本发明涉及通讯领域，特别是涉及一种确定时间同步报文时钟时间的方法、装置和设备。
背景技术：
在工业测量和控制等应用领域，正在大量使用基于网络通信和本地计算的分布式系统。为了确保分布式终端，如传感器、驱动器和其他器件等能够实现精确的数据采集、运行控制等实时性任务，需要整个分布式系统具有统一的参考时间，并且应该使所有分布式终端的本地时钟与该分布式系统时间保持同步。
分布式终端与分布式系统时间的同步需要依靠某种通信协议完成，为了使不同的系统器件能够和不同提供商的网络设备之间互联，美国电气和电子工程师协会(ieee)开发出了针对工业测量和控制应用领域的标准同步协议(即精确时间同步协议)。该协议具有满足分布式环境、微秒或亚微秒精度、无需管理、可应用于各种类型的终端器件等特殊需求的能力。相对传统gps(全球定位系统，globalpositioningsystem)时间同步方案，该协议方案对环境要求低，建设成本低。
精确时间同步协议1588v2规范中定义了oc(普通时钟)、bc(边界时钟)和tc(透明时钟)等三种ptp(精确时间协议，precisiontimeprotocol)时钟类型。在上述三种基本时钟类型的基础上也衍生出了tcoc(兼具透明时钟和普通时钟的时钟)的时钟类型，该时钟类型同时具有tc和oc时钟的特点，既透传时间信息，也同步自身设备时间。
常见技术中，一种实现tcoc时钟时间同步的方法是整个设备采用一个时间计时系统，对tc和oc功能的时间戳计时都采用这个时间计时系统，如图1所示，为现有时间报文在tcoc时钟时间同步设备的处理示意图。当透传的时间同步报文还处在设备中转发，未到达透传出口时，如果此时作为oc功能计算的时间偏差修正了时间计时系统的时间，这个调整的时间偏差就引入到了透传时间上，从而影响了透传时间的精度。
技术实现要素：
本发明提供一种确定时间同步报文时钟时间的方法、装置和设备，用以解决现有技术的如下问题：现有实现tcoc时钟时间同步设备在透传时间同步报文时，当透传的时间同步报文还在设备中转发而未到达出口时，oc功能对时间的修正会影响透传时间的准确性。
为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种确定时间同步报文时钟时间的方法，包括：为接收到的时间同步报文添加多个入口时间戳，其中，每个入口时间戳对应一个时间计时系统；根据所述时间同步报文的属性确定所述多个入口时间戳中有效的入口时间戳，并使用所述有效的入口时间戳对应的时间计时系统确定出口时间戳；根据所述有效的入口时间戳和/或所述出口时间戳确定所述时间同步报文的时钟时间。
可选的，为接收到的时间同步报文添加多个入口时间戳，包括：在所述时间同步报文的尾部设置多个私有时间戳字段；在每个私有时间戳字段中添加一个入口时间戳，以将所述多个入口时间戳分别添加在所述多个私有时间戳字段中。
可选的，在添加的入口时间戳个数为两个时，根据所述时间同步报文的属性确定所述多个入口时间戳中有效的入口时间戳，包括：根据所述时间同步报文的属性判断所述时间同步报文是透传报文还是普通报文；在所述时间同步报文是透传报文的情况下，确定同步所述透传报文时间的时间计时系统添加的入口时间戳为有效的入口时间戳；在所述时间同步报文是普通报文的情况下，确定同步所述普通报文时间的时间计时系统添加的入口时间戳为有效的入口时间戳。
可选的，在添加的入口时间戳个数为两个以上时，根据所述时间同步报文的属性确定所述多个入口时间戳中有效的入口时间戳，包括：根据所述时间同步报文的属性判断所述时间同步报文是透传报文还是普通报文；在所述时间同步报文是透传报文的情况下，确定同步所述透传报文时间的时间计时系统添加的入口时间戳为有效的入口时间戳；在所述时间同步报文是普通报文的情况下，从多个时间计时系统中选择出同步所述普通报文时间的时间计时系统，并确认所述时间计时系统添加的入口时间戳为有效的入口时间戳。
可选的，根据所述有效的入口时间戳和/或所述出口时间戳确定所述时间同步报文的时钟时间之后，还包括：在所述时间同步报文为透传报文的情况下，使用所述透传报文对应的时间计时系统的出口时间戳与入口时间戳的差值来修改所述时间同步报文的修正域字段，并删除已设置的多个所述私有时间戳字段，再将修改后的所述时间同步报文进行透传发送；在所述时间同步报文为普通报文的情况下，将所述普通报文对应的时间计时系统的出口时间戳写入所述时间同步报文的应答报文的标准时间戳字段，并发送所述应答报文。
