專利名稱：多子系統(tǒng)設備的時間同步方法及子系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及時間同步技術領域，具體涉及多子系統(tǒng)設備的時間同步方法及子系統(tǒng)。
背景技術：
精確時間協(xié)議(PTP，Precision Time Protocol)是電子電氣工程師協(xié)會(IEEE， Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1588及 IEEE802. IAS組織提出的一種高精度時間同步協(xié)議。總體來說，PTP大致可以劃分為兩大功能模塊，分別是1)同步生成樹模塊；2)同步功能模塊。前者完成生成樹的計算，后者在生成樹的基礎上通過一定的消息交互計算網(wǎng)絡傳輸造成的延時，以及本地時鐘頻率與最優(yōu)時鐘(GM，Grand Master)頻率的比值，最終算得本地時鐘與GM的時間偏差，進而調(diào)整本地時鐘時間達到時間同步。同時，本地時鐘頻率也通過比值進行調(diào)整以達到頻率共振。以下給出PTP中的一些基本概念時鐘，指能夠?qū)哪骋患o元起至今所流逝的時間進行度量的設備，本協(xié)議中特指參與PTP協(xié)議運算的計時設備。域，PTP所能影響的最大范圍，超過該范圍的時鐘可以不同步或/且不共振。邊界時鐘(BC，Boundary Clock)，在一個PTP域內(nèi)連接了多個PTP端口的時鐘。普通時鐘(0C，Ordinary Clock)，在一個PTP域內(nèi)僅連接了一個PTP端口的時鐘。透明時鐘(TCJransparency Clock)，在PTP域內(nèi)的一種時鐘，負責測量PTP事件 (Event)消息經(jīng)過時所消耗的時間，并以該時間更新Event消息，使接收到該消息的節(jié)點能夠感知在TC上產(chǎn)生的時間差。GM JgPTP域中同步時間的最終提供者。主時鐘，指在一條通信路徑中的時間源提供者，該時鐘在另一條通信路徑中可能是從時鐘。從時鐘，指在一條通信路徑中的同步時間接收者，該時鐘在另一條通信路徑中可能是主時鐘。主端口，某個通信路徑中的主時鐘通往其從時鐘的端口。從端口，某個通信路徑中的從時鐘通往其主時鐘的端口。單步時鐘，通過一個Event消息傳遞時間信息的時鐘。雙步時鐘，通過一個Event消息及一個后續(xù)常規(guī)消息傳遞時間信息的時鐘。同步時鐘，完成時間同步即，絕對時間一致的時鐘。共振時鐘，完成頻率共振即，相同時間的脈沖數(shù)相同的時鐘。PTP消息可分為兩種類型，分別是Event消息和常規(guī)消息。Event消息在發(fā)送和接收時，硬件需要為其記錄時間戳。
Event消息包括四個子類型1)同步(Sync)消息請求響應(Req_ReSp)機制及端延遲(Peei^Delay)機制的公共消息，是時間同步的起始消息，由主時鐘發(fā)送，用于發(fā)起時間同步。2)延時請求(Delay_Req)消息Req_Resp機制的消息之一，由從時鐘發(fā)送，用于算得反向傳播延時。3)端延時請求(Pdelay_Req)消息Peer_Delay機制的消息之一，由從時鐘發(fā)送，用于算得傳播延時。4)端延時響應(Pdelay_Resp)消息Peer_Delay機制的消息之一，主時鐘響應從時鐘的Pdelay_Req時發(fā)送，用于從時鐘算得傳播延時。常規(guī)消息包括六個子類型1)通告(Announce)消息用于形成同步分層結(jié)構(gòu)，即確定GM、主時鐘、從時鐘、主端口及從端口。2)緊隨(FolloW_Up)消息Req_Resp機制及Peer_Delay機制的公共消息，雙步時鐘中隨Sync消息發(fā)出，攜帶 Sync消息的發(fā)送時間點tl，之所以使用該消息，主要是為解決某些芯片無法保證發(fā)送報文的同時提供高精度的時間戳的問題。3)延時響應(Delay_Resp)消息Req_Resp機制的消息之一，主時鐘響應從時鐘的Delay_Req時發(fā)送，用于從時鐘算得反向路徑延時。4)端延時響應緊隨(Pdelay_Resp_Follow_Up)消息Peer_Delay機制的消息之一，主時鐘緊隨Pdelay_ReSp消息發(fā)送，用于從時鐘算得傳播延時。5)管理(Management)消息用于管理的消息。6)信號(Signaling)消息用于信號指示的消息。PTP是應用于移動網(wǎng)絡回傳/承載網(wǎng)的一種時間同步技術，維持網(wǎng)絡中各時間敏感設備的時間同步和頻率同步。圖1為現(xiàn)有的一個PTP組網(wǎng)示例圖，如圖1所示，各時鐘設備(除了 TC設備)通過發(fā)送Announce消息進行信息交互，當一個時鐘設備接收到Armounce 消息時，將該消息送往本設備的最優(yōu)主時鐘(BMC，Best Master Clock)算法模塊進行計算比較，最終選出網(wǎng)絡中具備最高優(yōu)先級的時鐘GM，非GM設備選出其從端口用于向GM進行時間同步。連接到高精度時間源如全球定位系統(tǒng)(GPSAlobalPositioning System)的時鐘設備擁有較高的優(yōu)先級。圖2為現(xiàn)有的初始上電時PTP組網(wǎng)中的時鐘設備進行時間同步的示意圖，如圖2 所示，以任意兩節(jié)點A、B為例，其具體過程如下步驟201 節(jié)點A、B上電，分別以自身為GM，并將自身的Master優(yōu)先級矢量設為橋自身優(yōu)先級矢量。
