一种基于e1链路的ieee1588时钟同步方法、系统及装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种基于E1链路的IEEE1588时钟同步方法、系统及装置，用以提高了时钟同步的精度。该方法中与从时钟设备保持时钟同步的第二转换设备，根据接收的多个E1报文中每个时间戳t1的时刻t2，确定第一转换设备到第二转换设备间的链路延时，并接收与主时钟保持时钟同步的第一转换设备发送的第二转换设备到第一转换设备的链路延时，确定的第一转换设备和第二转换设备间的链路延时，对自身的时钟进行对时。由于在本发明实施例中通过与从时钟保持时钟同步的第二转换设备进行时钟同步，在转换设备为出入的同步报文打上时间戳，通过发送多个携带时间戳的E1报文确定链路延时，避免了E1链路延时抖动的影响，提高了时钟同步精度。
【专利说明】—种基于E1链路的IEEE1588时钟同步方法、系统及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业以太网【技术领域】，尤其涉及一种基于El链路的IEEE1588时钟同步方法、系统及装置。
【背景技术】
[0002]图1为现有技术中在同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy, SDH)网络上传输以太网承载的PTP报文的结构图，主时钟设备在通过SDH网络向从时钟设备传输PTP报文时，在该传输链路上增加了以太网与El转换装置，主时钟设备将该PTP报文传输到以太网与El转换装置，该装置将该PTP报文转换为El报文，经过SDH网络后，再将该El报文转换为PTP报文发送到从时钟设备，从而实现主、从时钟设备间的对时，相应的从时钟设备发送的时钟同步报文经过与上述过程类似的过程，传输到主时钟设备。
[0003]图2为现有技术中基于El链路进行时钟同步的具体结构图，该图2与图1基本类似，在SDH网络中传输PTP报文时，PTP报文中的时间戳是在进出以太网的主、从时钟设备上的PHY打上的。主从时钟设备在进行时钟同步时，需要保证主时钟设备到从时钟设备的链路延时，与从时钟设备到主时钟设备的链路延时对等。但是，在上述图2中，当报文在El链路和以太网链路间转换时，以太网的数据传输速率较快，因此当时钟同步报文转换为以太网报文后，时钟同步报文可以立即发送，而El链路的数据传输率较慢，时钟同步报文转换为El报文后，需要等待到该报文的发送时刻才能发送，而每次等待的时间需要根据当前El链路的传输情况而定，该等待的时间并不是固定的，因此该延时也被称为抖动延时。
[0004]该抖动延时造成主时钟设备到从时钟设备的链路延时，与从时钟设备到主时钟设备的链路延时不对等，并且该抖动延时也不能从链路延时中分离出来，造成整个链路延时的抖动，再加上SDH链路上的延时抖动，使得整个链路的不稳定延时达到微妙级别，从而无法满足对时精度纳秒级的需要。
【发明内容】
[0005]鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于El链路的IEEE1588时钟同步方法、系统及装置。
[0006]本发明实施例提供了一种基于El链路的IEEE1588时钟同步方法，第一转换设备与主时钟设备保持时钟同步，第二转换设备与从时钟保持时钟同步，第一转换设备和第二转换设备用于实现以太网报文和El报文之间的转换，该方法包括:
[0007]第二转换设备根据接收到多个El报文中每个时间戳tl的时刻t2，确定第一转换设备到第二转换设备间的链路延时，其中所述多个El报文为第一转换设备接收到主时钟设备发送的Sync报文后发送的，且每个El报文中携带至少一个时间戳tl ；
[0008]第二转换设备接收第一转换设备发送的第二转换设备到第一转换设备的链路延时，其中，所述第二转换设备到第一转换设备的链路延时，为所述第一转换设备根据第二转换设备发送的多个El报文中携带的每个时间戳t3，及接收到每个El报文的时间戳t3的时刻t4确定的；
[0009]所述第二转换设备使从时钟设备根据确定的第一转换设备和第二转换设备间的链路延时，对自身的时钟进行对时。
[0010]进一步地，为了保证时钟同步的精度，减少抖动延时对时钟同步造成的影响，所述第一转换设备发送第二转换设备到第一转换设备的链路延时包括:
[0011]第二转换设备接收到从时钟设备发送的Delay_Req报文时，向第一转换设备发送多个El报文，并在对应的每个El报文中添加至少一个时间戳t3 ；
[0012]第一转换设备根据接收到每个El报文中的时间戳t3的每个时刻t4，确定第二转换设备到第一转换设备的链路延时，并将确定的第二转换设备到第一转换设备的链路延时发送到第二转换设备。