另一方面，本发明还提供一种确定时间同步报文时钟时间的装置，包括：添加模块，用于为接收到的时间同步报文添加多个入口时间戳，其中，每个入口时间戳对应一个时间计时系统；第一确定模块，用于根据所述时间同步报文的属性确定所述多个入口时间戳中有效的入口时间戳，并使用所述有效的入口时间戳对应的时间计时系统确定出口时间戳；第二确定模块，用于根据所述有效的入口时间戳和/或所述出口时间戳确定所述时间同步报文的时钟时间。
可选的，所述添加模块包括：设置单元，用于在所述时间同步报文的尾部设置多个私有时间戳字段；添加单元，用于在每个私有时间戳字段中添加一个入口时间戳，以将所述多个入口时间戳分别添加在所述多个私有时间戳字段中。
可选的，所述第一确定模块包括：第一判断单元，用于根据所述时间同步报文的属性判断所述时间同步报文是透传报文还是普通报文；第一确定单元，用于在添加的入口时间戳个数为两个时，在所述时间同步报文是透传报文的情况下，确定同步所述透传报文时间的时间计时系统添加的入口时间戳为有效的入口时间戳；在所述时间同步报文是普通报文的情况下，确定同步所述普通报文时间的时间计时系统添加的入口时间戳为有效的入口时间戳；第二确定单元，用于在添加的入口时间戳个数为两个以上时在所述时间同步报文是透传报文的情况下，确定同步所述透传报文时间的时间计时系统添加的入口时间戳为有效的入口时间戳；在所述时间同步报文是普通报文的情况下，从多个时间计时系统中选择出同步所述普通报文时间的时间计时系统，并确认所述时间计时系统添加的入口时间戳为有效的入口时间戳。
可选的，所述装置还包括：第一发送模块，用于在所述时间同步报文为透传报文的情况下，使用所述透传报文能对应的时间计时系统的出口时间戳与入口时间戳的差值来修改所述时间同步报文的修正域字段，并删除已设置的多个所述私有时间戳字段，再将修改后的所述时间同步报文进行透传发送；第二发送模块，用于在所述时间同步报文为普通报文的情况下，将所述普通报文对应的时间计时系统的出口时间戳写入所述时间同步报文的应答报文的标准时间戳字段，并发送所述应答报文。
另一方面，本发明还提供一种时钟时间同步设备，包括任一项上述的确定时间同步报文时钟时间的装置。
本发明设置了多个时间计时系统，因此，在接收到时间同步报文后，就可以通过时间计时系统为其添加多个入口时间戳，随后，可以根据时间同步报文的属性来确定哪个时间计时系统给出的入口时间戳是有效的，使用有效的入口时间戳确定时间同步报文的出口时间戳，进而确定时间同步报文的时钟时间，该过程采用多套时间计时系统，各个计时系统互不干扰，时钟时间计算准确，解决了现有技术的如下问题：现有实现tcoc时钟时间同步设备在透传时间同步报文时，当透传的时间同步报文还在设备中转发而未到达出口时，oc功能对时间的修正会影响透传时间的准确性。
附图说明
图1是现有技术时间报文在tcoc时钟时间同步设备的处理示意图；
图2是本发明第一实施例中确定时间同步报文时钟时间的方法的流程图；
图3是本发明第二实施例中确定时间同步报文时钟时间的装置的结构示意图；
图4是本发明第二实施例中确定时间同步报文时钟时间的装置添加模块的结构示意图；
图5是本发明第二实施例中确定时间同步报文时钟时间的装置第一确定模块的结构示意图；
图6是本发明第二实施例中确定时间同步报文时钟时间的装置的优选结构示意图；
图7是本发明第四实施例中时间同步报文在设备中处理过程示意图；
图8是本发明第四实施例中添加入口时间戳的报文格式；
图9是本发明第四实施例中时间同步报文的应答报文打出口时间戳的报文格式；
图10是本发明第四实施例中时间同步报文时钟透传打出口时间戳并修正cf域的报文格式。
具体实施方式
为了解决现有技术的如下问题：现有实现tcoc时钟时间同步设备在透传时间同步报文时，当透传的时间同步报文还在设备中转发而未到达出口时，oc功能对时间的修正会影响透传时间的准确性；本发明提供了一种确定时间同步报文时钟时间的方法、装置和设备，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
本发明第一实施例提供一种确定时间同步报文时钟时间的方法，该方法的流程如图2所示，包括步骤s202至s206：
s202，为接收到的时间同步报文添加多个入口时间戳，其中，每个入口时间戳对应一个时间计时系统。