GM的所有端口為主端口。步驟202 節(jié)點A、B廣播Announce消息，消息中攜帶自身的Master優(yōu)先級矢量。步驟203 節(jié)點A、B接收對方的Announce消息，驗證消息的合法性。步驟204 合法性驗證通過，節(jié)點A、B比較接收到的Announce消息中的Master優(yōu)先級和自身的Master優(yōu)先級。步驟205 節(jié)點A發(fā)現(xiàn)自身的Master優(yōu)先級高，則不作處理；節(jié)點B發(fā)現(xiàn)消息中的 Master優(yōu)先級高，則將收到Announce消息的端口設為從端口，將節(jié)點A作為GM，將自身的 Master優(yōu)先級更新為消息中的Master優(yōu)先級，開始接收節(jié)點A同步過來的時間。圖3給出了當有更高優(yōu)先級的新時鐘設備加入PTP組網(wǎng)時，PTP組網(wǎng)中的時鐘設備重新進行時鐘同步的示意圖，如圖3所示，設節(jié)點N為新加入的更高優(yōu)先級的時鐘設備， 節(jié)點A為已有時鐘設備，其具體過程如下步驟301 節(jié)點N上電，以自身為GMJf Master優(yōu)先級矢量設為橋自身優(yōu)先級矢量。步驟302 節(jié)點N發(fā)送Announce消息，消息中攜帶自身的Master優(yōu)先級。步驟303 節(jié)點A接收Announce消息，驗證消息的合法性。步驟304 合法性驗證通過，節(jié)點A比較接收到的Announce消息中的Master優(yōu)先級和自身的Master優(yōu)先級。這里，節(jié)點A的Master優(yōu)先級為當前GM的Master優(yōu)先級，如當前GM為節(jié)點G， 則節(jié)點A的Master優(yōu)先級即為節(jié)點G的Master優(yōu)先級。步驟305 節(jié)點A發(fā)現(xiàn)消息中的Master優(yōu)先級高，將收到Announce消息的端口設為從端口，將節(jié)點N作為GM，將自身的Master優(yōu)先級更新為消息中的Master優(yōu)先級，開始接收節(jié)點N同步過來的時間；同時，將自身原先的從端口設置為主端口，通過該主端口向原 GM發(fā)送Announce消息，該消息攜帶自身的新Master優(yōu)先級矢量。另外，由于每個節(jié)點上電后，會定時發(fā)送Announce消息。因此，節(jié)點N也會收到節(jié)點A發(fā)來的Announce消息，節(jié)點N對該消息的合法性驗證通過后，發(fā)現(xiàn)消息中的Master優(yōu)先級低于自身的Master優(yōu)先級，則不作處理。IEEE 1588-2008定義了兩種路徑傳播延時計算機制，這兩套機制分別是請求應答機制(Req_Resp)和端延時機制(Peer_Delay)。Req_Resp機制的前提是網(wǎng)絡是對稱的，即主時鐘到從時鐘的傳輸延時，與從時鐘到主時鐘的傳輸延時是基本一致的。如果網(wǎng)絡不對稱，該機制無法工作。圖4為現(xiàn)有的Req_ReSp機制下計算路徑傳播延時的示意圖，如圖4所示，其具體過程如下步驟401 主時鐘通過主端口向從時鐘發(fā)送Sync消息，并記錄發(fā)送時間tl。步驟402 從時鐘接收Sync消息，并記錄接收時間t2。步驟403 主時鐘在發(fā)送Sync消息之后，緊接著發(fā)送一個R)llow_Up消息，
消息中攜帶tl。步驟404 從時鐘向主時鐘發(fā)送Delay_Req消息，用于發(fā)起反向傳輸延時的計算過程，并記錄發(fā)送時間t3。步驟405 主時鐘接收Delay_Req消息，并記錄接收時間t4，隨后回復一個Delay_Resp消息，該消息攜帶t4。完成上述步驟401 405后，從時鐘擁有了 11、t2、t3及t4四個時間點，并以此計算與主時鐘的偏差Offset Offset = (t2_tl)—propagation—time= (t2-tl)-[(t2-tl) + (t4-t3)]/2 = [ (t2_tl) - (t4_t3) ]/2主時鐘發(fā)給從時鐘的發(fā)送時間根據(jù)是否需要R)llow_Up消息，分為單步方式和雙步方式。在單步方式下，Sync消息的發(fā)送時間戳tl在Sync消息中攜帶，不發(fā)送R)llow_Up 消息，即在步驟401中的Sync消息中攜帶tl，同時不執(zhí)行步驟403。在雙步方式下，同步消息的發(fā)送時間戳tl在R)llow_Up消息中攜帶，可見，圖4針對的是雙步方式。Peer_Delay機制也以網(wǎng)絡對稱為前提，具體方式和Req_ReSp機制相似，差別在于 propagation_time Β ^ΜΤ Pdelay ff|;i、。圖5為現(xiàn)有的Peer_Delay機制下計算路徑傳播延時的示意圖，如圖5所示，其具體過程如下步驟501 主時鐘通過主端口向從時鐘發(fā)送Sync消息，并記錄發(fā)送時間tl。步驟502 從時鐘接收Sync消息，并記錄接收時間t2。步驟503 主時鐘在發(fā)送Sync消息之后，緊接著發(fā)送一個R)llow_Up消息，
消息中攜帶tl。步驟504 從時鐘向主時鐘發(fā)送Pdelay_Req消息，用于發(fā)起反向傳輸延時的計算過程，并記錄發(fā)送時間t3。步驟505 主時鐘接收Pdelay_Req消息，并記錄接收時間t4，隨后回復一個 Pdelay_Resp消息，該消息攜帶t4，同時記錄Pdelay_ReSp消息的發(fā)送時間t5。步驟506 從時鐘接收Pdelay_ReSp消息，記錄接收時間t6。步驟507 主時鐘在發(fā)送Pdelay_ReSp消息之后，緊接著發(fā)送一個Pdelay_ReSp_ Follow_Up 消息，Pdelay_Resp_Fo 11 ow_Up 消息中攜帶 t5。完成上述步驟501 507后，從時鐘擁有了 tl t6六個時間點，并以此計算與主時鐘的偏差Offset Offset = (t2_tl)—propagation—time = (t2_tl)_[(t4_t3)+(t6_t5)]/2同樣，主時鐘發(fā)給從時鐘的發(fā)送時間根據(jù)是否需要Follow_^)消息，分為單步方式和雙步方式。