動態調整ptp報文速率的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種動態調整PTP報文速率的方法，所述方法包括：邊界時鐘BC設備通過所檢測到頻偏計算精確時間協議PTP報文修正間隔，確定所述PTP報文修正間隔超出設定閾值時，請求所述BC設備的父BC設備進行PTP報文速率調整。本發明同時公開了實現前述動態調整PTP報文速率的方法的動態調整PTP報文速率的裝置。本發明的技術方案能夠實時地、動態地檢測出頻率同步層的質量下降，從而能及時提高PTP的報文速率，可以對頻率層降質或切換導致的時間同步精度下降進行質量補償。反之，當頻率層的同步精度非常高時，及時降低PTP的報文速率，從而降低網絡流量負載。
【專利說明】動態調整PTP報文速率的方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及精確時間協議(PTP, Precision Time Protocol)報文速率調整技術，尤其涉及一種動態調整PTP報文速率的方法及裝置。
【背景技術】
[0002]隨著移動通信網絡技術(包括3G和4G技術)的迅速發展，對于基于分組傳送網(PTN, Packet Transfer Network)技術的移動回傳網的時間同步提出了明確的、高精度的要求。
[0003]目前的時間同步主要是通過1588v2協議實現，1588v2協議又稱精確時間協議(PTP, Precision Time Protocol)。但要實現高精度的時間同步，如時分同步碼分多址(TD-SCDMA, Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access)和長期演進(LTE, Long Term Evolution)無線網絡的基站空口要求的1.5 ii s時間同步精度，同時又能保證同步網絡的穩定性、減少流量對精度的影響，目前首選的實現方式是同步以太網(SyncE, Synchronous Ethernet) +1588,即SyncE在物理層完成頻率同步，1588在每個設備已頻率同步的基礎上再進行時間的修正，從而實現最終的時間同步。
[0004]對于SyncE+1588的時間同步方式而言，整體的精度依賴于兩個方面=SyncE頻率層的同步精度以及PTP時間層的同步精度。
[0005]而目前，這兩層同步網絡的同步精度是由SyncE頻率層及PTP時間層各自負責的，即彼此之間沒有聯動機制。在某些情況下，如物理鏈路出現故障、某邊界時鐘(BC，BoundaryClock)設備的鎖相環(PLL, Phase Locked Loop)硬件故障等會導致頻率層同步出現質量下降，但并沒有失鎖或發生頻率同步路徑的切換，這些情況下依然會極大地影響最終的時間同步精度。另外，即使頻率層發生了切換，BC設備上的SyncE物理時鐘由失鎖到重新鎖定的過程(即re-arrangements過程)可能會經歷若干秒時間,在這段時間內時間同步精度也會受到頻率層切換的影響。所以，目前缺少一種有效的處理機制，可以在這些情況下進行對應的質量補償。
[0006]另外，由于PTP的報文速率是配置指定的，在沒有重配置的情況下，PTP的報文速率是固定不變的。這樣，如果PTP報文速率配置過高，就會造成網絡不必要的流量負載，而要想降低PTP報文速率，只能手工配置修改。PTP的報文速率不匹配的現象比較常見，手工配置的方式顯然會帶來諸多操作上的不便。
【發明內容】
[0007]有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種動態調整PTP報文速率的方法及裝置，能實時動態地檢測出頻率同步層的質量下降，從而可以對頻率層降質或切換導致的時間同步精度下降進行質量補償。
[0008]為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的:
[0009]一種動態調整PTP報文速率的方法，包括:[0010]BC設備通過所檢測到頻偏計PTP報文修正間隔，確定所述PTP報文修正間隔超出設定閾值時，請求所述BC設備的父BC設備進行PTP報文速率調整。
[0011]其中，所述BC設備檢測頻偏，包括:
[0012]所述BC設備根據外部輸入的標準頻率源與所檢測的當前頻率確定出頻偏；
[0013]或者，所述BC設備采樣自身的頻偏，將設定時段內的采樣的頻偏相對變化最大值作為所述BC設備的頻偏。
[0014]其中，所述方法還包括:
[0015]BC設備在設定時間窗內進行頻偏檢測，并將所述設定時間窗內檢測到的頻偏平均值作為所述BC設備的頻偏。
[0016]其中，所述方法還包括:
[0017]所述BC設備周期性地檢測當前的頻偏。
[0018]其中，所述方法還包括:
