主從時鐘同步方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種主從時鐘同步方法及系統。
【背景技術】
[0002] 隨著智能電網的建設，電力系統中保護、自動業務及線路狀態實時傳感裝置等新 業務對時間同步提出了更高的要求，但配置在各個變電站、發電廠的時間同步系統尚未成 網，難以達到各個變電站之間的時間高度統一。
[0003] 基于目前的技術發展和網絡現狀，采用精確時鐘同步協議（PrecisionTime Protocol，簡稱為PTP)技術經由同步數字體系（SynchronousDigitalHierarchy，簡稱為 SDH)網絡傳輸時間同步信號是最好的解決方案之一。其中，PTP技術是從時鐘可從Follow_ Up報文中獲取Sync報文發送時刻的精確值T1，從時鐘測量其接收到Sync報文的時刻為 T2,從時鐘發送Delay_Req報文的時間為T3,從時鐘可從Delay_Resp報文中獲取主時鐘收 到Delay_Req報文的精確時間T4。計算主從時鐘之間的時間偏差的前提是雙向傳輸路由對 稱。
[0004] 實際環境中，SDH網絡傳輸鏈路雙向路徑不一致，必然引入時延差，原先的PTP算 法并不完全適用。而且，PTP技術傳輸的是以太網報文，SDH網絡傳輸的是基于El的三階高 密度雙極性碼（HighDensityBipolarofOrder3,簡稱為HDB3碼），傳輸時需要經過協 議轉換，但兩協議的傳輸速率相差很大，必然會引入一定的時延，且不同的協議轉換裝置轉 換時延不一致。因此，在SDH網絡傳輸PTP時間同步信號過程中，由于協議轉換和雙向傳輸 鏈路不對稱導致的時延，影響了主從時鐘之間時間偏差的計算精度，進而影響傳輸時間同 步信號的精度。
【發明內容】
[0005] 本發明提供了一種主從時鐘同步方法及系統，以至少解決目前采用PTP技術經由 SDH網絡傳輸時間同步信號的過程中，存在協議轉換時延以及雙向傳輸路徑不一致的時延， 影響時間偏差計算精度的問題。
[0006] 根據本發明的一個方面，提供了一種主從時鐘同步方法，包括：從時鐘接收主時鐘 在第一時刻1\發送的同步報文，并記錄接收到所述同步報文的第二時刻T2;所述從時鐘接 收所述主時鐘發送的同步跟隨報文，并從所述同步跟隨報文中獲取發送時刻其 中，所述發送時刻1^1+14是第二協議轉換裝置對所述第一時刻T1進行調整后得到的時 亥IJ，所述第二協議轉換裝置與所述從時鐘相連；tl是所述同步報文到達與所述主時鐘相連 的第一協議轉換裝置的時刻；t4是所述同步報文離開所述第二協議轉換裝置的時刻；所述 從時鐘向所述主時鐘發送延遲請求報文，并記錄發送所述延遲請求報文的第三時刻T3，其 中所述主時鐘在第四時刻T4接收到所述延遲請求報文；所述從時鐘接收所述主時鐘發送 的延遲響應報文，并從所述延遲響應報文中獲取接收時刻T4+tl' -t4'，其中，所述接收時刻 T4+tr-t4'是所述第二協議轉換裝置對所述第四時刻T4進行調整后得到的時刻，tr是所 述延遲請求報文到達所述第二協議轉換裝置的時刻，t4'是所述延遲請求報文離開所述第 一協議轉換裝置的時刻；所述從時鐘根據所述第二時刻T2、所述第三時刻T3、所述發送時刻 I\-tl+t4和所述接收時刻T4+tl' -t4'計算所述主時鐘與所述從時鐘之間的時間偏差，并根 據所述時間偏差修正所述從時鐘的時間。
[0007] 在一個實施例中，所述從時鐘按照以下公式計算所述主時鐘與所述從時鐘之間的 時間偏差offset:offset= _tl' +tl_t4)/2〇