在單步方式下，Sync消息的發(fā)送時間戳tl在Sync消息中攜帶，不發(fā)送FolloW_Up 消息，而Pdelay_ReSp消息中將攜帶t5_t4差值，不發(fā)送Pdelay_ReSp_F0ll0W_Up消息。在雙步方式下，Sync消息的發(fā)送時間戳tl在R)llow_Up消息中攜帶，而對于t5、 t4，有兩套攜帶方案1) t5-t4 差值在 Pdelay_Resp_Follow_Up 消息中一次性攜帶；2) t5 在 Pdelay_Resp_Follow_Up 消息中攜帶，而 t4 在 Pdelay_Resp 中攜帶，可見， 圖5針對的是該方案。Peer_Delay機制僅適用于點對點鏈路。通過Announce消息及BMC算法計算，PTP網(wǎng)絡將生成一個以GM為根的時間同步生成樹，隨后從GM開始逐一往下游進行時間同步。以雙步時鐘為例說明時間同步過程采用Peer_delay機制計算路徑轉(zhuǎn)發(fā)延時，與Sync消息可以分離。兩兩相鄰的點對點時鐘如BC、0C、P2PTC兩兩之間，進行路徑時延計算。圖6以OC和P2PTC為例，給出了 Peer_delay機制下的路徑時延計算過程，如圖6所示，其具體步驟如下步驟601 =OC向P2PTC發(fā)送Pdelay_Req消息，并記錄發(fā)送時間tl。步驟602 :P2PTC接收Pdelay_Req消息，記錄接收時間t2，隨后回復一個Pdelay_ Resp消息，該消息攜帶t2，同時記錄Pdelay_ReSp消息的發(fā)送時間t3。步驟603 =OC接收Pdelay_Resp消息，記錄接收時間t4。步驟604 :P2PTC在發(fā)送Pdelay_Resp消息之后，緊接著發(fā)送一個Pdelay_Resp_ Follow_Up 消息，Pdelay_Resp_Fo 11 ow_Up 消息中攜帶 t3。如圖6所示，當P2PTC側(cè)的時間為t2時，OC側(cè)的時間為11’ ；當P2PTC側(cè)的時間為 t3時，OC側(cè)的時間為t4，，則可知OC與P2PTC間的時間偏差offset為Offset = t2-tl' = t2-(tl+path_dealy) = t2-tl-path_delayOffset = t3-t4' = t3-(t4-path_dealy) = t3-t4+path_delay貝丨J，OC與P2PTC間的路徑延時I^attudelay為Path_delay = [(t2_tl)+(t4_t3)]/2 = [(t4_tl)-(t3_t2)]/2= [1234 :506. 27-1234:500. 67-(1234 :515. 27-1234 :512.47)]/2= (5. 6-2. 8)/2 = 1. 4ns即OC可根據(jù)上述過程，計算出OC與P2PTC間的I^attudelay和offset。圖6給出的是OC發(fā)起Pdelay_Req消息從而計算得到Path_delay的過程；同樣， P2PTC也可以發(fā)起Pdelay_Req消息來計算得到Path_delay，該過程與圖6類似，只需將圖中的“ OC，，與“ P2PTC”互換即可。圖7為現(xiàn)有的雙步P2PTC的時間同步過程示意圖，如圖7所示，其具體步驟如下步驟701 =OC發(fā)起Sync消息，并記錄發(fā)送時間tl。步驟702 :P2PTC接收Sync消息，將該消息轉(zhuǎn)發(fā)出去，并記錄該消息在自身的滯留時間rt。步驟703 =BC接收Sync消息，記錄接收時間t2。步驟704 =OC在發(fā)送Sync消息之后，緊接著發(fā)送一個R)llow_Up消息，R)llow_Up 消息中攜帶tl。如圖7所示，tl由兩部分組成CF和OriTS，其中，OriTS是tl的整數(shù)部分，CF是 tl的小數(shù)部分。步驟705 :P2PTC接收F0ll0W_Up消息，將該消息中的tl修正為tl+pdl+rt，將該消息轉(zhuǎn)發(fā)出去。如圖7所示，P2PTC是通過修正CF來修正tl的，將CF修正為CF+pdl+rt，OriTS 不變。其中，pdl即P2PTC通過與圖6類似流程得到的OC與P2PTC之間的路徑延時，rt 即步驟702中的rt。步驟706 :BC 接收 Follow_Up 消息，記錄 tl。如圖7所示，BC側(cè)的時間為t2時，OC側(cè)的時間為tl’，而
tl，= 0riTS+CF+pd2 = 1234 :500+(0. 67+1. 4+108. 5)+1. 23= 1234 :611. 8t2 = 1234 :622. 27其中，BC可通過與圖6類似流程來得到BC與P2PTC之間的pd2。則，BC與OC間的時間偏差offset為Offset = t2-tl，= 1234 :622. 27-1234 :611. 8 = 10. 47ns由圖7可以看出BC與OC間的原時間偏差r_offset = 10. 3ns,則根據(jù)新時間偏差offset = 10. 47ns調(diào)整后，BC與OC間的時間同步調(diào)整誤差accuracy為accuracy = offset-r_offset = 10. 47-10. 3 = 0. 17ns。采用Req_reSp機制計算路徑轉(zhuǎn)發(fā)延時時必須與Sync消息一并計算，不能分離。圖 8為現(xiàn)有的雙步E2E TC的時間同步及路徑延時計算過程示意圖，如圖8所示，其具體步驟如下步驟801 =OC發(fā)起Sync消息，并記錄發(fā)送時間tl。步驟802 :E2ETC接收Sync消息，將該消息轉(zhuǎn)發(fā)出去，并記錄該消息的滯留時間 rtl。步驟803 :BC接收Sync消息，記錄接收時間t2。步驟804 =OC在發(fā)送Sync消息之后，緊接著發(fā)送一個R)llow_Up消息，R)llow_Up 消息中攜帶tl。如圖8所示，tl由兩部分組成CF和OriTS，其中，OriTS是tl的整數(shù)部分，CF是 tl的小數(shù)部分。