔編號H04L7/00GK102291232SQ20111025649
公開日2011年12月21日 申請日期2011年9月1日 優先權日2011年9月1日
發明者夏靚, 王斌 申請人:中興通訊股份有限公司