[0008] 在一個實施例中，在從時鐘接收主時鐘在第一時刻T1發送的同步報文之前，所述 方法還包括：所述第一協議轉換裝置接收所述同步報文，記錄所述同步報文到達所述第一 協議轉換裝置的時刻tl，并通過SDH網絡輸出所述同步報文；所述第二協議轉換裝置接收 所述同步報文，將所述同步報文發送給所述從時鐘，并記錄所述同步報文離開所述第二協 議轉換裝置的時刻t4。
[0009] 在一個實施例中，在所述從時鐘接收所述主時鐘發送的同步跟隨報文之前，所述 方法還包括：所述第一協議轉換裝置接收所述同步跟隨報文，將所述同步跟隨報文中攜帶 的第一時刻T1調整為Ti-tl，并通過所述SDH網絡輸出所述同步跟隨報文；所述第二協議轉 換裝置接收所述同步跟隨報文，將所述同步跟隨報文中攜帶的時刻T1-U調整為I\-tl+t4， 并將所述同步跟隨報文發送給所述從時鐘。
[0010] 在一個實施例中，在所述從時鐘接收所述主時鐘發送的延遲響應報文之前，所述 方法還包括：所述第二協議轉換裝置接收所述延遲請求報文，記錄所述延遲請求報文到達 所述第二協議轉換裝置的時刻tr，并通過SDH網絡輸出所述延遲請求報文；所述第一協議 轉換裝置接收所述延遲請求報文，將所述延遲請求報文發送給所述主時鐘，并記錄所述延 遲請求報文離開所述第一協議轉換裝置的時刻t4' ；所述主時鐘接收到所述延遲請求報文 后，輸出所述延遲響應報文；所述第一協議轉換裝置接收所述延遲響應報文，將所述延遲響 應報文中攜帶的第四時刻T4調整為T4+tl'，并通過所述SDH網絡輸出所述延遲響應報文； 所述第二協議轉換裝置接收所述延遲響應報文，將所述延遲響應報文中攜帶的時刻！^^' 調整為T4+tl' -t4'，并將所述延遲響應報文發送給所述從時鐘。
[0011] 根據本發明的另一個方面，提供了一種主從時鐘同步系統，包括：主時鐘、第一協 議轉換裝置、第二協議轉換裝置和從時鐘；所述第一協議轉換裝置和所述第二協議轉換裝 置之間通過SDH網絡傳輸報文；所述主時鐘，用于向所述從時鐘發送同步報文、同步跟隨報 文和延遲響應報文，以及接收來自所述從時鐘的延遲請求報文，其中，所述同步跟隨報文攜 帶有所述主時鐘發送所述同步報文的第一時刻T1，所述延遲響應報文攜帶有所述主時鐘接 收到所述延遲請求報文的第四時刻T4;所述第一協議轉換裝置，與所述主時鐘連接，所述第 一協議轉換裝置包括：第一記錄模塊和第一調整模塊；其中，所述第一記錄模塊，用于記錄 并存儲所述同步報文到達所述第一協議轉換裝置的時刻tl和所述延遲請求報文離開所述 第一協議轉換裝置的時刻t4' ；所述第一調整模塊，用于將所述同步跟隨報文中攜帶的第一 時刻T1調整為T^1，以及將所述延遲響應報文中攜帶的第四時刻T4調整為T4+tl';所述第 二協議轉換裝置，與所述從時鐘連接，所述第二協議轉換裝置包括：第二記錄模塊和第二調 整模塊；其中，所述第二記錄模塊，用于記錄并存儲所述同步報文離開所述第二協議轉換裝 置的時刻t4和所述延遲請求報文到達所述第二協議轉換裝置的時刻tl' ；所述第二調整模 塊，用于將所述同步跟隨報文攜帶的時刻T1-U調整為以及將所述延遲響應報文 攜帶的時刻t4+u'調整為t4+u' -t4';所述從時鐘包括：第一收發模塊和計算模塊；其中， 所述第一收發模塊，用于接收所述同步報文，并記錄接收到所述同步報文的第二時刻T2;接 收所述同步跟隨報文，并從所述同步跟隨報文中獲取調整后的所述主時鐘發送所述同步報 文的發送時刻I\-tl+t4 ;發送所述延遲請求報文，并記錄發送所述延遲請求報文的第三時 刻T3;接收所述延遲響應報文，并從所述延遲響應報文中獲取調整后的所述主時鐘接收到 所述延遲請求報文的接收時刻T4+tl' -t4';所述計算模塊，用于根據所述第二時刻T2、所述 第三時刻T3、所述發送時刻I\-tl+t4和所述接收時刻T4+tl' -t4'計算所述主時鐘與所述 從時鐘之間的時間偏差，并根據所述時間偏差修正所述從時鐘的時間。