步驟805 :E2ETC接收R)llow_Up消息，將該消息中的tl修正為tl+rtl，將該消息轉(zhuǎn)發(fā)出去。如圖8所示，E2ETC是通過修正CF來修正tl的，將CF修正為CF+rtl，rtl即步驟 802 中的 rtl ；OriTS 不變。步驟806 :BC 接收 Follow_Up 消息，記錄 tl。步驟807 =BC發(fā)起Delay_Req消息，記錄發(fā)送時間t3。步驟808 :E2ETC接收Delay_Req消息，將該消息轉(zhuǎn)發(fā)出去，并記錄該消息的滯留時間 rt20步驟809 =OC接收Delay_Req消息，記錄接收時間t4，并回復一個Delay_ReSp消息，Delay_Resp消息攜帶t4。如圖8所示，t4由兩部分組成CF和OriTS，其中，OriTS是t4的整數(shù)部分，CF是 t4的小數(shù)部分。步驟810 :E2ETC接收Delay_ReSp消息，將該消息中的t4修正為t4+rt2，將該消息轉(zhuǎn)發(fā)出去。如圖8所示，E2ETC是通過修正CF來修正t4的，將CF修正為CF+rt2，rt2即步驟 808 中的 rt2 ；OriTS 不變。步驟811 :BC 接收 Delay_Resp 消息。如圖8所示，BC側(cè)的時間為t2時，OC側(cè)的時間為tl’，而tl，= tl+rt2+path_delay = 1234 :500+0. 67+108. 5+path_delay
= 1234 :609.17+path_delayt4’ = t4-rt2-path_delay = 1234 :793+0. 87-90. 2-path_delay= 1234 :703.67-path_delayBC與OC間的時間偏差offset為offset = t2_tl，= t3_t4，，艮口 1234 :622. 27-(1234 :609.17+path_delay) = 1234 :710. 97-(1234 :703.67_path_ delay)path_delay = 2. 9貝IjOffset = t2-tl，= 1234 :622. 27-(1234 :609. 17+2. 9) = 10. 2ns由圖8可以看出=BC與OC間的原時間偏差r_offset = 10. 3ns，則根據(jù)新時間偏差offset = 10. 2ns調(diào)整后，BC與OC間的時間同步調(diào)整誤差accuracy為accuracy = offset-r_offset = 10.2-10. 3 = -0.Ins。以上給出了 PTP組網(wǎng)中的設備進行時間同步的方案，但是，由于PTP協(xié)議基于整個設備運行，對于一些內(nèi)部組成復雜的設備，如分布式設備、框式堆疊設備、框式級聯(lián)設備等， 這些設備對外表現(xiàn)為一個整體，其內(nèi)部卻是由一些相對獨立的子系統(tǒng)組成，子系統(tǒng)間沒有高精度的時間同步芯片維持同步，這樣，當該類具有多個子系統(tǒng)的設備加入PTP組網(wǎng)中時， 常常會出現(xiàn)直連到PTP組網(wǎng)的設備的部分子系統(tǒng)與外部的時間源保持同步，而其它未與 PTP組網(wǎng)直連的子系統(tǒng)仍然為本地時間或者無法達到與時間源保持預期的高精度同步。目前還沒有該方面的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供多子系統(tǒng)設備的時間同步方法及多子系統(tǒng)設備中的子系統(tǒng)，以使得多子系統(tǒng)設備加入PTP組網(wǎng)時，能夠?qū)崿F(xiàn)所有子系統(tǒng)都與外部時鐘達到高精度時間同步。本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的一種多子系統(tǒng)設備的時間同步方法，該方法包括在要加入PTP組網(wǎng)的多子系統(tǒng)設備上配置設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式與子系統(tǒng)時鐘模式的對應關系；在多子系統(tǒng)設備的內(nèi)部端口上配置PTP初始化參數(shù)；設備的各子系統(tǒng)接收設備加入PTP組網(wǎng)的通知，各子系統(tǒng)根據(jù)該通知中攜帶的設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式確定自身的時鐘模式，同時根據(jù)配置在自身各內(nèi)部端口上的 PTP初始化參數(shù)進行PTP初始化，初始化完畢，各內(nèi)部端口開始運行PTP功能；設備中的各子系統(tǒng)通過運行PTP功能的端口與PTP組網(wǎng)中的其它設備進行PTP消息交互，根據(jù)交互的PTP消息進行時間同步。所述設備中的各子系統(tǒng)通過運行PTP功能的端口與PTP組網(wǎng)中的其它設備進行 PTP消息交互，根據(jù)交互的PTP消息進行時間同步包括設備與PTP組網(wǎng)直連的外部端口接收PTP組網(wǎng)中的其它設備發(fā)來的PTP消息，該端口所在子系統(tǒng)根據(jù)該消息進行時間同步，同時向本子系統(tǒng)中的其它外部端口和各內(nèi)部端口轉(zhuǎn)發(fā)該PTP消息；設備中的其它子系統(tǒng)從內(nèi)部端口接收PTP消息，根據(jù)該消息進行時間同步，同時向本子系統(tǒng)的外部端口和其它內(nèi)部端口轉(zhuǎn)發(fā)該消息。