[0019]為所述BC設備配置頻偏閾值；
[0020]所述BC設備檢測當前的頻偏超過所述頻偏閾值時，請求所述BC設備的父BC設備進行PTP報文速率調整。
[0021]其中，所述方法還包括:
[0022]為所述BC設備配置PTP報文修正間隔的新設定閾值后，所述BC設備請求所述BC設備的父BC設備進行PTP報文速率調整。
[0023]其中，所述請求所述BC設備的父BC設備進行PTP報文速率調整，包括:
[0024]所述BC設備向所述父BC設備發送承載有PTP報文速率調整請求字段的Signaling 報文；
[0025]所述父BC設備向所述BC設備發送承載有PTP報文速率調整結果字段的Signaling報文；其中，所述調整結果包括是否按要求調整所述PTP報文速率的指示。
[0026]其中，所述承載有PTP報文速率調整請求字段以及所述承載有PTP報文速率調整結果字段均為新增字段。
[0027]其中，所述方法還包括:
[0028]兩個以上的BC設備通過組播承載共享一個父BC設備的PTP報文時，所述父BC設備按所述兩個以上的BC設備中所要求的最高PTP報文速率調整當前PTP報文速率。
[0029]其中，所述父BC設備按所述兩個以上的BC設備中所要求的最高PTP報文速率調整當前PTP報文速率，包括:
[0030]所述父BC設備接收到所述兩個以上的BC設備中的一個BC設備發送的PTP報文速率調整請求后，確定請求調整的PTP報文速率大于或等于當前PTP報文速率時，將當前PTP報文速率調整所請求的PTP報文速率；所述父BC設備確定所述一個BC設備的調整PTP報文速率小于當前PTP報文速率時，進一步確定該BC設備是否為PTP報文速率要求最高的BC設備，不是時不調整當前PTP報文速率，是時確定請求調整的PTP報文速率是否大于等于所述兩個以上的BC設備中的其他BC設備所要求的最高PTP報文速率，大于等于時將當前PTP報文速率調整所請求的PTP報文速率，小于時將當前PTP報文速率調整為所述其他BC設備中當前要求的最高PTP報文速率。
[0031]其中，所述BC設備通過所檢測到頻偏計算精確時間協議PTP報文修正間隔，包括:
[0032]所述BC設備通過所述頻偏以及BC設備配置的能允許的兩次PTP報文修正時間之間的絕對偏差的上限值計算所述PTP報文修正間隔。
[0033]一種動態調整PTP報文速率的裝置，包括檢測單元、計算單元、確定單元和請求單元，其中:
[0034]檢測單元，用于檢測BC設備的頻偏；
[0035]計算單元，用于通過所檢測到頻偏計算PTP報文修正間隔；
[0036]確定單元，用于確定所述PTP報文修正間隔超出設定閾值時，觸發請求單元；
[0037]請求單元，用于請求所述BC設備的父BC設備進行PTP報文速率調整。
[0038]其中，所述檢測單元還用于:
[0039]根據輸入所述BC設備外部的標準頻率源與所檢測的當前頻率確定出頻偏；
[0040]或者，采樣所述BC設備的頻偏，將設定時段內的采樣的頻偏相對變化最大值作為所述BC設備的頻偏。
[0041]其中，所述裝置還包括:設置單元，用于設置檢測頻偏的時間窗；
[0042]所述檢測單元還用于，在設定時間窗內進行頻偏檢測，并將所述設定時間窗內檢測到的頻偏平均值作為所述BC設備的頻偏。
[0043]其中，所述裝置還包括:接收單元；
[0044]所述請求單元還用于，向所述父BC設備發送承載有PTP報文速率調整請求字段的Signaling 報文；
[0045]所述接收單元接收所述父BC設備發送的承載有PTP報文速率調整結果字段的Signaling報文；其中，所述調整結果包括是否按要求調整所述PTP報文速率的指示。
[0046]—種動態調整PTP報文速率的裝置，包括接收單元和調整單元，其中:
[0047]接收單元，用于接收BC設備發送的PTP報文速率調整請求；
[0048]調整單元，用于調整向所述BC設備發送的PTP報文的速率。
[0049]其中，所述兩個以上的BC設備通過組播承載共享一個父BC設備的PTP報文時，所述調整單元還用于，按所述兩個以上的BC設備中所要求的最高PTP報文速率調整當前PTP報文速率。
[0050]其中，所述接收單元接收到所述兩個以上的BC設備中的一個BC設備發送的PTP報文速率調整請求后，所述調整單元還用于，確定請求調整的PTP報文速率大于或等于當前PTP報文速率時，將當前PTP報文速率調整所請求的PTP報文速率；確定所述一個BC設備的調整PTP報文速率小于當前PTP報文速率時，進一步確定該BC設備是否為PTP報文速率要求最高的BC設備，不是時不調整當前PTP報文速率，是時確定請求調整的PTP報文速率是否大于等于所述兩個以上的BC設備中的其他BC設備所要求的最高PTP報文速率，大于等于時將當前PTP報文速率調整所請求的PTP報文速率，小于時將當前PTP報文速率調整為所述其他BC設備中當前要求的最高PTP報文速率。
