一种时钟补偿的方法、设备和系统技术方案

本申请提供了一种时钟补偿的方法、设备及系统。在一种时钟补偿的方法中，多个网络设备发送时钟消息，所述多个网络设备包括至少一台中间网络设备和至少2台端点网络设备，所述端点网络设备发送的时钟消息中携带时间偏差信息；所述管理设备接收时钟消息，确定时钟链路的时间偏差和多个未知补偿参数的关系，并确定时钟补偿值。通过本申请提供的方案，可以提供一种计算精度较高的时钟补偿值，可以有效减少维护人员下站测量的次数，以及降低对管理运维人员的技能要求。

A method, equipment and system of clock compensation

【技术实现步骤摘要】
一种时钟补偿的方法、设备和系统
本申请涉及通信领域，一种时钟补偿的方法、设备和系统。
技术介绍
电气电子工程师学会(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，IEEE)于2008年正式发布IEEE1588V2(IEEEStandardforaPrecisionClockSynchronizationProtocolforNetworkedMeasurementandControlSystems)版本标准，该标准是网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准，采用精密时钟同步(PrecisionTimeProtocol，PTP)协议机制，精度可以达到亚微秒级，实现频率同步和时间(相位)同步。1588V2时钟同步建立在主时钟(master)和从时钟(slave)之间的收发链路延时对称的基础上的，收发光纤的长度不对称是引入时间偏差的根源，收发光纤的长度不对称是指网络设备间的收、发光纤长度不相等。1米光纤的传输延时是5纳秒(nanosecond，ns)，那么1米的不对称将引入2.5ns的时间同步误差，400米的不对称将引入1微秒(microsecond，us)的时间同步误差。在实际网络中，很难精确控制全网端到端的光纤不对称在400米以内，而对于时分同步码分多址网络(TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess，TD-SCDMA)、分时长期演进网络(TimeDivisionLongTermEvolution，LTE-TDD)等+/-1.5us的同步需求来讲，1us的同步误差显然是不能容忍的。因此在1588V2时钟同步网工程部署中必须严肃考虑网络的光纤不对称问题，在1588V2开局规划及后续维护中应尽量减少光纤的不对称。从上述原理可以看出，1588V2时间同步是建立在master和slave之间的收发链路延时对称的基础上的，如果master和slave之间的收发链路延时存在不对称，将引入同步误差，可以通过设置补偿值来弥补网络时延不对称引起的误差，但是不对称补偿值是通过专门的工具测量出来的。对已部署承载网络减少光纤不对称的现有方案主要有：1)逐点下站测量补偿方法逐点下站测量补偿方案需要在所有支持1588V2的网络设备上进行不对称补偿。其方法主要为：维护人员下站测量网络设备的秒脉冲(OnePulsePerSecond，1PPS)输出和GPS仪表的时间偏差TD(timedifference，TD)，对TD值进行合理性判断，然后在slave端口设置补偿值TD，补偿后再次测量1PPS输出和GPS仪表的时间偏差TD，对TD进行判断验收，决策是否需要继续补偿。2)交换光纤测量补偿方法1588V2主、从网络设备之间首先在正常情况下进行1588V2报文交互传递时戳。然后通过手动或自动交换主从设备的上、下行光纤，上、下行光纤交换之后再进行1588V2报文交互传递时戳。设备综合利用光纤交换之前、后的1588V2报文时戳信息，计算上下行光纤不对称值，然后确定slave端口的补偿值。以上现有方案中，主要存在以下缺点：人工操作复杂耗时：逐点下站测量补偿，交换光纤测量补偿，两种方案都需要人工测量，且操作人员需要有较强的时钟专业知识，操作复杂耗时。
技术实现思路