所述各子系統(tǒng)根據(jù)該通知中攜帶的設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式確定自身的時鐘模式包括當設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為普通時鐘OC時，各子系統(tǒng)確定自身的時鐘模式為邊界時鐘BC ；當設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為邊界時鐘BC時，各子系統(tǒng)確定自身的時鐘模式為邊界時鐘BC ；當設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為端到端透明時鐘P2PTC時，各子系統(tǒng)確定自身的時鐘模式為P2PTC ；當設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為終端到終端透明時鐘E2ETC時，各子系統(tǒng)確定自身的時鐘模式為E2ETC。所述PTP初始化參數(shù)包括如下參數(shù)中的全部或任意組合支持的路徑傳播延時機制、默認的路徑傳播延時機制、支持的時鐘同步方式、默認的時鐘同步方式、PTP功能的使能狀態(tài)。所述多子系統(tǒng)設備的子系統(tǒng)之間采用一條物理連接，或者采用工作在鏈路聚合模式的多條物理連接，或者采用工作在備份模式的多條物理連接。所述多子系統(tǒng)設備為分布式設備或者框式堆疊設備或者框式級聯(lián)設備。一種子系統(tǒng)，位于可加入PTP組網(wǎng)的多子系統(tǒng)設備中，該子系統(tǒng)包括配置保存模塊，保存設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式與子系統(tǒng)時鐘模式的對應關系；保存本子系統(tǒng)的各內(nèi)部端口的PTP初始化參數(shù)；PTP初始化模塊，接收設備加入PTP組網(wǎng)的通知，根據(jù)該通知中攜帶的設備加入 PTP組網(wǎng)的時鐘模式，從配置保存模塊獲取本子系統(tǒng)的時鐘模式，同時根據(jù)配置保存模塊保存的本子系統(tǒng)各內(nèi)部端口的PTP初始化參數(shù)，對各內(nèi)部端口進行PTP初始化，初始化完畢， 各內(nèi)部端口開始運行PTP功能；時間同步模塊，通過本子系統(tǒng)中運行PTP功能的端口與PTP組網(wǎng)中的其它設備進行PTP消息交互，根據(jù)交互的PTP消息進行時間同步。所述時間同步模塊包括轉(zhuǎn)發(fā)模塊，從本子系統(tǒng)的端口接收PTP消息，將該消息向本子系統(tǒng)的其它運行PTP 功能的端口轉(zhuǎn)發(fā)，同時，將該消息發(fā)送給同步模塊；同步模塊，根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊發(fā)來的PTP消息進行時間同步。所述PTP初始化模塊在設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為普通時鐘OC時，確定本子系統(tǒng)的時鐘模式為邊界時鐘BC ；在設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為邊界時鐘BC時，確定本子系統(tǒng)的時鐘模式為邊界時鐘BC ；在設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為端到端透明時鐘P2PTC時，確定本子系統(tǒng)的時鐘模式為P2PTC ；在設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為終端到終端透明時鐘E2ETC時，確定本子系統(tǒng)的時鐘模式為E2ETC。所述子系統(tǒng)與所在設備的其它子系統(tǒng)之間采用一條物理連接，或者采用工作在鏈路聚合模式的多條物理連接，或者采用工作在備份模式的多條物理連接。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明中，在要加入PTP組網(wǎng)的多子系統(tǒng)設備上配置設備加入 PTP組網(wǎng)的時鐘模式與子系統(tǒng)時鐘模式的對應關系；在多子系統(tǒng)設備的內(nèi)部端口上配置 PTP初始化參數(shù)；當設備加入PTP組網(wǎng)時，各子系統(tǒng)根據(jù)設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式確定自身的時鐘模式，同時根據(jù)配置在自身各內(nèi)部端口上的PTP初始化參數(shù)進行PTP初始化，初始化完畢，各內(nèi)部端口開始運行PTP功能，然后通過運行PTP功能的端口與PTP組網(wǎng)中的其它設備進行PTP消息交互，根據(jù)交互的PTP消息進行時間同步，從而在多子系統(tǒng)設備加入 PTP組網(wǎng)時，能夠?qū)崿F(xiàn)所有子系統(tǒng)都與外部時鐘達到高精度時間同步。


圖1為現(xiàn)有的一個PTP組網(wǎng)示例圖；圖2為現(xiàn)有的初始上電時PTP組網(wǎng)中的時鐘設備進行時間同步的示意圖；圖3為當有更高優(yōu)先級的新時鐘設備加入PTP組網(wǎng)時，PTP組網(wǎng)中的時鐘設備重新進行時鐘同步的示意圖；圖4為現(xiàn)有的Req_ReSp機制下計算路徑傳播延時的示意圖；圖5為現(xiàn)有的Peer_Delay機制下計算路徑傳播延時的示意圖；圖6為以OC和P2PTC為例，Peer_delay機制下的路徑時延計算過程；圖7為現(xiàn)有的雙步P2PTC的時間同步過程示意圖；圖8為現(xiàn)有的雙步E2ETC的時間同步過程示意圖；圖9為本發(fā)明實施例提供的多子系統(tǒng)設備進行時間同步的方法流程圖；圖10為本發(fā)明實施例提供的子系統(tǒng)的組成圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明再作進一步詳細的說明。