[0051]本發明中，BC設備通過所檢測到頻偏計算PTP報文修正間隔，確定PTP報文修正間隔超出設定閾值時，請求該BC設備的父BC設備進行PTP報文速率調整。本發明的技術方案能夠實時地、動態地檢測出頻率同步層的質量下降，從而能及時提高PTP的報文速率，可以對頻率層降質或切換導致的時間同步精度下降進行質量補償。反之，當頻率層的同步 精度非常高時，及時降低PTP的報文速率，從而降低網絡流量負載。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0052]圖1為本發明實施例的動態調整PTP報文速率的方法的流程圖；
[0053]圖2為本發明實施例PTP組播承載方式的動態調整PTP報文速率的組網實例示意圖；
[0054]圖3為本發明實施例的一種動態調整PTP報文速率的裝置的組成結構示意圖；
[0055]圖4為本發明實施例的另一種動態調整PTP報文速率的裝置的組成結構示意圖。
【具體實施方式】
[0056]本發明的基本思想為:BC設備通過所檢測到頻偏計算PTP報文修正間隔，確定PTP報文修正間隔超出設定閾值時，請求該BC設備的父BC設備進行PTP報文速率調整。
[0057]由于頻率同步誤差可以用頻偏(Frequency offset)這個指標進行量化,利用頻偏就可以計算出在兩次PTP報文修正間隔(PTP interval)內的絕對時間偏差是多少。比如:BC設備上的頻偏是2ppm,那么在I秒內的絕對時間偏差就是2ppmX Is = 2 u S0通過這種正比關系，可以在BC設備上配置能允許的兩次PTP報文修正時間之間的絕對偏差的上限(Absolute time error limit),這表示BC設備上能夠容忍的在兩次PTP報文修正之間的最大的時間同步誤差，Absolute time error limit值一般不超過100ns,因為整網的同步精度的要求是1.5 y S，而整網很有可能包括多個BC設備。
[0058]當頻偏發生變化時，可以得出如下公式:
[0059]PTP interval = Absolute time error limit/Frequency offset
[0060]根據1588v2中定義的時間同步的計算方法，PTP interval實際上就是連續的兩個Sync報文的間隔，而其他與時間同步計算相關的報文如Delay_Req/Delay_Resp、Fo11ow_Up >PdeIay_Req/PdeIay_Resp >PdeIay_Resp_Foilow_Up 等與 PTP interval 沒有直接關系，只要滿足這些連續報文的時間間隔不超過Sync報文間隔的32倍即可。S卩，Sync報文間隔減少到小于上述報文間隔的1/32時，這些其他與時間同步計算相關的報文也要相應提高報文速率，否則可以保持不變。
[0061]這樣，通過本發明動態調整PTP報文速率的方法，保證BC設備上的任何時刻的最大時間同步誤差不超過配置的上限值，從而保證每個BC設備的時間同步質量都是受控的，整網的時間同步質量也是受控的。
[0062]當然，除了頻偏這個常用指標外，也可以通過檢測出頻率同步層的其他指標用于量化頻率同步層的質量，如通過檢測最大時間間隔誤差(MTIE, Maximum Time IntervalError)和時間偏差(TDEV，Time Deviation)量化頻率同步層的質量。
[0063]為使本發明的目的，技術方案和優點更加清楚明白，以下舉實施例并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。
[0064]圖1為本發明實施例的動態調整PTP報文速率的方法的流程圖，如圖1所示，本示例的動態調整PTP報文速率的方法包括以下步驟:
[0065]步驟101,在時間同步網的所有BC設備上配置Absolute time error limit值和Frequency offset limit 值。[0066]步驟102，在某臺BC設備上，以下任一情況發生時，將觸發PTP報文速率的調整:
[0067]周期性地檢測出頻偏變化；
[0068]實時檢測出的頻偏已超過Frequency offset limit值；
[0069]用戶配置修改了Absolute time error limit 值。
[0070]正常情況下，BC設備協議層周期性地檢測當前的頻偏值，并根據該頻偏值計算最新的PTP報文速率，并進行動態調整。上述檢測頻偏的周期不能太短，如可設置為5s等。
[0071]對于異常情況，可以預先配置一個頻偏的上限值(Frequency offset limit),當利用上述定義的檢測機制檢測出頻偏達到或超過此上限時，說明質量下降嚴重，需要立刻通過類似硬件的中斷機制將該頻偏值上報協議層，協議層可以立即調整PTP報文速率以保證同步質量。
