一种时间同步方法、装置及网络系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种时间同步方法、装置及网络系统，该方法包括：根据配置的时钟优先级，确定本地时钟是主时钟或从时钟；当为主时钟时，每隔预定时间将本地时钟作为主时钟写入同步帧并广播发送该同步帧；或者当为从时钟时，接收同步帧；并根据该同步帧同步本地时钟。采用本发明专利技术提供的方案，能够实现系统中各设备之间的精确时间同步。

【技术实现步骤摘要】
一种时间同步方法、装置及网络系统
本专利技术涉及通信领域，具体而言，涉及一种时间同步方法、装置及网络系统。
技术介绍
工业化和信息化的融合，促进了工业互联网的快速发展，实时以太网在工业互联网中有非常多的应用场景，以太网交换机是实现实时以太网的关键网络设备，而时间同步协议又决定着实时以太网的实时性和确定性等重要特性。高速发展的网络技术对网络的时间同步提出了挑战，在主要的网络设备中，时间同步对于系统来说起到了关键的作用，时间同步广泛应用于航空航天、轨道交通、工业自动化等领域，测量控制领域的系统和釆用分布式结构的系统设备里，由于设备规模逐渐增大，随之而来的网络系统呈现出更加分散的趋势，以及许多系统中的网络设备对于实时性的时间要求极其严格，使得存在于设备网络系统中的各个结点设备之间的时间同步的需求越来越高。在网络系统中的设备之间的同步误差主要由以下两点产生，第一，设备自身的独立的时间计数装置依赖于硬件系统，在严格要求的应用下这种本地时钟的质量往往不够精确。第二，由于网络传输路径本身的物理拓扑结构，网络数据在传输过程中往往会带来不同程度的线路延迟。
技术实现思路
本专利技术提供一种时间同步方法、装置及网络系统，用以克服现有技术中存在的至少一个问题。为达到上述目的，本专利技术提供了一种时间同步方法，包括：根据配置的时钟优先级，确定本地时钟是主时钟或从时钟；当为主时钟时，每隔预定时间将本地时钟作为主时钟写入同步帧并广播发送该同步帧；或者当为从时钟时，接收同步帧；并根据该同步帧同步本地时钟。可选地，根据配置的时钟优先级，确定本地时钟是主时钟或从时钟，包括：以预定间隔发送数据包，该数据包包括本地时钟标识和配置的时钟优先级；根据返回的信息确定本地时钟是主时钟或从时钟。可选地，根据该同步帧同步本地时钟，包括：根据主时钟广播该同步帧的时刻、该主时钟至从时钟之间的线长时延、以及该从时钟完成同步的时长确定该从时钟的校正时间；将该本地时钟设定为该校正时间。可选地，当确定为从时钟时，在根据该同步帧同步本地时钟之后，还包括：转发该同步帧。为达到上述目的，本专利技术还提供了一种时间同步装置，包括：确定模块，用于根据配置的时钟优先级，确定本地时钟是主时钟或从时钟；同步模块，用于在为主时钟时，每隔预定时间将本地时钟作为主时钟写入同步帧并广播发送该同步帧；或者在为从时钟时，接收同步帧；并根据该同步帧同步本地时钟。可选地，确定模块包括：优先级发送单元，用于以预定间隔发送数据包，该数据包包括本地时钟标识和配置的时钟优先级；确定单元，用于根据返回的信息确定本地时钟是主时钟或从时钟。可选地，在为从时钟时，该同步模块用于：根据主时钟广播该同步帧的时刻、该主时钟至从时钟之间的线长时延、以及该从时钟完成同步的时长确定该从时钟的校正时间；将该本地时钟设定为该校正时间。可选地，时间同步装置，还包括：转发模块，用于转发该同步帧。为达到上述目的，本专利技术还提供了一种网络系统，包括：一台主设备，用于每隔预定时间将本地时钟作为主时钟写入同步帧并广播发送该同步帧；以及一台或多台从设备，用于接收该同步帧；并根据该同步帧同步本地时钟。可选地，该系统，还包括：选主模块，用于接收该系统中的各设备以预定间隔发送的数据包，该数据包包括各设备的本地时钟标识和配置的时钟优先级；根据该各设备的时钟优先级确定主时钟和从时钟，并返回至对应的设备，以使各设备根据返回的信息确定本地时钟是主时钟或从时钟。本专利技术的有益效果如下：根据配置的时钟优先级，确定本地时钟是主时钟或从时钟；当为主时钟时，每隔预定时间将本地时钟作为主时钟写入同步帧并广播发送该同步帧；或者当为从时钟时，接收同步帧；并根据该同步帧同步本地时钟；采用本专利技术提供的方案，能够实现系统中各设备之间的精确时间同步。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例的时间同步方法的流程图；图2示出了本专利技术实施例中主时钟和从时钟同步的过程示意图；图3示出了本专利技术实施例中确定线长时延的原理示意图；图4示出了根据本专利技术实施例的时间同步装置的结构示意图；图5示出了根据本专利技术实施例的网络系统的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。数据传输是通信网络中的一个主要操作，在庞大的网络设备中，存在一个共同的时间基准作为公共时间的参考，从而才能对各种网络结点设备进行时间同步，网络结点之间才有可能正常处理来自互相结点设备的数据。设备受到本地时钟源晶振固有误差的影响，器件的老化影响，加上工况环境下的温度变化和各种空间分布的电磁干扰的影响等多种原因共同作用下，使得设备的时钟往往是不精确的，随着时间的推移，这种时钟误差会逐渐积累，时间同步的问题就会突显出来。时钟的目的是将分步在不同地方的设备各自的时钟计时单位实时地调整到一个准确的时间值上或者满足一定的时间精度，这样才能使得整个系统能够维护一个统一的、全局一致性的时间标准，使系统中的各种控制过程保证准确的逻辑性。时间同步的意义在于，各个结点通过接受到的时间信息来调整各自结点的当前时刻值。时间同步有两个重要功能，授时和守时，授时的作用就是通过不定期或者定期的对表操作，维持本地的时刻值与系统标准时刻值之间的相位同步；守时的作用是保证频率同步，在对表的间隙里，维持本地的时刻值与标准的时刻值之间的偏差在一个可以容许的范围内。本专利技术提供了一种基于IEEE1588协议的实时以太网交换机时间同步协议，系统选举一个主时钟，其他时钟都作为从时钟，从时钟要和主时钟同步。依赖透明时钟完成主时钟与从时钟的时间同步，主时钟广播同步帧，把同步帧发送到线路上，从设备接收到同步帧，经过一定的时间后，从设备完成与主设备的时间同步，从而实现了同步帧在交换机中的透明传输。当同步帧在多个交换机之间转发后，也实现了同步帧在网络中的透明传输。具体地，基于各设备的时钟优先级选择最高优先级的时钟作为当前的主时钟。一个网络中通常只有一个主时钟，主时钟主动发送同步sync帧，其他交换机同步主时钟的sync帧。从时钟接收sync帧，同步本地时钟，并将该sync帧转发到其他交换机端口，从而完成从时钟和主时钟的时钟同步。图1是根据本专利技术实施例的时间同步方法的流程图。如图1所示，根据本专利技术实施例的时间同步方法包括：S101，根据配置的时钟优先级，确定本地时钟是主时钟或从时钟。可选地，根据配置的时钟优先级，确定本地时钟是主时钟或从时钟，包括：以预定间隔发送数据包，该数据包包括本地时钟标识和配置的时钟优先级；根据返回的信息确定本地时钟是主时钟或从时钟。在具体实施时，各设备可以每一秒发一次UDP(UserDatagramProtocol，用户数据包协议)数据包(或者称为选主包)，该包携带了本地时钟标识clock_ID和配置的时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种时间同步方法，其特征在于，包括：根据配置的时钟优先级，确定本地时钟是主时钟或从时钟；当为主时钟时，每隔预定时间将本地时钟作为主时钟写入同步帧并广播发送所述同步帧；或者当为从时钟时，接收同步帧；并根据所述同步帧同步本地时钟。