圖9為本發(fā)明實施例提供的多子系統(tǒng)設備進行時間同步的方法流程圖，如圖9所示，其具體步驟如下步驟901 在要加入PTP組網(wǎng)的多子系統(tǒng)設備上配置設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式與子系統(tǒng)時鐘模式的對應關系；在多子系統(tǒng)設備的各內(nèi)部端口上配置PTP初始化參數(shù)。多子系統(tǒng)設備的內(nèi)部端口指的是位于多子系統(tǒng)設備的某個子系統(tǒng)上、且與多子系統(tǒng)設備的另一子系統(tǒng)相連的端口。這里，當設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為OC時，子系統(tǒng)時鐘模式為BC，即若設備作為OC加入PTP組網(wǎng)，則設備中的各個子系統(tǒng)以BC模式加入PTP組網(wǎng)；當設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為BC時，子系統(tǒng)時鐘模式為BC，即若設備作為BC 加入PTP組網(wǎng)，則設備中的各個子系統(tǒng)以BC模式加入PTP組網(wǎng)；當設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為P2PTC時，子系統(tǒng)時鐘模式為P2PTC，即若設備作為P2PTC加入PTP組網(wǎng)，則設備中的各個子系統(tǒng)以P2PTC模式加入PTP組網(wǎng)；當設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為E2ETC時，子系統(tǒng)時鐘模式為E2ETC，即若設備作為E2ETC加入PTP組網(wǎng)，則設備中的各個子系統(tǒng)以E2ETC模式加入PTP組網(wǎng)。PTP初始化參數(shù)即端口運行PTP功能所需要的基本配置參數(shù)?；九渲脜?shù)可以包括如下參數(shù)中的全部或任意組合
1、支持的路徑傳播延時機制。當子系統(tǒng)為BC或OC時，該參數(shù)可以為Req_Resp機制和/或Peer_Delay機制；當子系統(tǒng)為P2PTC時，該參數(shù)可以為Peer_Delay機制；當子系統(tǒng)為E2ETC時，該參數(shù)可以為Req_ReSp機制。2、默認的路徑傳播延時計算機制。當子系統(tǒng)為BC或OC時，該參數(shù)可以是Req_Resp機制或Peer_Delay機制。當子系統(tǒng)為P2PTC時，該參數(shù)可以為Peer_Delay機制；當子系統(tǒng)為E2ETC時，該參數(shù)可以為Req_ReSp機制。3、支持的時鐘同步方式。該參數(shù)可以是單步方式和/或雙步方式。4、默認的時鐘同步方式。該參數(shù)可以是單步方式或雙步方式。5、PTP功能的使能狀態(tài)。在進行PTP初始化時，將PTP功能的使能狀態(tài)設置為“使能”。步驟902 —多子系統(tǒng)設備加入PTP組網(wǎng)，設備的各子系統(tǒng)接收到設備加入PTP組網(wǎng)的通知，該通知攜帶設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式。設備加入PTP組網(wǎng)的通知可由管理員等在設備加入PTP組網(wǎng)時，通過命令行等形式下發(fā)給設備的各子系統(tǒng)。步驟903 設備的各子系統(tǒng)在自身配置的設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式與子系統(tǒng)時鐘模式的對應關系中，查找到通知中攜帶的設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式對應的子系統(tǒng)時鐘模式，開始以查找到的子系統(tǒng)時鐘模式工作；且根據(jù)配置在自身各內(nèi)部端口上的PTP 初始化參數(shù)進行PTP初始化，PTP初始化完畢，各內(nèi)部端口正式開始運行PTP功能。步驟904 設備與PTP組網(wǎng)直連的外部端口接收PTP組網(wǎng)中的其它設備發(fā)來的PTP 消息，該端口所在子系統(tǒng)根據(jù)該消息進行時間同步，同時向本子系統(tǒng)中的各內(nèi)部端口和其它外部端口轉(zhuǎn)發(fā)該PTP消息。多子系統(tǒng)設備的外部端口指的是位于多子系統(tǒng)設備的某個子系統(tǒng)上、且與外部設備相連的端口。步驟905 設備中的其它子系統(tǒng)從內(nèi)部端口接收PTP消息，根據(jù)該消息進行時間同步，同時向本子系統(tǒng)的其它內(nèi)部端口和各外部端口轉(zhuǎn)發(fā)該消息。設備中的各子系統(tǒng)也會通過內(nèi)部端口或外部端口向外部設備發(fā)送PTP消息，該 PTP消息最終會通過與PTP組網(wǎng)直連的外部端口到達外部設備。從圖9所示流程可以看出當多子系統(tǒng)設備加入PTP組網(wǎng)后，各子系統(tǒng)的內(nèi)部端口會進行PTP初始化，初始化完畢，則各內(nèi)部端口會運行PTP功能，由于設備的外部端口直接接入PTP組網(wǎng)，則外部端口收到PTP組網(wǎng)中的其它設備發(fā)來的PTP消息后，會向運行PTP 功能的各內(nèi)部端口和外部端口轉(zhuǎn)發(fā)該消息，這樣，各子系統(tǒng)都可接收到來自外部設備的PTP 消息，從而就可根據(jù)該PTP消息與PTP組網(wǎng)中的其它設備進行時間同步，從而實現(xiàn)設備中的所有子系統(tǒng)與PTP組網(wǎng)中的時鐘源達到高精度時鐘同步。