[0013]进一步地，为了保证时钟同步的精度，减少抖动延时对时钟同步造成的影响，所述第二转换设备使从时钟设备根据确定的第一转换设备和第二转换设备间的链路延时，对自身的时钟进行对时包括:
[0014]所述第二转换设备根据确定的第一转换设备和第二转换设备间的链路延时，对自身的时钟进行调整，并将调整后的时钟信息发送到从时钟设备，使从时钟设备根据所述时钟信息调整自身的时钟；或，
[0015]所述第二转换设备将确定的第一转换设备和第二转换设备间的链路延时发送到从时钟设备，使从时钟设备根据第一转换设备和第二转换设备间的链路延时，对自身的时钟进行调整。
[0016]进一步地，为了保证时钟同步的精度，减少抖动延时对时钟同步造成的影响，所述根据第一转换设备和第二转换设备间的链路延时，对自身的时钟进行调整包括:
[0017]根据确定的第一转换设备到第二转换设备的链路延时，及第二转换设备到第一转换设备的链路延时，确定平均链路延时；
[0018]根据确定的第一转换设备到第二转换设备的链路延时及平均链路延时，确定主时钟设备和从时钟设备的时间偏差；
[0019]根据确定的时间偏差，对自身的时钟进行调整。
[0020]进一步地，为了提高报文的传输速率，提高时钟同步的效率，所述方法还包括:
[0021]所述第二转换设备和第一转换设备将时钟同步报文拆分为多个小段，插入到携带时间戳的多个El报文中发送；或，
[0022]所述第二转换设备和第一转换设备将其他报文的信息插入到携带时间戳的多个El报文中发送。
[0023]本发明实施例提供了一种基于El链路的IEEE1588时钟同步装置，所述装置包括:
[0024]链路延时确定模块，用于根据接收到多个El报文中每个时间戳tl的时刻t2，确定第一转换设备到自身的链路延时，其中所述多个El报文为第一转换设备接收到主时钟设备发送的Sync报文后发送的，且每个El报文中携带至少一个时间戳tl ；
[0025]接收模块，用于接收第一转换设备发送的自身到第一转换设备的链路延时，其中，所述自身到第一转换设备的链路延时，为所述第一转换设备根据第二转换设备发送的多个El报文中携带的每个时间戳t3，及接收到每个El报文的时间戳t3的时刻t4确定的
[0026]时钟同步模块，用于使从时钟设备根据确定的自身和第二转换设备间的链路延时，对自身的时钟进行对时。
[0027]进一步地，为了保证时钟同步的精度，减少抖动延时对时钟同步造成的影响，所述时钟同步模块，具体用于根据确定的第一转换设备和自身的链路延时，对自身的时钟进行调整，并将调整后的时钟信息发送到从时钟设备，使从时钟设备根据所述时钟信息调整自身的时钟；或，将确定的第一转换设备和自身的链路延时发送到从时钟设备，使从时钟设备根据第一转换设备和自身的链路延时，对自身的时钟进行调整。
[0028]进一步地，为了保证时钟同步的精度，减少抖动延时对时钟同步造成的影响，所述时钟同步模块，具体用于根据确定的第一转换设备到自身的链路延时，及自身到第一转换设备的链路延时，确定平均链路延时；根据确定的第一转换设备到自身的链路延时及平均链路延时，确定主时钟设备和从时钟设备的时间偏差；根据确定的时间偏差，对自身的时钟进行调整。
[0029]进一步地，为了提高报文的传输速率，提高时钟同步的效率，所述装置还包括:
[0030]发送模块，用于将时钟同步报文拆分为多个小段，插入到携带时间戳的多个El报文中发送；或将其他报文的信息插入到携带时间戳的多个El报文中发送。
[0031]本发明实施例提供了一种基于El链路的IEEE1588时钟同步方法、系统及装置，该方法中与从时钟设备保持时钟同步的第二转换设备，根据接收到的多个El报文中每个时间戳tl的时刻t2，确定第一转换设备到第二转换设备间的链路延时，并接收与主时钟保持时钟同步的第一转换设备发送的第二转换设备到第一转换设备的链路延时，根据确定的第一转换设备和第二转换设备间的链路延时，使从时钟设备对自身的时钟进行对时。由于在本发明实施例中通过与从时钟保持时钟同步的第二转换设备进行时钟同步，在转换设备为出入的同步报文打上时间戳，并通过发送多个携带时间戳的El报文确定链路的延时，从而避免了 El链路延时抖动的影响，提高了时钟同步的精度。
[0032]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的【具体实施方式】。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
[0034]图1为现有技术中在SDH网络上传输以太网承载的PTP报文的结构图；
[0035]图2为现有技术中基于El链路进行时钟同步的具体结构图；
[0036]图3为本发明实施例提供的一种基于El链路的IEEE1588时钟同步系统结构图；
[0037]图4A为本发明实施例提供的基于上述图3所示系统架构图的一种基于El链路的IEEE1588时钟同步过程；