本申请提供了一种时钟补偿的方法、设备和系统，管理设备通过接收端点网络设备发来的携带时间偏差信息，计算出较高精度的时钟补偿值，从而减少1588时钟同步承载网络中的光纤不对称的情况，减少网络维护人员上站测量的次数。本申请实施例提供的技术方案如下：第一方面，提供了一种时钟补偿的方法，应用于管理设备，所述管理设备接收多个网络设备发送的时钟消息，所述多个网络设备包括至少2个端点网络设备和至少1个中间网络设备，所述端点网络设备发送的时钟消息携带时间偏差信息；所述管理设备根据所述时钟消息确定第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,所述时钟链路的两端为所述端点网络设备，所述第一时钟链路的时间偏差对应所述第一时钟链路的端点网络设备上报的时间偏差信息，所述未知补偿参数为所述时钟链路上相邻的两个网络设备之间的时钟补偿值；所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系，确定时钟补偿值，应理解，所述第一时钟链路包括1个或多个时钟链路。当第一时钟链路包括多个时钟链路时，第一时钟链路的时间偏差指第一时钟链路中的每个时钟链路上的时间偏差。管理设备获取网络设备发送的时钟消息，通过将时钟消息中携带的时间偏差信息与未知补偿参数相关联，自动计算全网时钟补偿值，可以减少维护人员下站测量的次数，以及降低对管理运维人员的技能要求。在一种可能的方式中，所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系确定时钟补偿值，包括：所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系，确定第一组未知补偿参数的取值；所述管理设备将所述第一组未知补偿参数的取值作为所述时钟补偿值。管理设备可以快速计算出一组未知补偿参数的取值后将其确定为时钟补偿值，从而可以快速、高效的为整网时钟补偿提供指导和依据，应理解，上述第一组未知补偿值参数的取值是指第一组未知补偿参数中的每个未知补偿参数的取值形成的集合。在一种可能的方式中，所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系，确定所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值；所述管理设备将所述第一组未知补偿参数的取值作为所述时钟补偿值，包括：所述管理设备确定所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值大于等于目标指标；所述管理设备根据所述确定的所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值大于等于目标指标，将所述第一组未知补偿参数的取值作为所述时钟补偿值；所述目标指标为指定的计算正确概率值。在一种可能的方式中，所述目标指标可以是使用所述管理设备的维护人员要求的目标计算正确概率，也可以是管理设备根据经验自动设定的目标计算正确概率，本申请不做具体限定。通过以上可选方式，为维护人员或管理人员提供了一种判断标准：通过整网评估指标快速的对计算的时钟补偿值的准确概率有一个判断，即计算的整网补偿精度效果是否能够接受。维护人员或管理人员还可以以目标指标为指导，通过目标指标计算补偿值，进一步保证计算的时钟补偿值的计算准确概率。在一种可能的方式中，所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系确定时钟补偿值，包括：所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系，确定第一组未知补偿参数的取值和第一整网评估指标，所述第一整网评估指标为所述第一组未知补偿参数的取值的评价值；所述管理设备通过改变所述网络设备的角色确定第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系；所述管理设备根据所述第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系确定第二组未知补偿参数的取值和第二整网评估指标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种时钟补偿的方法，其特征在于，包括：/n管理设备接收多个网络设备发送的时钟消息，所述多个网络设备包括至少2个端点网络设备和至少1个中间网络设备，所述端点网络设备发送的时钟消息携带时间偏差信息；/n所述管理设备根据所述时钟消息确定第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,所述第一时钟链路的两端为所述端点网络设备，所述第一时钟链路的时间偏差对应所述第一时钟链路的端点网络设备上报的时间偏差信息，所述未知补偿参数为所述第一时钟链路上相邻的两个网络设备之间的时钟补偿值；/n所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系，确定时钟补偿值。/n