[0072]當為BC設備配置修改了絕對時間偏差上限值時，也需要立刻獲取頻偏值，并計算最新的PTP報文速率進行調整。
[0073]步驟103，檢測當前的頻偏值，計算對應的PTP報文速率。
[0074]頻率層質量變化的本質就是頻率層性能指標頻偏的變化，或者其他指標如MTIE和TDEV等的變化，計算頻偏的方式有兩種:
[0075]1、如果BC設備上有外接的頻率源如2MHz、2M bits接口等，則可以從頻率源獲取標準頻率，再檢測出該BC設備當前頻率，即可確定出當前頻率和標準頻率之間的誤差，從而計算出當前的絕對頻偏值，并上報協議層用于計算PTP報文速率；
[0076]2、如果BC設備無外接頻率源，則無標準頻率可比對,但可以采樣該BC設備的相對頻偏，即計算其在一段時間內的頻偏變化的最大值，以該頻偏變化的最大值作為絕對頻偏，上報協議層用于計算PTP報文速率。
[0077]另外，為了避免頻偏的瞬變導致的PTP報文速率頻繁調整的問題，本發明的檢測機制可采用類似于低通濾波器的功能對檢測的頻偏進行處理，即在設定時間窗內對BC設備的頻偏進行檢測，如在3秒的時間窗內對BC設備的頻偏進行檢測，最后取該時間窗內的頻偏平均值作為此次檢測到的頻偏值發送到協議層，以用于計算PTP報文速率。該時間窗大小應該可根據實際需要配置，如在不影響系統性能的情況下，可以設置的更長如設置為5秒、10秒等，或設置更短的時間窗如I秒、1.5秒等。
[0078]利用頻偏計算PTP報文修正間隔的絕對時間偏差的公式如下:
[0079]PTP interval = Absolute time error limit/Frequency offset
[0080]這樣,利用頻偏就可以計算出在兩次PTP報文修正間隔(PTP interval)內的絕對時間偏差是多少。比如:BC設備上的頻偏是2ppm,那么在I秒內的絕對時間偏差就是2ppmX Is = 2 y S。
[0081]步驟104, BC設備根據最新計算出的PTP報文速率,發送單播Signaling請求消息給父BC設備，以修改PTP報文速率。
[0082]當BC設備需要動態調整其PTP報文速率時，必須通知其父BC設備按最新的PTP報文速率給該BC設備發送Sync報文，以保證該BC設備自身的最大時間同步誤差不超過配置的上限值，即保持可控。這里的協商機制可以通過擴展PTP的Signaling報文進行單播、組播或廣播協商的方式實現。具體的，1588v2中定義的Signaling報文格式如表I所示:
[0083]
【權利要求】
1.一種動態調整PTP報文速率的方法，其特征在于，所述方法包括: 邊界時鐘BC設備通過所檢測到頻偏計算精確時間協議PTP報文修正間隔，確定所述PTP報文修正間隔超出設定閾值時，請求所述BC設備的父BC設備進行PTP報文速率調整。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述BC設備檢測頻偏，包括: 所述BC設備根據外部輸入的標準頻率源與所檢測的當前頻率確定出頻偏； 或者，所述BC設備采樣自身的頻偏，將設定時段內的采樣的頻偏相對變化最大值作為所述BC設備的頻偏。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: BC設備在設定時間窗內進行頻偏檢測，并將所述設定時間窗內檢測到的頻偏平均值作為所述BC設備的頻偏。
4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 所述BC設備周期性地檢測當前的頻偏。
5.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 為所述BC設備配置頻偏閾值； 所述BC設備檢測當前的頻偏超過所述頻偏閾值時，請求所述BC設備的父BC設備進行PTP報文速率調整。
6.根據權利要求1 或2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 為所述BC設備配置PTP報文修正間隔的新設定閾值后，所述BC設備請求所述BC設備的父BC設備進行PTP報文速率調整。
7.根據權利要求1至6任一項所述的方法，其特征在于，所述請求所述BC設備的父BC設備進行PTP報文速率調整，包括: 所述BC設備向所述父BC設備發送承載有PTP報文速率調整請求字段的Signaling報文； 所述父BC設備向所述BC設備發送承載有PTP報文速率調整結果字段的Signaling報文；其中，所述調整結果包括是否按要求調整所述PTP報文速率的指示。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述承載有PTP報文速率調整請求字段以及所述承載有PTP報文速率調整結果字段均為新增字段。
