精确IEEE1588协议的透明时钟路径延迟的方法技术

本发明专利技术公开一种精确IEEE1588协议的透明时钟路径延迟的方法，其先通过运行IEEE1588时间同步机制，采用P2P透明时钟机制，得到四个时间戳，再利用时钟同步算法计算出路径延迟值，使用设置阈值法，将路径延迟值与阈值相比较：若小于规定阈值，保存并进入下一次时钟同步，当他们的偏差值大于预先设定的阈值时，进行PID反馈调节，然后再次比较，若还是大于阈值，则认为是错误的，舍弃。若小于规定阈值，则保存并进去下一组同步。本发明专利技术能够解决了现有IEEE1588v2时间同步时路径偏差值不稳定而影响同步精度的问题。

【技术实现步骤摘要】
精确IEEE1588协议的透明时钟路径延迟的方法
本专利技术涉及通信
，具体涉及一种精确IEEE1588协议的透明时钟路径延迟的方法。
技术介绍
IEEE1588的全称是“网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准”。IEEE1588v2协议是IEEE协会在2008年颁布的时间同步标准(2002年颁布的版本通常称为第一版本)。虽然目前的IEEE1588v2协议提供了几种时钟同步模式，且理论上可以达到亚微秒的同步精准。国内从事IEEE1588研究的大多处于理论研究阶段，但是真正投入使用实现高精度时钟同步的装置并不多，大多是基于第一版本的同步，第一版本对网络的延迟抖动处理得不是很理想，协议报文在穿越网络各层，MAC层、PHY层、到达应用层时，会有路径延迟，有时候会出现网络报文堵塞，网络不通，这时会产生网络延迟抖动，影响了传输的精度和准确性。另外，在多层次的时钟同步中，也会带来累计误差，由于这些问题，使得利用IEEE1588v2协议来实现分布式测试网络的时钟同步还存在一定的难度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的是现有IEEE1588协议在时间同步时路径偏差值不稳定影响同步精度的问题，而提供一种精确IEEE1588协议的透明时钟路径延迟的方法。为解决上述问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种精确IEEE1588协议的透明时钟路径延迟的方法，包括如下步骤：步骤1、请求者和响应者均运行IEEE1588协议，进入透明时钟的模式。步骤2、根据设置的报文发送间隔，在请求者和响应者之间发送协议消息报文，得到4个消息时间戳。即步骤2.1、请求者发送Pdelay_Req报文给响应者，请求者记下当前发送的消息时间戳T1。步骤2.2、响应者接受请求者发送的Pdelay_Req报文，响应者记下当前接收到的消息时间戳T2。步骤2.3、响应者接受到Pdelay_Req报文后，马上向请求者发送Pdelay_Resp报文，响应者记录下发送Pdelay_Resp报文的消息时间戳T3。步骤2.4、请求者接受到响应者发送的Pdelay_Resp报文，请求者记录下当前消息时间戳T4。步骤3、请求者根据上述所获得的4个消息时间戳T1～T4，计算路径延迟Q1，其中Q1＝[(T4-T1)-(T3-T2)]/2。步骤4、请求者判断计算得出的路径延迟Q1是否大于预先设置的阈值。如果路径延迟Q1小于阈值，则保存路径延迟Q1，结束本次同步测量，并等待下次同步测量。如果路径延迟Q1大于阈值，则采用PID反馈调节补偿，进行反馈补偿后会得到一个新的路径延迟Q2，并将新的路径延迟Q2与阈值进行比较。如果新的路径延迟Q2小于阈值，则保存新的路径延迟Q2，结束本次同步测量，等待下次同步测量。如果新的路径延迟Q2大于阈值，则舍弃当前测量的所有时间戳，终止本次同步测量。在步骤1之前，还进一步包括，在主钟发出同步消息之前，请求者和响应者的主钟将以太网收发器的时钟与时间源的时钟同步。