圖10為本發(fā)明實施例提供的子系統(tǒng)的組成圖，該子系統(tǒng)位于可加入PTP組網(wǎng)的多子系統(tǒng)設備中，如圖10所示，該子系統(tǒng)主要包括配置保存模塊101、ΡΤΡ初始化模塊102和時間同步模塊103，其中配置保存模塊101 保存設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式與子系統(tǒng)時鐘模式的對應關系；保存本子系統(tǒng)各內(nèi)部端口的PTP初始化參數(shù)。PTP初始化模塊102 接收設備加入PTP組網(wǎng)的通知，在配置保存模塊101保存的設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式與子系統(tǒng)時鐘模式的對應關系中，查找該通知中攜帶的設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式對應的子系統(tǒng)時鐘模式，將該子系統(tǒng)時鐘模式作為本子系統(tǒng)的時鐘模式，同時從配置保存模塊101獲取本子系統(tǒng)各內(nèi)部端口的PTP初始化參數(shù)，根據(jù)該PTP 初始化參數(shù)對各內(nèi)部端口進行PTP初始化，初始化完畢，各內(nèi)部端口開始運行PTP功能，向時間同步模塊103發(fā)送初始化完畢通知。PTP初始化模塊101在設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為普通時鐘OC時，確定本子系統(tǒng)的時鐘模式為邊界時鐘BC ；在設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為邊界時鐘BC時，確定本子系統(tǒng)的時鐘模式為邊界時鐘BC ；在設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為端到端透明時鐘P2PTC時，確定本子系統(tǒng)的時鐘模式為P2PTC ；在設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為終端到終端透明時鐘E2ETC時，確定本子系統(tǒng)的時鐘模式為E2ETC。時間同步模塊103 接收初始化完畢通知，通過本子系統(tǒng)上運行PTP功能的端口與 PTP組網(wǎng)中的其它設備進行PTP消息交互，根據(jù)交互的PTP消息進行時間同步。時間同步模塊103可包括轉(zhuǎn)發(fā)模塊和同步模塊，其中轉(zhuǎn)發(fā)模塊從本子系統(tǒng)的一個端口接收到PTP消息，將該消息向本子系統(tǒng)的其它運行PTP功能的端口轉(zhuǎn)發(fā)，同時，將該消息發(fā)送給同步模塊。同步模塊根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊發(fā)來的PTP消息進行時間同步。本發(fā)明中，對于設備內(nèi)部的子系統(tǒng)之間的連接方式，可以是一條物理連接，也可以是工作在鏈路聚合模式的多條物理連接，也可以是工作在備份模式的多條物理連接即多條物理連接互為備份，同一時刻只有一條物理連接工作，但是需要避免子系統(tǒng)間的連接形成PTP消息的廣播風暴。這里，避免形成廣播風暴的連接方式可采用現(xiàn)有技術，在此不再贅述。本發(fā)明中，多子系統(tǒng)設備中至少包括兩個子系統(tǒng)，多子系統(tǒng)設備可以是分布式設備、框式堆疊設備、框式級聯(lián)設備等。以上所述僅為本發(fā)明的過程及方法實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多子系統(tǒng)設備的時間同步方法，其特征在于，該方法包括在要加入精確時間協(xié)議PTP組網(wǎng)的多子系統(tǒng)設備上配置設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式與子系統(tǒng)時鐘模式的對應關系；在多子系統(tǒng)設備的內(nèi)部端口上配置PTP初始化參數(shù)；設備的各子系統(tǒng)接收設備加入PTP組網(wǎng)的通知，各子系統(tǒng)根據(jù)該通知中攜帶的設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式確定自身的時鐘模式，同時根據(jù)配置在自身各內(nèi)部端口上的PTP初始化參數(shù)進行PTP初始化，初始化完畢，各內(nèi)部端口開始運行PTP功能；設備中的各子系統(tǒng)通過運行PTP功能的端口與PTP組網(wǎng)中的其它設備進行PTP消息交互，根據(jù)交互的PTP消息進行時間同步。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述設備中的各子系統(tǒng)通過運行PTP功能的端口與PTP組網(wǎng)中的其它設備進行PTP消息交互，根據(jù)交互的PTP消息進行時間同步包括設備與PTP組網(wǎng)直連的外部端口接收PTP組網(wǎng)中的其它設備發(fā)來的PTP消息，該端口所在子系統(tǒng)根據(jù)該消息進行時間同步，同時向本子系統(tǒng)中的其它外部端口和各內(nèi)部端口轉(zhuǎn)發(fā)該PTP消息；設備中的其它子系統(tǒng)從內(nèi)部端口接收PTP消息，根據(jù)該消息進行時間同步， 同時向本子系統(tǒng)的外部端口和其它內(nèi)部端口轉(zhuǎn)發(fā)該消息。