多子系统设备的时间同步方法及子系统技术方案

本发明专利技术公开了多子系统设备的时间同步方法及子系统。方法包括：在要加入PTP组网的多子系统设备上配置设备加入PTP组网的时钟模式与子系统时钟模式的对应关系；在多子系统设备的内部端口上配置PTP初始化参数；设备的各子系统接收设备加入PTP组网的通知，各子系统根据该通知中携带的设备加入PTP组网的时钟模式确定自身的时钟模式，同时根据配置在自身各内部端口上的PTP初始化参数进行PTP初始化，初始化完毕，各内部端口开始运行PTP功能；设备中的各子系统通过运行PTP功能的端口与PTP组网中的其它设备进行PTP消息交互，根据交互的PTP消息进行时间同步。本发明专利技术能够在多子系统设备加入PTP组网时，实现所有子系统都与外部时钟达到高精度时间同步。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及时间同步
，具体涉及多子系统设备的时间同步方法及子系统。
技术介绍
精确时间协议(PTP，Precision Time Protocol)是电子电气工程师协会(IEEE， Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1588及 IEEE802. IAS组织提出的一种高精度时间同步协议。总体来说，PTP大致可以划分为两大功能模块，分别是1)同步生成树模块；2)同步功能模块。前者完成生成树的计算，后者在生成树的基础上通过一定的消息交互计算网络传输造成的延时，以及本地时钟频率与最优时钟(GM，Grand Master)频率的比值，最终算得本地时钟与GM的时间偏差，进而调整本地时钟时间达到时间同步。同时，本地时钟频率也通过比值进行调整以达到频率共振。以下给出PTP中的一些基本概念时钟，指能够对从某一纪元起至今所流逝的时间进行度量的设备，本协议中特指参与PTP协议运算的计时设备。域，PTP所能影响的最大范围，超过该范围的时钟可以不同步或/且不共振。边界时钟(BC，Boundary Clock)，在一个PTP域内连接了多个PTP端口的时钟。普通时钟(0C，Ordinary Clock)，在一个PTP域内仅连接了一个PTP端口的时钟。透明时钟(TCJransparency Clock)，在PTP域内的一种时钟，负责测量PTP事件 (Event)消息经过时所消耗的时间，并以该时间更新Event消息，使接收到该消息的节点能够感知在TC上产生的时间差。GM JgPTP域中同步时间的最终提供者。主时钟，指在一条通信路径中的时间源提供者，该时钟在另一条通信路径中可能是从时钟。从时钟，指在一条通信路径中的同步时间接收者，该时钟在另一条通信路径中可能是主时钟。主端口，某个通信路径中的主时钟通往其从时钟的端口。从端口，某个通信路径中的从时钟通往其主时钟的端口。单步时钟，通过一个Event消息传递时间信息的时钟。双步时钟，通过一个Event消息及一个后续常规消息传递时间信息的时钟。同步时钟，完成时间同步即，绝对时间一致的时钟。共振时钟，完成频率共振即，相同时间的脉冲数相同的时钟。PTP消息可分为两种类型，分别是Event消息和常规消息。Event消息在发送和接收时，硬件需要为其记录时间戳。Event消息包括四个子类型1)同步(Sync)消息请求响应(Req_ReSp)机制及端延迟(Peei^Delay)机制的公共消息，是时间同步的起始消息，由主时钟发送，用于发起时间同步。2)延时请求(Delay_Req)消息Req_Resp机制的消息之一，由从时钟发送，用于算得反向传播延时。3)端延时请求(Pdelay_Req)消息Peer_Delay机制的消息之一，由从时钟发送，用于算得传播延时。4)端延时响应(Pdelay_Resp)消息Peer_Delay机制的消息之一，主时钟响应从时钟的Pdelay_Req时发送，用于从时钟算得传播延时。常规消息包括六个子类型1)通告(Announce)消息用于形成同步分层结构，即确定GM、主时钟、从时钟、主端口及从端口。2)紧随(FolloW_Up)消息Req_Resp机制及Peer_Delay机制的公共消息，双步时钟中随Sync消息发出，携带 Sync消息的发送时间点tl，之所以使用该消息，主要是为解决某些芯片无法保证发送报文的同时提供高精度的时间戳的问题。3)延时响应(Delay_Resp)消息Req_Resp机制的消息之一，主时钟响应从时钟的Delay_Req时发送，用于从时钟算得反向路径延时。4)端延时响应紧随(Pdelay_Resp_Follow_Up)消息Peer_Delay机制的消息之一，主时钟紧随Pdelay_ReSp消息发送，用于从时钟算得传播延时。5)管理(Management)消息用于管理的消息。6)信号(Signaling)消息用于信号指示的消息。PTP是应用于移动网络回传/承载网的一种时间同步技术，维持网络中各时间敏感设备的时间同步和频率同步。图1为现有的一个PTP组网示例图，如图1所示，各时钟设备(除了 TC设备)通过发送Announce消息进行信息交互，当一个时钟设备接收到Armounce 消息时，将该消息送往本设备的最优主时钟(BMC，Best Master Clock)算法模块进行计算比较，最终选出网络中具备最高优先级的时钟GM，非GM设备选出其从端口用于向GM进行时间同步。连接到高精度时间源如全球定位系统(GPSAlobalPositioning System)的时钟设备拥有较高的优先级。图2为现有的初始上电时PTP组网中的时钟设备进行时间同步的示意图，如图2 所示，以任意两节点A、B为例，其具体过程如下步骤201 节点A、B上电，分别以自身为GM，并将自身的Master优先级矢量设为桥自身优先级矢量。