专利名称：透明时钟的频率同步方法以及同步报文的存储转发方法
技术领域：
本发明涉及IEEE1588V2透明时钟技术，具体涉及一种IEEE1588V2透明时钟频率同步技术。
背景技术：
透明时钟(TC)是IEEE1588v2时钟同步网络的重要组成部分，可以有效防止级联拓扑结构中的误差累计。考虑到交换设备的处理延时以及物理链路的不对称性，同步报文经过网络交换必然引入误差。透明时钟通过计算并修正报文经过设备引起的延时(称为驻留时间)，将每一个交换机表现为“导线”，从而有效减少网络交换引入的误差。实际上不同设备的时钟晶振频率本身必然存在微小的误差，假设该误差为 0. 02%，驻留时间为1ms，那么就会引入200ns的误差，而IEEE1588v2的同步精度同样为ns 级，该误差影响巨大。现有技术中使用R)llowUp报文来记录Sync报文经过透明时钟的驻留时间，相对 Sync的直接转发，FolIowUp报文需要更长的处理时间。参见
图1，当FollowUpl到达从时钟时，Sync2也已经到达从时钟，Sync与 FollowUp序列号不一致，从时钟可能无法正常计算偏移值。由此，在多级透明时钟级联的拓扑结构中，FollowUp报文滞后于Sync报文的时间越累积越长，最终将造成从时钟上Sync报文与R)llowUp报文序列号不匹配。公开号为CN101834712A，
公开日为2010年09月15日的专利申请公开了一种利用 IEEE1588协议实现精确时间同步的方法。该技术方案针对从时钟，通过从时钟计算时间误差并自我补偿，使得从时钟在较短时间内，在时钟频率上和时钟时间上都可以锁定主时钟。 该技术中频率波动将非常大，属于一种“粗调”。在实际的应用中，时钟的频率参数往往是一样的，比如都是125MHZ，即便是这样，不同的时钟之间，频率仍然存在微小误差，并且该误差足以影响到ns级的应用，因此，这种“粗调”的技术方案在实际应用中效果不佳。
发明内容
本发明针对透明时钟与主时钟频率不一致，导致驻留时间的计算结果存在误差， 最终影响从时钟同步精度的问题，而提供一种时钟频率同步方法，该方法能够提高透明时钟修正的驻留时间的精度。为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案(1)主时钟周期性的发送Sync报文，透明时钟被动的接收并转发Sync报文；(2)透明时钟接收到Sync报文时，记录其到达透明时钟的接收时间戳 <syncIngressTS>0,接收到相应的FollowUp报文后，读取Sync报文的发送时间戳 <syncEgressTS>0,同时计算Sync报文自离开主时钟至到达当前透明时钟的传输延时 <delay>0；(3)当透明时钟接收到第2个Sync报文时，同样记录其发送时间戳<syncEgressTS>1和接收时间戳〈synchgressTS〉”同时计算Sync报文的传输延时 <delay>!；(4)分别获取主时钟与透明时钟上经过一个Sync报文发送间隔的时间；(5)通过时间比值，获得主时钟与透明时钟之间时钟晶振频率的比值，(6)利用时钟晶振频率的比值修正驻留时间。基于目前的硬件条件，IEEE1588设备通常都支持双步模式，即主时钟发送Sync 报文之后，通过fallow邱报文传递其发送时间戳。发送时间戳〈syncEgressTS〉就记录在 FoIlowUp 报文中的 preciseOriginTimestamp 域内。因此，上述步骤O)中获取Sync报文的接受、发送时间戳的过程如下透明时钟接收到Sync报文时，从硬件中读取并记录透明时钟的接收时间戳〈synchgressTS〉；接收到相应的FolIowUp报文后，从该FolIowUp报文的 preciseOriginTimestamp域中读取并记录Sync 艮文的发送时间戮<syncEgressTS>。 所述步骤⑵中报文传输延时〈delay〉的计算时，在P2P模式下，〈delay〉= <meanPathDe 1 ay>+FoIlowUp 报文的修正域，其中，〈mearfathDelay〉为当前端口与其相连PTP端口之间的链路延时，〈delay〉 值包含链路延时和驻留时间两部分；在E2E模式下，〈delay〉= FoIlowUp报文的修正域，此时透明时钟只负责修正报文经过设备的驻留时间，无需考虑链路延时。所述步骤中，获取主时钟与透明时钟上经过的时间的过程如下透明时钟上经过的时间为〈syrK^ngressTime^-CsyrK^ngressTime〉。，同一段时间内，主时钟上流逝的时间为〈syncEgressTime^+Uelay^-GyncEgressTime^-Uelay〉。。所述步骤(5)中时钟晶振频率比值的通过如下公式计算得到