【技术特征摘要】
1.一种时间同步方法，其特征在于，包括：根据配置的时钟优先级，确定本地时钟是主时钟或从时钟；当为主时钟时，每隔预定时间将本地时钟作为主时钟写入同步帧并广播发送所述同步帧；或者当为从时钟时，接收同步帧；并根据所述同步帧同步本地时钟。2.根据权利要求1所述的时间同步方法，其特征在于，根据配置的时钟优先级，确定本地时钟是主时钟或从时钟，包括：以预定间隔发送数据包，所述数据包包括本地时钟标识和配置的时钟优先级；根据返回的信息确定本地时钟是主时钟或从时钟。3.根据权利要求1所述的时间同步方法，其特征在于，根据所述同步帧同步本地时钟，包括：根据主时钟广播所述同步帧的时刻、所述主时钟至从时钟之间的线长时延、以及所述从时钟完成同步的时长确定所述从时钟的校正时间；将所述本地时钟设定为所述校正时间。4.根据权利要求1所述的时间同步方法，其特征在于，当确定为从时钟时，在根据所述同步帧同步本地时钟之后，还包括：转发所述同步帧。5.一种时间同步装置，其特征在于，包括：确定模块，用于根据配置的时钟优先级，确定本地时钟是主时钟或从时钟；同步模块，用于在为主时钟时，每隔预定时间将本地时钟作为主时钟写入同步帧并广播发送所述同步帧；或者在为从时钟时，接收同步帧...

【专利技术属性】
技术研发人员：万海，李宗辉，赵曦滨，杨华，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11