一种用于局内分配的时间同步方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于局内分配的时间同步方法和接口，技术方案为：主时钟从自身的局内定时接口向从时钟发送主EToD帧；从时钟计算与主时钟之间的第一相位偏差，并通过从EToD帧返回给主时钟；主时钟计算与从时钟之间的第二相位偏差，并根据第一相位偏差和第二相位偏差确定主时钟与从时钟之间的相位偏差，该相位偏差通过主EToD帧发给从时钟，从而使得从时钟根据该相位偏差执行相位调整，从而实现对传输电缆时延的自动补偿。

A time synchronization method and device for local distribution

The invention provides a synchronization method for online distribution time and interface technical scheme: the master clock from the station itself from the clock timing interface to send the main EToD frame; from the first phase deviation between the calculated and the clock of the master clock, and through the EToD frame back to the master clock; and from the master clock calculation the second phase deviation between the clock, and according to the first phase deviation and second phase deviation to determine the main clock and clock from the phase error between the phase deviation, through the main frame is sent to the EToD from the clock, so that from the clock according to the phase deviation of the implementation of phase adjustment, so as to realize the automatic compensation of transmission cable delay.

【技术实现步骤摘要】
一种用于局内分配的时间同步方法和装置
本专利技术涉及时钟同步
，特别涉及一种用于局内分配的时间同步方法和装置。
技术介绍
随着TD-SCDMA、TD-LTE系统高精度时间地面传送需求的出现，要求网络设备和基站设备等提供各种类型的高精度时间同步接口。高精度时间同步接口可分为局内同步接口和局间同步接口两种类型：局间同步接口通常应用于长跨段、广域网中网络设备如PTN、OTN及IPRAN等时间同步信号的传送，目前成熟的技术为PTP(1588v2)，可实现亚微秒级的时间同步精度；局内同步接口通常应用于通信局站内不同设备(如同步设备与传输设备、传输设备与被授时设备以及不同类型的传输设备)之间的定时连接或时间分配系统至被授时设备之间的定时分配。局内同步接口包括1PPS+ToD(TimeofDay，日时间)、NTP、IRIG-B等，其中1PPS+ToD是最为典型的高精度局内同步接口。1PPS+ToD分为1PPS秒脉冲信号和ToD时间信息两部分，用1PPS的上升沿表征秒以内部分的高精度相位信息，ToD信息表征秒、分、小时、天等时刻信息，这两部分共同组成1PPS+ToD帧信号，在局内可达到百纳秒甚至几十纳秒的时间精度。目前1PPS+ToD在运营商的基站机房以及电力专网的变电站系统内得到了广泛应用。然而目前的1PPS+ToD由于采用单工方式，在收端(从时钟端)无法对传输电缆时延进行自动补偿，在天馈线长度或局内中继电缆长度较长时，即使采用人工补偿时延仍然存在一定的固有误差，随着未来LTE-A、5G、物联网以及量子通信中对同步精度需求的提高，现有的1PPS+ToD局内定时接口因为无法从本质上消除固有误差，因此将难以满足超高精度时间同步的要求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于局内分配的时间同步方法和装置，能够对传输电缆时延进行自动补偿。为了达到上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种用于局内分配的时间同步方法，应用于主时钟，该方法包括：从主时钟的局内定时接口向从时钟发送主增强型日时间EToD帧；在主时钟的局内定时接口接收从时钟返回的携带从时钟与主时钟之间的第一相位偏差的从EToD帧，并检测确定主时钟与从时钟之间的第二相位偏差；根据第一相位偏差和第二相位偏差计算从时钟与主时钟之间的相位偏差，生成携带该相位偏差的主EToD帧，并从主时钟的局内定时接口向从时钟发送该主EToD帧，以使从时钟根据该主EToD帧执行时间同步调整。