s204，根据时间同步报文的属性确定多个入口时间戳中有效的入口时间戳，并使用有效的入口时间戳对应的时间计时系统确定出口时间戳。
s206，根据有效的入口时间戳和/或出口时间戳确定时间同步报文的时钟时间。
本发明实施例设置了多个时间计时系统，因此，在接收到时间同步报文后，就可以通过时间计时系统为其添加多个入口时间戳，随后，可以根据时间同步报文的属性来确定哪个时间计时系统给出的入口时间戳是有效的，使用有效的入口时间戳确定时间同步报文的出口时间戳，进而确定时间同步报文的时钟时间。该过程采用多套时间计时系统，各个计时系统互不干扰，时钟时间计算准确，解决了现有技术的如下问题：现有实现tcoc时钟时间同步设备在透传时间同步报文时，当透传的时间同步报文还在设备中转发而未到达出口时，oc功能对时间的修正会影响透传时间的准确性。
在实现的过程中，现有的时间同步报文都是采用ptp标准报文形式，其通常是包含报文头、ptp头和ptp标准时间戳三部分，由于上述方法要为接收到的报文添加多个入口时间戳，因此，需要设置承载入口时间戳的位置，即在时间同步报文的尾部设置多个私有时间戳字段，再在每个私有时间戳字段添加一个入口时间戳，以将多个入口时间戳分别添加在多个私有时间戳字段中。
根据时间同步报文的属性确定多个入口时间戳中有效的入口时间戳时，由于是tcoc时钟时间同步设备，因此，入口时间戳可能只是两个，当然，也可以是两个以上。
在添加的入口时间戳个数为两个时，根据所述时间同步报文的属性判断所述时间同步报文是透传报文还是普通报文；如果时间同步报文是透传报文，则确定同步该透传报文时间的时间计时系统所添加的入口时间戳为有效的入口时间戳，即同步时间采用的是该时间计时系统；如果时间同步报文是普通报文，就确定同步所述普通报文时间的时间计时系统添加的入口时间戳为有效的入口时间戳。
报文属性指示时间同步报文是否为透传报文，如果报文属性指示其不是需要透传的报文，则其属性为设备使用的普通报文，否则，该时间同步报文就确认为是需要透传的透传报文。
在实现时，对于tcoc时钟时间同步设备而言，其上可能只包括tc功能和一个单独的oc功能，但也可能还包括其他需要时钟同步的功能，因此，在添加的入口时间戳个数为两个以上、且时间同步报文是普通报文的情况下，从多个时间计时系统中选择出同步所述普通报文时间的时间计时系统，并确认所述时间计时系统添加的入口时间戳为有效的入口时间戳。上述选择出同步普通报文时间的时间计时系统就是正在使用普通报文的功能对应的时间同步系统。此过程对于多功能的tcoc时钟时间同步设备具有较好的拓展性。
在确定了时间同步报文的时钟时间之后，由于时间同步报文的属性不同，因此，针对不同的时间同步报文，执行不同的操作。
在时间同步报文属性指示其为透传报文的情况下，使用透传报文对应的时间计时系统的出口时间戳与入口时间戳的差值来修改时间同步报文的修正域(cf)字段，并删除已设置的多个私有时间戳字段(之前设置的)，再将修改后的时间同步报文进行透传发送。
在时间同步报文属性指示其为普通报文的情况下，将普通报文对应的时间计时系统的出口时间戳写入时间同步报文的应答报文的标准时间戳字段，并发送应答报文。
本发明第二实施例提供一种确定时间同步报文时钟时间的装置，该装置的结构示意如图3所示，包括：
添加模块20，用于为接收到的时间同步报文添加多个入口时间戳，其中，每个入口时间戳对应一个时间计时系统；第一确定模块21，与添加模块20耦合，用于根据时间同步报文的属性确定多个入口时间戳中有效的入口时间戳，并使用有效的入口时间戳对应的时间计时系统确定出口时间戳；第二确定模块22，与第一确定模块21耦合，用于根据有效的入口时间戳和/或出口时间戳确定时间同步报文的时钟时间。
在设置时，本实施例设置了两个确定模块，即第一确定模块21和第二确定模块22，在实际实现时，具有类似功能的模块可以设置成为一个模块，只要与上述两个模块实现相同的功能即可。
图4示出了上述添加模块20的结构示意图，其可以包括：设置单元201，用于在时间同步报文的尾部设置多个私有时间戳字段；添加单元202，与设置单元201耦合，用于在每个私有时间戳字段添加一个入口时间戳，以将多个入口时间戳分别添加在多个私有时间戳字段中。