【技术特征摘要】
1.一种时钟补偿的方法，其特征在于，包括：
管理设备接收多个网络设备发送的时钟消息，所述多个网络设备包括至少2个端点网络设备和至少1个中间网络设备，所述端点网络设备发送的时钟消息携带时间偏差信息；
所述管理设备根据所述时钟消息确定第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,所述第一时钟链路的两端为所述端点网络设备，所述第一时钟链路的时间偏差对应所述第一时钟链路的端点网络设备上报的时间偏差信息，所述未知补偿参数为所述第一时钟链路上相邻的两个网络设备之间的时钟补偿值；
所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系，确定时钟补偿值。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系确定时钟补偿值，包括：
所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系，确定所述第一组未知补偿参数的取值；
所述管理设备将所述第一组未知补偿参数的取值作为所述时钟补偿值。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和所述第一组未知补偿参数的关系，确定所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值；
所述管理设备将所述第一组未知补偿参数的取值作为所述时钟补偿值，包括：
所述管理设备确定所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值大于等于目标指标；
所述管理设备根据所述确定的所述第一组未知补偿参数的取值的计算正确概率的平均值大于等于目标指标，将所述第一组未知补偿参数的取值作为所述时钟补偿值；
所述目标指标为指定的计算正确概率值。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系确定时钟补偿值，包括：
所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系，确定所述第一组未知补偿参数的取值和第一整网评估指标，所述第一整网评估指标为所述第一组未知补偿参数的取值的评价值；
所述管理设备通过改变所述网络设备的角色确定第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系；
所述管理设备根据所述第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系确定所述第二组未知补偿参数的取值和第二整网评估指标，所述第二整网评估指标为所述第二组未知补偿参数的取值的评价值；
所述管理设备确定所述第二整网评估指标优于所述第一整网评估指标；
所述管理设备根据所述第二整网评估指标优于所述第一整网评估指标，将所述第二组未知补偿参数的取值确定为时钟补偿值。


5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系为：
所述第一时钟链路中的每个时钟链路上的所有未知补偿参数之和等于对应的时钟链路的端点网络设备上报的时间偏差信息之差，所述第一组未知补偿参数包括所述每个时钟链路上的所有未知补偿参数。


6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述管理设备根据以下算法，确定所述时钟补偿值，所述以下算法包括：
满秩分解算法、奇异值分解算法、拉格朗日乘子法、正交三角分解算法或人工智能算法，所述人工智能算法包括神经网络算法或蚁群算法。


7.根据权利要求1-6所述的方法，其特征在于，所述时间偏差信息为发送所述时间偏差信息的端点网络设备的1588时间与标准时钟源时间的偏差值，所述标准时钟源包括全球卫星导航系统。


8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系确定所述第一组未知补偿参数的取值，具体为：
所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系获得系数矩阵；
所述管理设备根据所述系数矩阵和所述第一时钟链路的时间偏差确定所述第一组未知补偿参数的取值，其中,
所述系数矩阵表示为：
A＝(aij)M×N



1≤i≤M，1≤j≤N
其中,A是所述系数矩阵，aij是所述系数矩阵中的元素，代表所述第一时钟链路中的第i个链路上是否存在第j个所述未知补偿参数，N是所述第一组未知补偿参数中的未知补偿参数的数量，N为所述网络设备的数量减1，M是所述第一时钟链路包括的时钟链路的数量,M为所述端点网络设备的数量减1。


9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述管理设备根据所述系数矩阵和所述第一时钟链路的时间偏差确定所述第一组未知补偿参数的取值，包括：
所述管理设备使用以下公式确定所述第一组未知补偿参数的取值，
b＝(TD2-TD1,…,TDi-TD1)
(X1,…,Xj)＝XLSN＝A+b
2≤i≤M，1<j≤N
其中，(X1,…,Xj)是所述第一组未知补偿参数，Xj是所述第一组未知补偿参数中的第j个未知补偿参数，XLSN代表所述第一组未知补偿参数，TDi-TD1是所述第一时钟链路中的第i-1个时钟链路的时间偏差，b是由所述第一时钟链路中的每个时钟链路的时间偏差构成的向量，M是所述第一时钟链路包括的时钟链路的数量，M为所述端点网络设备的数量减1，N是所述第一组未知补偿参数中的未知补偿参数的数量，N为所述网络设备的数量减1，A是所述系数矩阵，A+是所述系数矩阵A的穆尔-彭罗斯广义逆矩阵。