权利要求
1.IEEE1588透明时钟的频率同步方法，其特征在于，所述同步方法包括如下步骤(1)主时钟周期性的发送Sync报文，透明时钟被动的接收并转发Sync报文；(2)透明时钟接收到Sync报文时，记录其到达透明时钟的接收时间戳 <syncIngressTS>0,接收到相应的FoIlowUp报文后，读取Sync报文的发送时间戳 <syncEgressTS>0,同时计算Sync报文自离开主时钟至到达当前透明时钟的传输延时 <delay>0；(3)当透明时钟接收到第2个Sync报文时，同样记录其发送时间戳〈syncEgressTS^ 和接收时间戳〈syncIngressTS^，同时计算Sync报文的传输延时〈delay^ ；(4)分别获取主时钟与透明时钟上经过一个Sync报文发送间隔的时间；(5)通过时间比值，获得主时钟与透明时钟之间时钟晶振频率的比值；(6)利用时钟晶振频率的比值修正驻留时间。
2.根据权利要求1所述的IEEE1588透明时钟的频率同步方法，其特征在于，所述步骤 (2)中获取Sync报文的接受、发送时间戳的过程如下透明时钟接收到Sync报文时，从硬件中读取并记录透明时钟的接收时间戳〈synchgressTS〉；接收到相应的FolIowUp报文后，从该FolIowUp报文的 preciseOriginTimestamp域中读取并记录Sync 艮文的发送时间戮<syncEgressTS>。
3.根据权利要求1所述的IEEE1588透明时钟的频率同步方法，其特征在于，所述步骤 (2)中报文传输延时〈delay〉的计算时，在 P2P 模式下，<delay> =〈meanPathDelay>+FoIlowUp 报文的修正域，其中，<meanPathDelay>为当前端口与其相连PTP端口之间的链路延时，〈delay〉值包含链路延时和驻留时间两部分；在E2E模式下，〈delay〉= FoIlowUp报文的修正域，此时透明时钟只负责修正报文经过设备的驻留时间。
4.根据权利要求1所述的IEEE1588透明时钟的同步方法，其特征在于，所述步骤中获取主时钟与透明时钟上经过的时间的过程如下透明时钟上流逝的时间为<syncIngressTime>1-<syncIngressTime>0,同一段时间内，主时钟上流逝的时间为<sy ncEgressTimeSi+CdelaySi—CsyncEgressTimeSo—Cdelay〉。。
5.根据权利要求1所述的IEEE1588透明时钟的同步方法，其特征在于，所述步骤(5) 中时钟晶振频率比值的通过如下公式计算得到
6.根据权利要求1所述的IEEE1588透明时钟的同步方法，其特征在于，所述步骤(6) 通过如下方式修正驻留时间
7.同步报文转发方法，其特征在于，所述转发方法在频率同步的前提下实施，所述转发方法为存储转发的方式，包括如下步骤 (1. 1)透明时钟接受Sync报文； (1. 2)等待接收相应的IowUp报文； (1. 3)收到相应的R)llowUp报文，转发该Sync报文。
全文摘要
本发明公开了IEEE1588透明时钟的频率同步方法以及同步报文的存储转发方式，其中频率同步方法包括步骤(1)主时钟周期性的发送Sync报文，透明时钟被动的接收并转发Sync报文；(2)透明时钟记录Sync报文到达透明时钟的接收时间戳，以及Sync报文离开主时钟的发送时间戳；(3)透明时钟同样记录下一个Sync报文的发送时间戳和接收时间戳；(4)分别获取主时钟与透明时钟上经过一个Sync报文发送间隔的时间；(5)通过时间比值，获得主时钟与透明时钟之间时钟晶振频率的比值；(6)利用时钟晶振频率的比值修正驻留时间。该方法能够提高透明时钟计算驻留时间的精度。同时，在频率同步的前提下，同步报文的转发采用存储转发方式，严格保证Sync报文与FollowUp报文的顺序转发。
文档编号H04L7/00GK102546142SQ20101058359
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月11日 优先权日2010年12月11日
发明者孙希, 林立志, 汪革, 芶利平 申请人:上海博达数据通信有限公司