在步骤1中，进入的可以是E2E透明时钟模式，也可以进入P2P透明时钟模式，但为了更好地保证同步的精度，进入的最好是P2P透明时钟模式。在步骤2中，设定的报文发送间隔为2N秒，其中N为大于等于零的整数。所述N的取值范围介于0～6之间。在步骤2中，还进一步包括，步骤2.5、响应者先根据消息时间戳T2和T3计算周转时间T3-T2。再根据响应者的时钟类型将周转时间T3-T2加载到相应的报文中，并发送给请求者。即如果响应者是单步时钟，则响应者在发送Pdelay_Resp报文之前，将周转时间T3-T2加到Pdelay_Resp报文的修正域中，并且对校验和或Pdelay_Resp报文的其他内容相关字段做任何需要的校正。如果响应者是双步时钟，则响应者在发送Pdelay_Resp报文之后，响应者紧接着发送一个Pdelay_Resp_Follow_Up报文，该Pdelay_Resp_Follow_Up报文中会携带有周转时间T3-T2。在步骤4中，设定的阈值介于100ns～500ns之间。本专利技术先通过运行IEEE1588时间同步机制，采用P2P透明时钟机制，得到四个时间戳，再利用时钟同步算法计算出路径延迟值，使用设置阈值法，将路径延迟值与阈值相比较：若小于规定阈值，保存并进入下一次时钟同步，当他们的偏差值大于预先设定的阈值时，进行PID反馈调节，然后再次比较，若还是大于阈值，则认为是错误的，舍弃。若小于规定阈值，则保存并进去下一组同步。与现有技术相比，本专利技术通过将计算测出的路径延迟值与阈值相比较，然后利用PID反馈控制，从而解决了现有IEEE1588v2时间同步时路径偏差值不稳定而影响同步精度的问题。附图说明图1是IEEE1588的P2P透明时钟同步原理图。图2是一种精确IEEE1588协议的透明时钟路径延迟的方法的流程图。图3是一种精确IEEE1588协议的透明时钟路径延迟的装置的模块示意图。图4是一种提供的IEEE1588v2协议的软件架构图。具体实施方式一种精确IEEE1588协议的透明时钟路径延迟的方法，如图1和图2所示，包括如下步骤：步骤1、在主钟发出同步消息之前，请求者和响应者的主钟将以太网收发器的时钟与时间源的时钟同步。步骤2、运行IEEE1588协议，进入P2P透明时钟的模式。步骤3、在软件的网络层传递Pdelay_Req、Pdelay_Resp、Pdelay_Resp_Follow_Up这三个报文消息，并通过传递报文消息，在网络层得到4个消息时间戳。即步骤3.1、设置发送Pdelay_Req报文的间隔时间。在本专利技术优选实施例中，上述间隔时间设为2N秒，即2秒、或4秒、或8秒、……、或64秒。步骤3.1、请求者发送Pdelay_Req报文给响应者，请求者记下当前发送的消息时间戳T1。步骤3.2、响应者接受请求者发送的Pdelay_Req报文，响应者记下当前接收到的消息时间戳T2。步骤3.3、响应者接受到Pdelay_Req报文后，马上向请求者发送Pdelay_Resp报文，响应者记录下发送Pdelay_Resp报文的消息时间戳T3。步骤3.4、请求者接受到响应者发送的Pdelay_Resp报文，请求者记录下当前消息时间戳T4。步骤3.5、响应者先根据消息时间戳T2和T3计算周转时间T3-T2，并将周转时间T3-T2的值放到correctionField中。再根据响应者的时钟类型(单步时钟或双步时钟)将周转时间T3-T2加载到相应的报文中，并发送给请求者。即如果响应者是单步时钟，则响应者在发送Pdelay_Resp报文之前，将周转时间T3-T2加到Pdelay_Resp报文的修正域中，并且对校验和或Pdelay_Resp报文的其他内容相关字段做任何需要的校正。如果响应者是双步时钟，则响应者在发送Pdelay_Resp报文之后，响应者紧接着发送一个Pdelay_Resp_Follow_Up报文，该Pdelay_Resp_Follow_Up报文中会携带有周转时间T3-T2。