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述各子系統(tǒng)根據(jù)該通知中攜帶的設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式確定自身的時鐘模式包括當設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為普通時鐘OC時，各子系統(tǒng)確定自身的時鐘模式為邊界時鐘BC ；當設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為邊界時鐘BC時，各子系統(tǒng)確定自身的時鐘模式為邊界時鐘BC ；當設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為端到端透明時鐘P2PTC時，各子系統(tǒng)確定自身的時鐘模式為P2PTC ；當設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為終端到終端透明時鐘E2ETC時，各子系統(tǒng)確定自身的時鐘模式為E2ETC。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述PTP初始化參數(shù)包括如下參數(shù)中的全部或任意組合支持的路徑傳播延時機制、默認的路徑傳播延時機制、支持的時鐘同步方式、默認的時鐘同步方式、PTP功能的使能狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多子系統(tǒng)設備的子系統(tǒng)之間采用一條物理連接，或者采用工作在鏈路聚合模式的多條物理連接，或者采用工作在備份模式的多條物理連接。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多子系統(tǒng)設備為分布式設備或者框式堆疊設備或者框式級聯(lián)設備。
7.一種子系統(tǒng)，位于可加入PTP組網(wǎng)的多子系統(tǒng)設備中，其特征在于，該子系統(tǒng)包括配置保存模塊，保存設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式與子系統(tǒng)時鐘模式的對應關系；保存本子系統(tǒng)的各內(nèi)部端口的PTP初始化參數(shù)；PTP初始化模塊，接收設備加入PTP組網(wǎng)的通知，根據(jù)該通知中攜帶的設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式，從配置保存模塊獲取本子系統(tǒng)的時鐘模式，同時根據(jù)配置保存模塊保存的本子系統(tǒng)各內(nèi)部端口的PTP初始化參數(shù)，對各內(nèi)部端口進行PTP初始化，初始化完畢，各內(nèi)部端口開始運行PTP功能；時間同步模塊，通過本子系統(tǒng)中運行PTP功能的端口與PTP組網(wǎng)中的其它設備進行PTP 消息交互，根據(jù)交互的PTP消息進行時間同步。
8.如權(quán)利要求7所述的子系統(tǒng)，其特征在于，所述時間同步模塊包括轉(zhuǎn)發(fā)模塊，從本子系統(tǒng)的端口接收PTP消息，將該消息向本子系統(tǒng)的其它運行PTP功能的端口轉(zhuǎn)發(fā)，同時，將該消息發(fā)送給同步模塊；同步模塊，根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊發(fā)來的PTP消息進行時間同步。
9.如權(quán)利要求7所述的子系統(tǒng)，其特征在于，所述PTP初始化模塊在設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為普通時鐘OC時，確定本子系統(tǒng)的時鐘模式為邊界時鐘BC ；在設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為邊界時鐘BC時，確定本子系統(tǒng)的時鐘模式為邊界時鐘BC ；在設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為端到端透明時鐘P2PTC時，確定本子系統(tǒng)的時鐘模式為P2PTC ；在設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式為終端到終端透明時鐘E2ETC時，確定本子系統(tǒng)的時鐘模式為E2ETC。
10.如權(quán)利要求7所述的子系統(tǒng)，其特征在于，所述子系統(tǒng)與所在設備的其它子系統(tǒng)之間采用一條物理連接，或者采用工作在鏈路聚合模式的多條物理連接，或者采用工作在備份模式的多條物理連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了多子系統(tǒng)設備的時間同步方法及子系統(tǒng)。方法包括在要加入PTP組網(wǎng)的多子系統(tǒng)設備上配置設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式與子系統(tǒng)時鐘模式的對應關系；在多子系統(tǒng)設備的內(nèi)部端口上配置PTP初始化參數(shù)；設備的各子系統(tǒng)接收設備加入PTP組網(wǎng)的通知，各子系統(tǒng)根據(jù)該通知中攜帶的設備加入PTP組網(wǎng)的時鐘模式確定自身的時鐘模式，同時根據(jù)配置在自身各內(nèi)部端口上的PTP初始化參數(shù)進行PTP初始化，初始化完畢，各內(nèi)部端口開始運行PTP功能；設備中的各子系統(tǒng)通過運行PTP功能的端口與PTP組網(wǎng)中的其它設備進行PTP消息交互，根據(jù)交互的PTP消息進行時間同步。本發(fā)明能夠在多子系統(tǒng)設備加入PTP組網(wǎng)時，實現(xiàn)所有子系統(tǒng)都與外部時鐘達到高精度時間同步。
文檔編號H04J3/06GK102195735SQ201010123888
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者徐鵬飛 申請人:杭州華三通信技術有限公司