[0038]图4B为本发明实施例提供的一种El报文的组装方式示意图；
[0039]图4C为本发明实施例提供的另一种El报文的组装方式示意图；
[0040]图5为本发明实施例提供的一种基于El链路的IEEE1588时钟同步详细过程；
[0041]图6为本发明实施例提供的一种基于El链路的IEEE1588时钟同步装置结构图。
【具体实施方式】
[0042]为了避免了 El链路的抖动引起的延时，提高了时钟同步的精度，本发明实施例提供了一种基于El链路的IEEE1588时钟同步方法、系统及装置。
[0043]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0044]下面结合说明附图，对本发明实施例进行说明。
[0045]图3为本发明实施例提供的一种基于El链路的IEEE1588时钟同步系统结构图，该系统包括:主时钟设备31、第一以太网和El转换设备32、第二以太网和El转换设备33和从时钟设备34。其中，主时钟设备31与第一以太网和El转换设备32之间保持时钟同步，第二以太网和El转换设备33和从时钟设备34之间保持时钟同步。
[0046]为了实现主、从时钟设备和转换设备之间的时间同步，在第一以太网和El转换设备32和第二以太网和El转换设备33中设置有高精度时钟，通过该高精度时钟，保持转换设备与主、从时钟设备之间的时钟同步。
[0047]第一以太网和El转换设备32接收主时钟设备31发送的以太网报文，判断该以太网报文是否为Sync报文，当确定该以太网报文为Sync报文时，第一以太网和El转换设备32发送多个连续的El报文,并在发送每个El报文时,在每个El报文中添加至少一个时间戳tl，每个时间戳tl为添加该时间戳的当前时刻。
[0048]第二以太网和El转换设备33记录接收到每个El报文中每个时间戳tl的时刻t2，并根据每对对应的t2和tl，确定第一以太网和El转换设备32到第二以太网和El转换设备33的链路延时。
[0049]在本发明实施例中，第一以太网和El转换设备32在将多个携带时间戳的El报文发送到第二以太网和El转换设备33后，将接收到的Sync报文转换成多个El报文，发送到第二以太网和El转换设备33，通过第二以太网和El转换设备33将该Sync报文转发到从时钟设备34。
[0050]第二以太网和El转换设备33当确定接收到从时钟设备34发送的Delay_Req报文时，向第一以太网和El转换设备32发送多个连续的El报文，并在发送每个El报文时，在每个El报文中添加至少一个时间戳t3，每个时间戳t3为添加该时间戳的当前时刻。
[0051]第一以太网和El转换设备32记录接收第二以太网和El转换设备33发送的每个El报文中每个时间戳t3的时刻t4，根据每对对应的t4和t3，确定第二以太网和El转换设备33到第一以太网和El转换设备32的链路延时，第一以太网和El转换设备32将确定的第二以太网和El转换设备33到第一以太网和El转换设备32的链路延时发送到主时钟设备31，当接收到主时钟设备31发送的delay_reSp报文时，将确定的第二以太网和El转换设备33到第一以太网和El转换设备32的链路延时发送到第二以太网和El转换设备33。
[0052]第二以太网和El转换设备33使从时钟设备根据确定的第一以太网和El转换设备32和第二以太网和El转换设备33间的链路延时，对自身的时钟进行对时。
[0053]第一以太网和El转换设备和第二以太网和El转换设备的FPGA在El的出口将时间戳添加到El报文中。
[0054]具体的，在本发明实施例中由于从时钟设备和第二以太网和El转换设备之间保持时钟同步，因此从时钟设备在对自身的时钟进行对时时，可以是第二以太网和El转换设备先对自身的时钟调整，后使从时钟设备对自身的时钟调整，也可以是第二以太网和El转换设备将相应的链路延时信息发送到从时钟设备，使从时钟设备根据该链路延时信息对自身的时钟调整。
[0055]所述第二转换设备使从时钟设备根据确定的第一转换设备和第二转换设备间的链路延时，对自身的时钟进行对时包括:
[0056]所述第二转换设备根据确定的第一转换设备和第二转换设备间的链路延时，对自身的时钟进行调整，并将调整后的时钟信息发送到从时钟设备，使从时钟设备根据所述时钟信息调整自身的时钟；或，
[0057]所述第二转换设备将确定的第一转换设备和第二转换设备间的链路延时发送到从时钟设备，使从时钟设备根据第一转换设备和第二转换设备间的链路延时，对自身的时钟进行调整。
[0058]当从时钟设备根据链路延时调整自身的时钟后，将调整后的时钟信息发送到第二以太网和El转换设备，第二以太网和El转换设备根据该调整后的时钟信息，对自身的时钟进行调整。
[0059]图4A为本发明实施例提供的基于上述图3所示系统架构图的一种基于El链路的IEEE1588时钟同步过程，该过程包括以下步骤:
[0060]S401:第一以太网和El转换设备接收主时钟设备发送的以太网报文，判断该以太网报文是否为Sync报文，当判断结果为是时，进行步骤S402，否则，直接转换该报文后发送。
[0061]S402:第一以太网和El转换设备发送多个El报文,并在发送每个El报文时,在该El报文中添加至少一个时间戳tl，每个时间戳tl为当前添加该时间戳的时刻。
[0062]S403:第二以太网和El转换设备接收第一以太网和El转换设备发送的多个El报文，并根据接收到每个El报文中时间戳tl的时刻，确定接收每个时间戳的时刻t2，第二以太网和El转换设备根据确定的多个对应的t2和tl，确定第一以太网和El转换设备到第二以太网和El转换设备间的链路延时。
[0063]S404:第二以太网和El转换设备接收到从时钟设备发送的以太网报文时，判断该以太网报文是否为Delay_Req报文，当判断结果为是时，进行步骤S405，否则，直接转换该报文后发送。
[0064]S405:第二以太网和El转换设备发送多个El报文，并在发送每个El报文时，在该El报文中添加至少一个时间戳t3，每个时间戳t3为当前添加该时间戳的时刻。
[0065]S406:第一以太网和El转换设备接收第二以太网和El转换设备发送的多个El报文，并根据接收到每个El报文中时间戳t3的时刻，确定接收每个时间戳的时刻t4，第一以太网和El转换设备根据确定的多个对应的t4和t3，确定第二以太网和El转换设备到第一以太网和El转换设备间的链路延时。
[0066]S407:第一以太网和El转换设备接收主时钟发送的以太网报文，判断该以太网报文是否为Delay_ReSp报文，当判断结果为是时，进行步骤S408，否则，直接转换该报文后发送。
[0067]S408:第一以太网和El转换设备将确定的第二以太网和El转换设备到第一以太网和El转换设备间的链路延时，发送到第二以太网和El转换设备。
[0068]S409:第二以太网和El转换设备根据确定的第一转换设备和第二转换设备间的链路延时，对自身的时钟进行调整，并将调整后的时钟信息发送到从时钟设备，使从时钟设备根据该时钟信息调整自身的时钟。
[0069]在本发明实施例中为了在进行时钟同步时，减小El链路延时抖动，当第一以太网和El转换设备和第二以太网和El转换设备判断接收到时钟同步报文时，向对端发送多个El报文，并且在发送的每个El报文中携带至少一个当前的时间戳信息，为了有效的减小El链路延时抖动，发送的多个El报文最好是连续的。
[0070]具体的，所述方法还包括:
[0071]所述第二转换设备和第一转换设备将时钟同步报文拆分为多个小段，插入到携带时间戳的多个El报文中发送；或，
[0072]所述第二转换设备和第一转换设备将其他报文的信息插入到携带时间戳的多个El报文中发送。
[0073]该用于发送时间戳的El报文剩余的字节可以用来发送时钟同步报文，也可以用来发送其他的以太网报文。
[0074]对于以太网和El转换设备发送的一个完整的El报文，该报文的长度为32字节，但起始的第一个字节STO是用来同步的，不能用来携带任何数据。因此，每个El报文只有31字节可以用来携带数据，但每个时间戳需要8字节。所以在每个El报文中可以最多携带3个时间戳，当El报文中携带3个时间戳时，El报文还剩余7字节，当El报文中携带I个或2个时间戳时，El报文剩余的字节数更多，因此可以采用该El报文发送时间戳之外的其他数据，在本发明实施例中El报文中除时间戳之外的其他字节用来发送以太网报文数据。
[0075]为了使时间戳在报文中的位置固定，便于转换设备识别计算链路的延时，在本发明实施例中可以采用几种形式来组装El报文。如图4B所示的一种El报文的组装方式示意图，在该图中STO后面,连续的放三个8字节的时间戳(origintimestamp),每个时间戳为当前放置该时间戳的时间，剩余的7字节用来传输其他以太网数据(data)。
[0076]或者，如图4C所示的另一种El报文的组装方式示意图，在STO后面为一个8字节的时间戳(origintimestamp),再后为两字节的以太网数据(data),再之后是一个8字节的时间戳(origintimestamp),再后为两字节的以太网数据(data),然后再是一个8字节的时间戳(origintimestamp),再后为三字节的以太网数据(data),从而实现将三个时间戳封装到一个El报文中。
[0077]再或者，当El报文中只携带一个时间戳时，在STO后面为一个8字节的时间戳，之后的23字节用于发送以太网报文数据；或者El报文的最后8字节为时间戳，其余的23字节用于发送以太网报文数据等等。本发明实施例中还可以采用其他的方式组装El报文，只要保证每个时间戳在报文中的位置固定即可。