步骤4、请求者根据Pdelay_Resp报文或Pdelay_Resp_Follow_Up报文中所携带的周转时间T3-T2计算路径延迟Q1，其中Q1＝[(T4-T1)-(T3-T2)]/2。步骤5、请求者判断计算得出的路径延迟Q1是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精确IEEE1588协议的透明时钟路径延迟的方法，其特征是，包括如下步骤：步骤1、请求者和响应者均运行IEEE1588协议，进入透明时钟的模式；步骤2、根据设置的报文发送间隔，在请求者和响应者之间发送协议消息报文，得到4个消息时间戳；即步骤2.1、请求者发送Pdelay_Req报文给响应者，请求者记下当前发送的消息时间戳T1；步骤2.2、响应者接受请求者发送的Pdelay_Req报文，响应者记下当前接收到的消息时间戳T2；步骤2.3、响应者接受到Pdelay_Req报文后，马上向请求者发送Pdelay_Resp报文，响应者记录下发送Pdelay_Resp报文的消息时间戳T3；步骤2.4、请求者接受到响应者发送的Pdelay_Resp报文，请求者记录下当前消息时间戳T4；步骤3、请求者根据上述所获得的4个消息时间戳T1～T4，计算路径延迟Q1，其中Q1＝[(T4‑T1)‑(T3‑T2)]/2；步骤4、请求者判断计算得出的路径延迟Q1是否大于预先设置的阈值；如果路径延迟Q1小于阈值，则保存路径延迟Q1，结束本次同步测量，并等待下次同步测量；如果路径延迟Q1大于阈值，则采用PID反馈调节补偿，进行反馈补偿后会得到一个新的路径延迟Q2，并将新的路径延迟Q2与阈值进行比较；如果新的路径延迟Q2小于阈值，则保存新的路径延迟Q2，结束本次同步测量，等待下次同步测量；如果新的路径延迟Q2大于阈值，则舍弃当前测量的所有时间戳，终止本次同步测量。...

【技术特征摘要】
1.一种精确IEEE1588协议的透明时钟路径延迟的方法，其特征是，包括如下步骤：步骤1、请求者和响应者均运行IEEE1588协议，进入透明时钟的模式；步骤2、根据设置的报文发送间隔，在请求者和响应者之间发送协议消息报文，得到4个消息时间戳；即步骤2.1、请求者发送Pdelay_Req报文给响应者，请求者记下当前发送的消息时间戳T1；步骤2.2、响应者接受请求者发送的Pdelay_Req报文，响应者记下当前接收到的消息时间戳T2；步骤2.3、响应者接受到Pdelay_Req报文后，马上向请求者发送Pdelay_Resp报文，响应者记录下发送Pdelay_Resp报文的消息时间戳T3；步骤2.4、请求者接受到响应者发送的Pdelay_Resp报文，请求者记录下当前消息时间戳T4；步骤2.5、响应者先根据消息时间戳T2和T3计算周转时间T3-T2；再根据响应者的时钟类型将周转时间T3-T2加载到相应的报文中，并发送给请求者；即如果响应者是单步时钟，则响应者在发送Pdelay_Resp报文之前，将周转时间T3-T2加到Pdelay_Resp报文的修正域中，并且对校验和或Pdelay_Resp报文的其他内容相关字段做任何需要的校正；如果响应者是双步时钟，则响应者在发送Pdelay_Resp报文之后，响应者紧接着发送一个Pdelay_Resp_Follow_Up报文，该Pdelay_Resp_Follow_Up报文中会携带有周转时间T3-T2；步骤3、请求者根据上述所获得的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱望纯，张鑫，高海英，宋辉，曹健，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45