GM的所有端口为主端口。步骤202 节点A、B广播Announce消息，消息中携带自身的Master优先级矢量。步骤203 节点A、B接收对方的Announce消息，验证消息的合法性。步骤204 合法性验证通过，节点A、B比较接收到的Announce消息中的Master优先级和自身的Master优先级。步骤205 节点A发现自身的Master优先级高，则不作处理；节点B发现消息中的 Master优先级高，则将收到Announce消息的端口设为从端口，将节点A作为GM，将自身的 Master优先级更新为消息中的Master优先级，开始接收节点A同步过来的时间。图3给出了当有更高优先级的新时钟设备加入PTP组网时，PTP组网中的时钟设备重新进行时钟同步的示意图，如图3所示，设节点N为新加入的更高优先级的时钟设备， 节点A为已有时钟设备，其具体过程如下步骤301 节点N上电，以自身为GMJf Master优先级矢量设为桥自身优先级矢量。步骤302 节点N发送Announce消息，消息中携带自身的Master优先级。步骤303 节点A接收Announce消息，验证消息的合法性。步骤304 合法性验证通过，节点A比较接收到的Announce消息中的Master优先级和自身的Master优先级。这里，节点A的Master优先级为当前GM的Master优先级，如当前GM为节点G， 则节点A的Master优先级即为节点G的Master优先级。步骤305 节点A发现消息中的Master优先级高，将收到Announce消息的端口设为从端口，将节点N作为GM，将自身的Master优先级更新为消息中的Master优先级，开始接收节点N同步过来的时间；同时，将自身原先的从端口设置为主端口，通过该主端口向原 GM发送Announce消息，该消息携带自身的新Master优先级矢量。另外，由于每个节点上电后，会定时发送Announce消息。因此，节点N也会收到节点A发来的Announce消息，节点N对该消息的合法性验证通过后，发现消息中的Master优先级低于自身的Master优先级，则不作处理。IEEE 1588-2008定义了两种路径传播延时计算机制，这两套机制分别是请求应答机制(Req_Resp)和端延时本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种多子系统设备的时间同步方法，其特征在于，该方法包括：在要加入精确时间协议ＰＴＰ组网的多子系统设备上配置设备加入ＰＴＰ组网的时钟模式与子系统时钟模式的对应关系；在多子系统设备的内部端口上配置ＰＴＰ初始化参数；设备的各子系统接收设备加入ＰＴＰ组网的通知，各子系统根据该通知中携带的设备加入ＰＴＰ组网的时钟模式确定自身的时钟模式，同时根据配置在自身各内部端口上的ＰＴＰ初始化参数进行ＰＴＰ初始化，初始化完毕，各内部端口开始运行ＰＴＰ功能；设备中的各子系统通过运行ＰＴＰ功能的端口与ＰＴＰ组网中的其它设备进行ＰＴＰ消息交互，根据交互的ＰＴＰ消息进行时间同步。

【技术特征摘要】
1.一种多子系统设备的时间同步方法，其特征在于，该方法包括在要加入精确时间协议PTP组网的多子系统设备上配置设备加入PTP组网的时钟模式与子系统时钟模式的对应关系；在多子系统设备的内部端口上配置PTP初始化参数；设备的各子系统接收设备加入PTP组网的通知，各子系统根据该通知中携带的设备加入PTP组网的时钟模式确定自身的时钟模式，同时根据配置在自身各内部端口上的PTP初始化参数进行PTP初始化，初始化完毕，各内部端口开始运行PTP功能；设备中的各子系统通过运行PTP功能的端口与PTP组网中的其它设备进行PTP消息交互，根据交互的PTP消息进行时间同步。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备中的各子系统通过运行PTP功能的端口与PTP组网中的其它设备进行PTP消息交互，根据交互的PTP消息进行时间同步包括设备与PTP组网直连的外部端口接收PTP组网中的其它设备发来的PTP消息，该端口所在子系统根据该消息进行时间同步，同时向本子系统中的其它外部端口和各内部端口转发该PTP消息；设备中的其它子系统从内部端口接收PTP消息，根据该消息进行时间同步， 同时向本子系统的外部端口和其它内部端口转发该消息。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各子系统根据该通知中携带的设备加入PTP组网的时钟模式确定自身的时钟模式包括当设备加入PTP组网的时钟模式为普通时钟OC时，各子系统确定自身的时钟模式为边界时钟BC ；当设备加入PTP组网的时钟模式为边界时钟BC时，各子系统确定自身的时钟模式为边界时钟BC ；当设备加入PTP组网的时钟模式为端到端透明时钟P2PTC时，各子系统确定自身的时钟模式为P2PTC ；当设备加入PTP组网的时钟模式为终端到终端透明时钟E2ETC时，各子系统确定自身的时钟模式为E2ETC。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PTP初始化参数包括如下参数中的全部或任意组合支持的路径传播延时机制、默认的路径传播延时机制、支持的时钟同步方式、默认的时钟同步方式、PTP功能的使能...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鹏飞，
申请(专利权)人：杭州华三通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：86