[0078]具体的，为了在保证时钟同步的同时，提高数据传输效率，在本发明实施例中该用于携带时间戳的El报文，还可以用于传输以太网报文。在El报文中发送以太网报文时，将以太网报文拆分成多个小段，将每个小段插入到El报文中发送。如果当前的El报文携带时间戳信息，插入以太网报文后，还有空余位置，将空余位置设置为无效数据，例如二进制数据时，空余位置为全I。如果当前的El报文未携带时间戳信息，插入以太网报文后，携带时间戳信息的位置或携带报文信息的位置还有空余，将空余位置设置为无效数据。
[0079]在本发明实施例中当第二以太网和El转换设备确定了 El报文中携带的每个时间戳tl，并根据接收到每个El报文中携带的时间戳tl的时刻t2，即可确定第一以太网和El转换设备到第二以太网和El转换设备的链路延时，第一以太网和El转换设备确定了 El报文中携带的每个时间戳t3，并根据接收到每个El报文中携带的时间戳t3的时刻t4，即可确定第二以太网和El转换设备到第一以太网和El转换设备的链路延时。
[0080]具体的，所述确定第一转换设备到第二转换设备的链路延时包括:
[0081]去掉确定的多个链路延时中的若干个最大值及最小值,根据去掉最大值和最小值后的链路延时的平均值，确定第一转换设备到第二转换设备的链路延时；
[0082]所述确定第二转换设备到第一转换设备的链路延时包括:
[0083]去掉确定的多个链路延时中的若干个最大值及最小值,根据去掉最大值和最小值后的链路延时的平均值，确定第二转换设备到第一转换设备的链路延时。
[0084]在本发明实施例中由于在El报文中携带了多个时间戳，因此第二以太网和El转换设备将会接收到多个时间戳，为了有效的减小El链路延时抖动对时钟同步的影响，在本发明实施例中当第二以太网和El转换设备确定了第一以太网和El转换设备到第二以太网和El转换设备的链路延时，以及第一以太网和El转换设备确定了第二以太网和El转换设备到第一以太网和El转换设备的链路延时后，将链路延时中的若干个最大值和最小值去掉，剩余的链路延时可以认为是能够基本反映El链路延时的，取剩余的各链路延时的平均值，即为第一以太网和El转换设备和第二以太网和El转换设备之间的链路延时。
[0085]当确定了第一以太网和El转换设备和第二以太网和EI转换设备之间的链路延时后，从时钟对自身的时钟进行对时包括:
[0086]根据确定的第一转换设备到第二转换设备间的链路延时，及第二转换设备到第一转换设备间的链路延时，确定平均链路延时；
[0087]根据确定的第一转换设备到第二转换设备间的链路延时及平均链路延时，确定主时钟设备和从时钟设备的时间偏差；
[0088]根据确定的时间偏差，对自身的时钟进行调整。
[0089]例如，第一以太网和El转换设备在确定接收到主时钟设备发送的Sync报文后，向第二以太网和El转换设备发送多个El报文，在每个El报文中携带至少一个时间戳信息，多个El报文中共携带2000个时间戳tl，该El报文中可以携带三个时间戳，可以携带两个时间戳，也可以携带一个时间戳。相应的当第二以太网和El转换设备根据接收到每个时间戳的时刻，确定了 2000个时间戳t2，根据每个t2与tl的差可以确定2000个delayl，即第一以太网和El转换设备到第二以太网和El转换设备的延时，在2000个delayl中去掉最大的20% (400个)，最小的20% (400个)，根据剩余的60%的delayl的平均值，确定第一以太网和El转换设备到第二以太网和El转换设备的延时。
[0090]图5为本发明实施例提供的一种基于El链路的IEEE1588时钟同步详细过程，以接收Sync报文为例进行说明，该过程包括以下步骤:
[0091]S501:第二以太网和El转换设备接收El报文，判断该El报文中携带时间戳时，针对该El报文中的时间戳字节部分，进行步骤S502，其他字节部分，进行步骤S504。
[0092]S502:确定该时间戳有效时，根据接收该时间戳tl的时刻，确定接收时间戳t2。
[0093]S503:确定每个时间戳报文的收发时间差t2_tl,确定每个delayln,确定多个delayln中若干个最大值和最小值,确定剩余delayln的平均值,将该平均值作为第一以太网和El转换设备到第二以太网和El转换设备的链路延时delayl。
[0094]S504:将El报文组装成以太网报文，并上送到自身的CPU。
[0095]S505:第二以太网和El转换设备的CPU对该报文进行处理。
[0096]由于在本发明实施例中通过与从时钟保持时钟同步的第二转换设备进行时钟同步，在转换装置为出入的同步报文打上时间戳，并通过发送多个El报文确定链路的延时，从而避免了 El链路延时抖动的影响，提高了时钟同步的精度。
[0097]下面结合一个具体的实施例进行说明。