另一种用于局内分配的时间同步方法，应用于从时钟，该方法包括：在从时钟的局内定时接口接收主时钟发送的主增强型日时间EToD帧，并检测确定从时钟与主时钟之间的第一相位偏差；从从时钟的局内定时接口向主时钟发送携带第一相位偏差的从EToD帧，接收主时钟返回的携带从时钟与主时钟之间的相位偏差的主EToD帧，根据主时钟返回的主EToD帧执行时间同步调整。一种用于局内分配的时间同步装置，应用于主时钟，该装置包括：EToD生成单元、EToD解析单元、HPPS相位检测单元、offset计算单元；所述EToD生成单元，用于从主时钟的局内定时接口向从时钟发送主增强型日时间EToD帧；用于生成携带offset计算单元计算的从时钟与主时钟之间的相位偏差的主EToD帧，并从主时钟的局内定时接口向从时钟发送该主EToD帧，以使从时钟根据该主EToD帧执行时间同步调整；所述EToD解析单元，用于EToD生成单元从主时钟的局内定时接口向从时钟发送主EToD帧后，在主时钟的局内定时接口接收从时钟返回的携带主时钟与从时钟之间的第一相位偏差的从EToD帧；所述HPPS相位检测单元，用于EToD解析单元在主时钟的局内定时接口接收从时钟返回的携带主时钟与从时钟之间的第一相位偏差的从EToD帧时，检测确定主时钟与从时钟之间的第二相位偏差；所述offset计算单元，用于根据第一相位偏差和第二相位偏差计算从时钟与主时钟之间的相位偏差。另一种用于局内分配的时间同步装置，应用于从时钟，该装置包括：EToD解析单元、HPPS相位检测单元、EToD生成单元、同步调整单元；所述EToD解析单元，用于在从时钟的局内定时接口接收主时钟发送的主增强型日时间EToD帧；用于EToD生成单元从从时钟的局内定时接口向主时钟发送携带第一相位偏差的从EToD帧后，接收主时钟返回的携带从时钟与主时钟之间的相位偏差的主EToD帧；所述HPPS相位检测单元，在从时钟的局内定时接口接收主时钟发送的主EToD帧时，检测确定从时钟与主时钟之间的第一相位偏差；所述EToD生成单元，用于从从时钟的局内定时接口向主时钟发送携带第一相位偏差的从EToD帧；所述同步调整单元，用于根据主时钟返回的主EToD帧执行时间同步调整。由上面的技术方案可知，本专利技术中，主时钟通过向从时钟发送主EToD帧并接收从时钟返回的从EToD帧，得到从时钟检测确定的从时钟与主时钟之间的第一相位偏差，以及主时钟检测确定的主时钟与从时钟之间的第二相位偏差，根据第一相位偏差和第二相位偏差计算得到从时钟与主时钟之间的实际相位偏差，将该相位偏差发送到从时钟使得从时钟根据该相位偏差执行相位调整，从而实现对传输电缆时延的自动补偿。附图说明图1是现有技术1PPS+ToD时间同步实现过程示意图；图2是本专利技术实施例HPPS+EToD帧信号传输时间分布示意图；图3是本专利技术实施例EToD帧结构示意图；图4是本专利技术实施例主时钟与从时钟之间的半双工通信过程示意图；图5是本专利技术实施例主时钟端接口装置与从时钟端接口装置之间的半双工通信拓扑图；图6是本专利技术实施例一用于局内分配的时间同步方法流程图；图7是本专利技术实施例二用于局内分配的时间同步方法流程图；图8是本专利技术实施例一用于局内分配的时间同步装置的结构示意图；图9是本专利技术实施例二用于局内分配的时间同步装置的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并据实施例，对本专利技术的技术方案进行详细说明。参见图1，图1是现有技术1PPS+ToD时间同步实现过程示意图，包括以下步骤：步骤101、主时钟发送1PPS+ToD帧信号到从时钟。主时钟发送的1PPS+ToD帧信号经过一定长度的电缆传输(1米电缆产生约5ns的传输时延)后到达从时钟。1PPS+ToD帧信号由1PPS秒脉冲信号和ToD时间信息组成，其中，1PPS源自主时钟的本地时钟的基准信号，ToD时间信息为主时钟的本地时钟的时间信息。步骤102，从时钟接收到主时钟的1PPS+ToD帧信号，利用相位校准技术将从时钟本地的1PPS秒脉冲信号对齐至主时钟的1PPS秒脉冲信号(相位调整)，同时根据ToD时间信息执行时间调整，完成时间同步。从时钟中存在源自从时钟的本地时钟的1PPS基准信号，从时钟与主时钟进行时间同步前，两端的1PPS信号之间存在相位偏差，可用1PPS信号的上升沿表征该相位偏差。从图1所示的时间同步实现过程可以看出，要实现从时钟和主时钟之间的时间同步关键在于探测并补偿与主时钟之间的相位偏差，然而在现有1PPS+ToD技术中，由于主时钟和从时钟之间采用的是单工通信方式，从时钟探测到的相位偏差Δphase实际上应该是由delay和offset两个部分组成的(Δphase＝delay+offset)，其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于局内分配的时间同步方法，应用于主时钟，其特征在于，该方法包括：从主时钟的局内定时接口向从时钟发送主增强型日时间EToD帧；在主时钟的局内定时接口接收从时钟返回的携带从时钟与主时钟之间的第一相位偏差的从EToD帧，并检测确定主时钟与从时钟之间的第二相位偏差；根据第一相位偏差和第二相位偏差计算从时钟与主时钟之间的相位偏差，生成携带该相位偏差的主EToD帧，并从主时钟的局内定时接口向从时钟发送该主EToD帧，以使从时钟根据该主EToD帧执行时间同步调整。