9.根據權利要求1至8任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 兩個以上的BC設備通過組播承載共享一個父BC設備的PTP報文時，所述父BC設備按所述兩個以上的BC設備中所要求的最高PTP報文速率調整當前PTP報文速率。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述父BC設備按所述兩個以上的BC設備中所要求的最高PTP報文速率調整當前PTP報文速率，包括: 所述父BC設備接收到所述兩個以上的BC設備中的一個BC設備發送的PTP報文速率調整請求后，確定請求調整的PTP報文速率大于或等于當前PTP報文速率時，將當前PTP報文速率調整所請求的PTP報文速率；所述父BC設備確定所述一個BC設備的調整PTP報文速率小于當前PTP報文速率時，進一步確定該BC設備是否為PTP報文速率要求最高的BC設備，不是時不調整當前PTP報文速率，是時確定請求調整的PTP報文速率是否大于等于所述兩個以上的BC設備中的其他BC設備所要求的最高PTP報文速率，大于等于時將當前PTP報文速率調整所請求的PTP報文速率，小于時將當前PTP報文速率調整為所述其他BC設備中當前要求的最高PTP報文速率。
11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述BC設備通過所檢測到頻偏計算精確時間協議PTP報文修正間隔，包括: 所述BC設備通過所述頻偏以及BC設備配置的能允許的兩次PTP報文修正時間之間的絕對偏差的上限值計算所述PTP報文修正間隔。
12.一種動態調整PTP報文速率的裝置，其特征在于，所述裝置包括檢測單元、計算單元、確定單元和請求單元，其中: 檢測單元，用于檢測BC設備的頻偏； 計算單元，用于通過所檢測到頻偏計算PTP報文修正間隔； 確定單元，用于確定所述PTP報文修正間隔超出設定閾值時，觸發請求單元； 請求單元，用于請求所述BC設備的父BC設備進行PTP報文速率調整。
13.根據權利要求12所述的裝置，其特征在于，所述檢測單元還用于: 根據輸入所述BC設備外部的標準頻率源與所檢測的當前頻率確定出頻偏； 或者，采樣所述BC設備的頻偏，將設定時段內的采樣的頻偏相對變化最大值作為所述BC設備的頻偏。
14.根據權利要求12或13所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:設置單元，用于設置檢測頻偏的時間窗； 所述檢測單元還用于，在設定時間窗內進行頻偏檢測，并將所述設定時間窗內檢測到的頻偏平均值作為所述BC設備的頻偏。
15.根據權利要求12所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:接收單元； 所述請求單元還用于，向所述父BC設備發送承載有PTP報文速率調整請求字段的Signaling 報文； 所述接收單元接收所述父BC設備發送的承載有PTP報文速率調整結果字段的Signaling報文；其中，所述調整結果包括是否按要求調整所述PTP報文速率的指示。
16.一種動態調整PTP報文速率的裝置，其特征在于，所述裝置包括接收單元和調整單元，其中: 接收單元，用于接收BC設備發送的PTP報文速率調整請求； 調整單元，用于調整向所述BC設備發送的PTP報文的速率。
17.根據權利要求16所述的裝置，其特征在于，所述兩個以上的BC設備通過組播承載共享一個父BC設備的PTP報文時，所述調整單元還用于，按所述兩個以上的BC設備中所要求的最高PTP報文速率調整當前PTP報文速率。
18.根據權利要求17所述的裝置，其特征在于，所述接收單元接收到所述兩個以上的BC設備中的一個BC設備發送的PTP報文速率調整請求后，所述調整單元還用于，確定請求調整的PTP報文速率大于或等于當前PTP報文速率時，將當前PTP報文速率調整所請求的PTP報文速率；確定所述一個BC設備的調整PTP報文速率小于當前PTP報文速率時，進一步確定該BC設備是否為PTP報文速率要求最高的BC設備，不是時不調整當前PTP報文速率，是時確定請求調整的PTP報文速率是否大于等于所述兩個以上的BC設備中的其他BC設備所要求的最高PTP報文速率，大于等于時將當前PTP報文速率調整所請求的PTP報文速率，小于時將當前PTP報文速率調整為所述其他BC設備中當前要求的最高PTP報文速率。
【文檔編號】H04W28/22GK103428716SQ201210153969
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年5月17日 優先權日:2012年5月17日
【發明者】夏靚, 趙洪廣 申請人:中興通訊股份有限公司