[0098]第一以太网和El转换设备接收到主时钟设备发送的以太网报文时，根据该报文的类型，判断该报文为时钟同步报文中的Sync报文时，该第一以太网和El转换设备中的FPGA发送多个El报文，并在每个El报文中携带至少一个时间戳tl，多个El报文中携带2000个时间戳tl。并且第一以太网和El转换设备将接收到的Sync报文拆分为多个小段，将每个小段插入到El报文中发送。
[0099]第二以太网和El转换设备接收第一以太网和El转换设备发送的每个El报文，根据El报文中携带时间戳的位置是否为有效数据，确定该El报文是否携带有时间戳，当确定该El报文携带时间戳时，针对该报文中的时间戳字节部分，根据接收每个时间戳的时刻，由该第二以太网和El转换设备的FPGA确定每个接收时间戳t2。针对该报文中的以太网报文部分，第二以太网和El转换设备将该以太网报文部分重新打包，并发送到自身的CPU进行处理，之后将处理后的报文转换后发送到从时钟设备。
[0100]第二以太网和El转换设备根据每对收发时间戳t2和tl的差，确定每个第一以太网和El转换设备到第二以太网和El转换设备的链路延时delayln，第二以太网和El转换设备在得到的2000个delayln中，去掉最大和最小的delayln各20%个,确定剩余的1200个delayln的平均值，将该平均值作为第一以太网和El转换设备到第二以太网和El转换设备的链路延时delayl。
[0101]第二以太网和El转换设备接收从时钟设备发送的以太网报文时，根据该报文的类型，判断该报文为时钟同步报文中的Delay_Req报文时，该第二以太网和El转换设备中的FPGA发送多个El报文，并在每个El报文中携带至少一个时间戳t3，多个El报文中携带2000个时间戳t3。并且第二以太网和E3转换设备将接收到的Delay_Req报文拆分为多个小段，将每个小段插入到El报文中发送。
[0102]第一以太网和El转换设备接收第二以太网和El转换设备发送的每个El报文，根据El报文中携带时间戳的位置是否为有效数据，确定该El报文是否携带有时间戳，当确定该El报文携带时间戳时，针对该报文中的时间戳字节部分，根据接收每个时间戳的时刻，由该第一以太网和El转换设备的FPGA确定每个接收时间戳t4。针对该报文中的以太网报文部分，第一以太网和El转换设备将该以太网报文部分重新打包，并发送到自身的CPU进行处理，之后将处理后的报文转换后发送到主时钟设备。
[0103]第一以太网和El转换设备根据每对收发时间戳t4和t3的差，确定每个第二以太网和El转换设备到第一以太网和El转换设备的链路延时delay2n，第一以太网和El转换设备在得到的2000个delay2n中，去掉最大和最小的delayln各20%个,确定剩余的1200个delayln的平均值，将该平均值作为第二以太网和El转换设备到第一以太网和El转换设备的链路延时del ay 2。
[0104]第一以太网和El转换设备接收到主时钟设备发送的以太网报文时，根据该报文的类型，判断该报文为时钟同步报文中的Delay_ReSp报文时，该第一以太网和El转换设备将确定的第二以太网和El转换设备到第一以太网和El转换设备的链路延时delay2发送到第二以太网和El转换设备。
[0105]第二以太网和El转换设备根据自身确定的delayl，及接收的第一以太网和El转换设备发送的delay2的平均值，确定第一以太网和El转换设备和第二以太网和El转换设备间的链路延时delay。
[0106]第二以太网和El转换设备确定了第一以太网和El转换设备和第二以太网和El转换设备间的链路延时delay后，由于自身的时钟和从时钟设备之间的时钟同步，第一以太网和El转换设备和主时钟设置之间的时钟同步，因此主时钟设备和从时钟设备之间的时间偏差，即为第一以太网和El转换设备和第二以太网和El转换设备之间的时间偏差。该时间偏差为delayl与delay的差，即第一转换设备到第二转换设备间的链路延时及平均链路延时的差。确定该时间偏差后，根据该时间偏差调整自身的时钟，并将自身调整后的时钟信息发送到从时钟设备，使从时钟设备根据该时钟信息对自身的时钟进行调整。
[0107]或者，第二以太网和El转换设备确定了第一以太网和El转换设备和第二以太网和El转换设备间的链路延时delay后，将该第一以太网和El转换设备和第二以太网和El转换设备间的链路延时delay发送到从时钟设备，从时钟设备根据该第一以太网和El转换设备和第二以太网和El转换设备间的链路延时delay，对自身的时钟进行调整，并且由于从时钟设备和第二以太网和El转换设备之间的时钟保持同步，从时钟设备将调整后的时钟信息发送到第二以太网和El转换设备，使第二以太网和El转换设备根据该调整后的时钟信息，对自身的时钟进行调整。
[0108]图6为本发明实施例提供的一种基于El链路的IEEE1588时钟同步装置结构图，该装置包括:
[0109]链路延时确定模块61，用于根据接收到多个El报文中每个时间戳tl的时刻t2，确定第一转换设备到自身的链路延时，其中所述多个El报文为第一转换设备接收到主时钟设备发送的Sync报文后发送的，且每个El报文中携带至少一个时间戳tl ；
[0110]接收模块62，用于接收第一转换设备发送的自身到第一转换设备的链路延时，其中，所述自身到第一转换设备的链路延时，为所述第一转换设备根据第二转换设备发送的多个El报文中携带的每个时间戳t3，及接收到每个El报文的时间戳t3的时刻t4确定的；
[0111]时钟同步模块63，用于使从时钟设备根据确定的自身和第二转换设备间的链路延时，对自身的时钟进行对时。
[0112]所述时钟同步模块63，具体用于根据确定的第一转换设备和自身的链路延时，对自身的时钟进行调整，并将调整后的时钟信息发送到从时钟设备，使从时钟设备根据所述时钟信息调整自身的时钟；或，将确定的第一转换设备和自身的链路延时发送到从时钟设备，使从时钟设备根据第一转换设备和自身的链路延时，对自身的时钟进行调整。
[0113]所述时钟同步模块63，具体用于根据确定的第一转换设备到自身的链路延时，及自身到第一转换设备的链路延时，确定平均链路延时；根据确定的第一转换设备到自身的链路延时及平均链路延时，确定主时钟设备和从时钟设备的时间偏差；根据确定的时间偏差，对自身的时钟进行调整。
[0114]所述装置还包括:
[0115]发送模块64，用于将时钟同步报文拆分为多个小段，插入到携带时间戳的多个El报文中发送；或将其他报文的信息插入到携带时间戳的多个El报文中发送。
[0116]所述链路延时确定模块61,具体用于去掉确定的多个链路延时中的若干个最大值及最小值，根据去掉最大值和最小值后的链路延时的平均值，确定第一转换设备到第二转换设备的链路延时。
[0117]本发明实施例提供了一种基于EI链路的IEEE1588时钟同步方法、系统及装置，该方法中与从时钟设备保持时钟同步的第二转换设备，根据接收到的多个El报文中每个时间戳tl的时刻t2，确定第一转换设备到第二转换设备间的链路延时，并接收与主时钟保持时钟同步的第一转换设备发送的第二转换设备到第一转换设备的链路延时，根据确定的第一转换设备和第二转换设备间的链路延时，使从时钟设备对自身的时钟进行对时。由于在本发明实施例中通过与从时钟保持时钟同步的第二转换设备进行时钟同步，在转换设备为出入的同步报文打上时间戳，并通过发送多个携带时间戳的El报文确定链路的延时，从而避免了 El链路延时抖动的影响，提高了时钟同步的精度。
[0118]在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
[0119]在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
[0120]类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循【具体实施方式】的权利要求书由此明确地并入该【具体实施方式】，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
[0121 ] 本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
[0122]此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
[0123]本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的通过基于El链路的IEEE1588时钟同步装置及系统，终端设备及系统中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
[0124]应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
[0125]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种基于El链路的IEEE1588时钟同步方法，其特征在于，第一转换设备与主时钟设备保持时钟同步，第二转换设备与从时钟保持时钟同步，第一转换设备和第二转换设备用于实现以太网报文和El报文之间的转换，该方法包括: 第二转换设备根据接收到多个El报文中每个时间戳tl的时刻t2，确定第一转换设备到第二转换设备的链路延时，其中所述多个El报文为第一转换设备接收到主时钟设备发送的Sync报文后发送的，且每个El报文中携带至少一个时间戳tl ； 第二转换设备接收第一转换设备发送的第二转换设备到第一转换设备的链路延时，其中，所述第二转换设备到第一转换设备的链路延时，为所述第一转换设备根据第二转换设备发送的多个El报文中携带的每个时间戳t3，及接收到每个El报文的时间戳t3的时刻t4确定的； 所述第二转换设备使从时钟设备根据确定的第一转换设备和第二转换设备间的链路延时，对自身的时钟进行对时。