10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述管理设备根据所述第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系确定第一整网评估指标，具体为：
所述管理设备使用以下公式确定所述第一整网评估指标：



r＝rank(A)
E＝(eij)N×N＝I-A+A



p＝(p1,…,pf,…,pk),(pf≠1,1≤f≤k)
1≤i≤N，1≤j≤N
其中，AEIN是所述第一整网评估指标，N是所述第一组未知补偿参数中的未知补偿参数的数量，N为所述网络设备的数量减1，r是所述系数矩阵A的秩，I是单位矩阵，A+是所述系数矩阵A的穆尔-彭罗斯广义逆矩阵，E是所述第一组未知补偿参数的取值的误差矩阵，eij是所述误差矩阵的元素,pf是第f个所述未知补偿参数的取值的计算正确概率,p是pf(f＝1,…,n)中去掉概率为1的元素后剩余k个元素组成的子集向量，std(p)是向量p的标准差。


11.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述管理设备通过改变所述网络设备的角色确定第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系,包括：
所述管理设备将所述多个网络设备中的能够获得标准时钟源时间的中间网络设备变更为端点网络设备；
所述管理设备接收所述变更为端点网络设备的中间网络设备发送的携带时间偏差信息的新时钟消息，所述管理设备根据所述新时钟消息确定所述第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系；或
所述管理设备模拟生成所述变更为端点网络设备的中间网络设备的新时间偏差信息，所述管理设备根据所述新时间偏差信息确定所述第二时钟链路的时间偏差和第二组未知补偿参数的关系。


12.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述时钟补偿值包括从端口补偿值，所述从端口补偿值根据所述第一组未知补偿参数的取值确定。


13.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述时钟补偿值包括从端口补偿值，所述从端口补偿值根据所述第二组未知补偿参数的取值确定。


14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述从端口补偿值为光纤不对称补偿值。


15.根据权利要求12-14任一项所述的方法，其特征在于，所述时钟补偿值还包括主端口补偿值，所述方法还包括：
所述管理设备根据所述从端口补偿值确定所述主端口补偿值，所述主端口补偿值的大小与所述从端口补偿值大小一致，符号与所述从端口补偿值符号相反。


16.根据权利要求1-15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述管理设备向所述多台网络设备发送所述时钟补偿值。


17.一种时钟补偿方法，其特征在于，包括：
端点网络设备向管理设备发送时钟消息，所述时钟消息携带时间偏差信息，所述时间偏差信息用于使得所述管理设备确定时钟补偿值，所述时间偏差信息为所述端点网络设备的时间与标准时钟源时间的偏差值；
所述端点网络设备接收所述时钟补偿值；
所述端口网络设备根据所述时钟补偿值执行时钟补偿。


18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述时钟补偿值包括从端口补偿值，所述从端口补偿值为光纤不对称补偿值。


19.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述标准时钟源包括全球卫星导航系统。


20.根据权利要求17-19任一项所述的方法，其特征在于，所述时间偏差信息为所述端点网络设备的1588时间与标准时钟源时间的偏差值。


21.一种管理设备，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收多个网络设备发送的时钟消息，所述多个网络设备包括至少2个端点网络设备和至少1个中间网络设备，所述端点网络设备发送的时钟消息携带时间偏差信息；
处理模块，用于根据所述时钟消息确定第一时钟链路的时间偏差和第一组未知补偿参数的关系,所述时钟链路的两端为所述端点网络设备，所述时钟链路的时间偏差对应所述时钟链路的端点网络设备上报的时间偏差信息，所述未知补偿参数为所述时钟链路上相邻的两个网...

【专利技术属性】
技术研发人员：何涛，吕京飞，李浩，王锦辉，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44