[0012] 在一個實施例中，所述計算模塊按照以下公式計算所述主時鐘與所述從時鐘之間 的時間偏差offset:offset= (TfTi+Tfl^+t^：' _tl' +tl_t4)/2〇
[0013] 在一個實施例中，所述第一協議轉換裝置還包括：第二收發模塊，用于接收并轉發 所述同步報文、所述同步跟隨報文、所述延遲請求報文和所述延遲響應報文。
[0014] 在一個實施例中，所述第二協議轉換裝置還包括：第三收發模塊，用于接收并轉發 所述同步報文、所述同步跟隨報文、所述延遲請求報文和所述延遲響應報文。
[0015] 通過本發明的主從時鐘同步方法及系統，經過SDH網絡El通道傳輸PTP時間同步 信號的過程中，考慮了協議轉換時延和雙向傳輸路徑不一致的不對稱時延，配合協議轉換 裝置與主從時鐘的關聯機制，提高了主從時鐘之間時間偏差的計算精度，進而根據該時間 偏差進行的時鐘同步，也較為可靠，且實現方法簡單。
【附圖說明】
[0016] 此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發 明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的限定。在附圖中：
[0017] 圖1是本發明實施例的主從時鐘同步方法的流程圖；
[0018] 圖2是本發明實施例的協議報文的傳輸示意圖；
[0019] 圖3是本發明實施例的主從時鐘同步系統的結構框圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本 發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施 例，都屬于本發明的保護范圍。
[0021] 本發明實施例提供了一種主從時鐘同步方法，能夠解決SDH網絡傳輸PTP時間同 步信號過程中引入的協議轉換時延和雙向傳輸鏈路不對稱的時延問題，得出主從時鐘之間 的精確時間偏差。
[0022] 主時鐘發送基于PTP技術的以太網報文，經過El/Ethernet協議轉換裝置（位于 主時鐘一側，相當于下述的第一協議轉換裝置）將其轉換成El信號，在SDH網絡中傳輸后， 經過El/Ethernet協議轉換裝置（位于從時鐘一側，相當于下述的第二協議轉換裝置）將 El信號轉換成以太網報文，該以太網報文被從時鐘接收；從時鐘采用同樣的原理發送PTP 報文至主時鐘，實現主從時鐘之間的同步報文的傳遞。
[0023] 圖1是本發明實施例的主從時鐘同步方法的流程圖，如圖1所示，該方法包括以下 步驟：
[0024] 步驟SlOl，從時鐘接收主時鐘在第一時刻1\發送的同步報文（Sync)，并記錄接收 到同步報文的第二時刻T2。
[0025]步驟S102,從時鐘接收主時鐘發送的同步跟隨報文（F〇llow_Up)，并從同步跟隨 報文中獲取發送時刻Ti-tl+tl其中，發送時刻I\-tl+t4是第二協議轉換裝置對第一時刻 1\進行調整后得到的時刻，第二協議轉換裝置與