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一转换设备发送第二转换设备到第一转换设备的链路延时包括: 第二转换设备接收到从时钟设备发送的Delay_Req报文时，向第一转换设备发送多个El报文，并在对应的每个El报文中添加至少一个时间戳t3 ； 第一转换设备根据接收到每个El报文中的时间戳t3的每个时刻t4，确定第二转换设备到第一转换设备的链路延时，并将确定的第二转换设备到第一转换设备的链路延时发送到第二转换设备。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第二转换设备使从时钟设备根据确定的第一转换设备和第二转换设备间的链路延时，对自身的时钟进行对时包括: 所述第二转换设备根据确定的第一转换设备和第二转换设备间的链路延时，对自身的时钟进行调整，并将调整后的时钟信息发送到从时钟设备，使从时钟设备根据所述时钟信息调整自身的时钟；或， 所述第二转换设备将确定的第一转换设备和第二转换设备间的链路延时发送到从时钟设备，使从时钟设备根据第一转换设备和第二转换设备间的链路延时，对自身的时钟进行调整。
4.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述根据第一转换设备和第二转换设备间的链路延时，对自身的时钟进行调整包括: 根据确定的第一转换设备到第二转换设备的链路延时，及第二转换设备到第一转换设备的链路延时，确定平均链路延时； 根据确定的第一转换设备到第二转换设备间的链路延时及平均链路延时，确定主时钟设备和从时钟设备的时间偏差； 根据确定的时间偏差，对自身的时钟进行调整。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 所述第二转换设备和第一转换设备将时钟同步报文拆分为多个小段，插入到携带时间戳的每个El报文中发送；或， 所述第二转换设备和第一转换设备将其他报文的信息插入到携带时间戳的多个El报文中发送。
6.一种基于El链路的IEEE1588时钟同步装置，其特征在于，所述装置包括: 链路延时确定模块，用于根据接收到多个El报文中每个时间戳tl的时刻t2，确定第一转换设备到自身的链路延时，其中所述多个El报文为第一转换设备接收到主时钟设备发送的Sync报文后发送的，且每个El报文中携带至少一个时间戳tl ； 接收模块，用于接收第一转换设备发送的自身到第一转换设备的链路延时，其中，所述自身到第一转换设备的链路延时，为所述第一转换设备根据第二转换设备发送的多个El报文中携带的每个时间戳t3，及接收到每个El报文的时间戳t3的时刻t4确定的； 时钟同步模块，用于使从时钟设备根据确定的自身和第二转换设备间的链路延时，对自身的时钟进行对时。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述时钟同步模块，具体用于根据确定的第一转换设备和自身的链路延时，对自身的时钟进行调整，并将调整后的时钟信息发送到从时钟设备，使从时钟设备根据所述时钟信息调整自身的时钟；或，将确定的第一转换设备和自身的链路延时发送到从时钟设备，使从时钟设备根据第一转换设备和自身的链路延时，对自身的时钟进行调整。
8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述时钟同步模块，具体用于根据确定的第一转换设备到自身的链路延时，及自身到第一转换设备的链路延时，确定平均链路延时；根据确定的第一转换设备到自身的链路延时及平均链路延时，确定主时钟设备和从时钟设备的时间偏差；根据确定的时间偏差，对自身的时钟进行调整。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 发送模块，用于将时钟同步报文拆分为多个小段，插入到携带时间戳的多个El报文中发送；或将其他报文的信息插入到携带时间戳的多个El报文中发送。
10.一种基于El链路的IEEE1588时钟同步系统，其特征在于，所述系统包括:如权利要求6?9任一所述的装置，与所述装置保持时钟同步的从时钟设备，第一转换设备及与该第一转换设备保持时钟同步的主时钟设备。
【文档编号】H04L7/00GK104202137SQ201410326095
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2014年7月9日
【发明者】尹二飞, 薛百华, 张洪雁 申请人:北京东土科技股份有限公司