【技术特征摘要】
1.一种用于局内分配的时间同步方法，应用于主时钟，其特征在于，该方法包括：从主时钟的局内定时接口向从时钟发送主增强型日时间EToD帧；在主时钟的局内定时接口接收从时钟返回的携带从时钟与主时钟之间的第一相位偏差的从EToD帧，并检测确定主时钟与从时钟之间的第二相位偏差；根据第一相位偏差和第二相位偏差计算从时钟与主时钟之间的相位偏差，生成携带该相位偏差的主EToD帧，并从主时钟的局内定时接口向从时钟发送该主EToD帧，以使从时钟根据该主EToD帧执行时间同步调整。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以主时钟的半秒脉冲HPPS的上升沿为准时沿，在HPPS的上升沿N毫秒后，以预设波特率从主时钟的局内定时接口向从时钟发送主EToD帧；其中，N毫秒为预设启动时间。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，从时钟返回的从EToD帧，是以从时钟的半秒脉冲HPPS的上升沿为准时沿，在HPPS的上升沿N毫秒后，以预设波特率从从时钟的局内定时接口向主时钟发送的；检测确定主时钟与从时钟之间的第二相位偏差的方法为：在主时钟的局内定时接口检测从时钟的HPPS信号，根据检测到的从时钟的HPPS信号确定从时钟的HPPS上升沿，比较从时钟的HPPS上升沿和主时钟的HPPS上升沿，得到主时钟与从时钟之间的第二相位偏差。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据第一相位偏差和第二相位偏差计算从时钟与主时钟之间的相位偏差的方法为：offset＝(Δphase1-Δphase2)÷2，其中，offset为从时钟与主时钟之间的相位偏差，Δphase1为第一相位偏差，Δphase2是第二相位偏差。5.一种用于局内分配的时间同步方法，应用于从时钟，其特征在于，该方法包括：在从时钟的局内定时接口接收主时钟发送的主增强型日时间EToD帧，并检测确定从时钟与主时钟之间的第一相位偏差；从从时钟的局内定时接口向主时钟发送携带第一相位偏差的从EToD帧，接收主时钟返回的携带从时钟与主时钟之间的相位偏差的主EToD帧，根据主时钟返回的主EToD帧执行时间同步调整。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，以从时钟的半秒脉冲HPPS的上升沿为准时沿，在HPPS的上升沿N毫秒后，以预设波特率从从时钟的局内定时接口向主时钟发送携带第一相位偏差的从EToD帧；其中，N毫秒为预设启动时间。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，主时钟发来的主EToD帧，是以主时钟的半秒脉冲HPPS的上升沿为准时沿，并在HPPS的上升沿N毫秒后，以预设波特率从主时钟的局内定时接口向从时钟发送的；检测确定从时钟与主时钟之间的第一相位偏差的方法为：在从时钟的局内定时接口检测主时钟的HPPS信号，根据检测到的主时钟的HPPS信号确定主时钟的HPPS上升沿，比较从时钟的HPPS上升沿和主时钟的HPPS上升沿，得到从时钟与主时钟之间的第一相位偏差。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，主EToD帧中还携带主时钟发送主EToD帧发送的时间信息；根据主时钟返回的主EToD帧执行时间同步调整的方法为：根据主EToD帧中携带的从时钟与主时钟之间的相位偏差执行相位调整，根据主EToD帧中携带的主时钟发送主EToD帧的时间信息和从时钟的当前时间信息执行时间调整。9.一种用于局内分配的时间同步装置，应用于主时钟，其特征在于，该装置包括：EToD生成单元、EToD解析单元、HPPS相位检测单元、offset计算单元；所述EToD生成单元，用于从主时钟的局内定时接口向从时钟发送主增强型日时间EToD帧；用于生成携带offset计算单元计算的从时钟与主时钟之间的相位偏差的主EToD帧，并从主时钟的局内定时接口向从时钟发送该主EToD帧，以使从时钟根据该主EToD帧执行时间同步调整；所述EToD解析单元，用于EToD生成单元从主时钟的局内定时接口向从时钟发送主EToD帧后，在主时钟的局内定时接口接收从时钟返回的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕博，胡昌军，潘峰，
申请(专利权)人：工业和信息化部电信研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11