本发明上述第一确定模块21的结构示意可以如图5所示，其包括：第一判断单元210，用于根据时间同步报文的属性判断时间同步报文是透传报文还是普通报文；第一确定单元211，与判断单元210耦合，用于在添加的入口时间戳个数为两个时，在时间同步报文是透传报文的情况下，确定同步透传报文时间的时间计时系统添加的入口时间戳为有效的入口时间戳；在时间同步报文是普通报文的情况下，确定同步普通报文时间的时间计时系统添加的入口时间戳为有效的入口时间戳；第二确定单元212，与判断单元210耦合，用于在添加的入口时间戳个数为两个以上时，在时间同步报文是透传报文的情况下，确定同步透传报文时间的时间计时系统添加的入口时间戳为有效的入口时间戳；在时间同步报文是普通报文的情况下，从多个时间计时系统中选择出同步普通报文时间的时间计时系统，并确认时间计时系统添加的入口时间戳为有效的入口时间戳。
在确定了时间同步报文的时钟时间之后，由于时间同步报文的属性不同，因此，针对不同的时间同步报文，执行不同的操作，所以，上述装置还可以如图6所示，包括：
第一发送模块23，与第二确定模块22耦合，用于在时间同步报文为透传报文的情况下，使用透传报文对应的时间计时系统的出口时间戳与入口时间戳的差值来修改时间同步报文的修正域字段，并删除已设置的多个私有时间戳字段，再将修改后的时间同步报文进行透传发送；第二发送模块24，与第二确定模块22耦合，用于在时间同步报文为普通报文的情况下，将普通报文对应的时间计时系统的出口时间戳写入时间同步报文的应答报文的标准时间戳字段，并发送应答报文。
本发明第三实施例还提供了一种时钟时间同步设备，其包括上述的确定时间同步报文时钟时间的装置。在实现时，时钟时间同步设备通常可以设置为tcoc时钟时间同步设备，当然也可以是具有相同时钟功能的其他设备；对于确定时间同步报文时钟时间的装置，通常可以以集成的方式设计在时钟同步设备中，此处不再赘述。
本发明第四实施例提供了一种确定时间同步报文时钟时间的方法，该方法所要解决的技术问题是：提供一种实现tcoc时钟时间同步的方法，在同步自身设备时间的同时，不影响透传时间的精度；采用以下技术方案：在tcoc时钟设备上启用多个时间计时系统，每一个时间计时系统负责一个功能的时间戳计时，入口时间戳信息额外添加到报文尾部供设备内部后续使用。
本实施例以采用两个时间计时系统为例进行说明。如图7所示，一个时间计时系统用于作为oc功能的时间戳计时，该时间计时系统时间会跟随时间同步协议计算的时间偏差进行调整。另一个时间计时系统用于tc功能的时间戳计时，该时间计时系统时间不会跟随时间同步协议计算的时间偏差进行调整，只跟随自身设备频率进行计时。
对于进入设备的时间同步报文采用上述两个时间计时系统时间打上两个私有的时间戳t1、t2(时间戳格式和标准的1588协议时间戳格式一致)，两个时间戳添加到标准1588报文的尾部(oc功能的时间戳t1在前，tc功能的时间戳t2在后)，如图8所示。随着报文进入设备，在作为oc功能计算时间偏差的时候，采用第一个时间戳t1，时间偏差修正第一个时间计时系统时间，第二个时间戳t2不使用。同时，设备自身回应的时间报文在出口的时候，采用第一个时间计时系统时间打上时间戳，封装在标准的时间报文里，如图9所示。在作为tc功能时间同步报文从另一个端口透传出去的时候，采用第二个时间计时系统时间打上时间戳t3，使用t3-t2计算设备透传时间，修正到时间同步报文的correctionfield字段里，同时删除时间同步报文里额外添加的两个私有时间戳t1、t2字段，如图10所示。
下面结合上述附图对技术方案的实施过程作进一步的详细描述。
针对采用一个时间计时系统的常见方案中，存在影响透传时间精度的可能，因此，本发明实施例考虑采用多个时间计时系统的改进方案，然而，采用多个时间计时系统的改进方案也不是直接增加时间计时系统就可以实现的，由于增加了多个时间计时系统，因此，如何增加多个时间戳是一个问题，由于会存在多个入口时间戳，那么使用哪一个入口时间戳就成了问题，进一步，针对不同的入口时间戳，如何完整的实现设备的各种功能也成了问题。本发明实施例综合考虑上述出现各种问题、以及没有想象到的但在实际实现时遇到的问题，进而提出了一种tcoc时钟设备的时钟同步过程，本实施例以采用两个时间计时系统为例，如图7，一个时间计时系统用于实现oc功能的时间戳计时，另一个时间计时系统用于实现tc功能的时间戳计时。基本处理流程如下：
流程一：对于入口的时间同步报文，在途径最靠近线路入口的硬件器件时，采用第一个时间计时系统的时间打上oc功能的私有时间戳t1，采用第二个时间计时系统的时间打上tc功能的私有时间戳t2，两个私有时间戳t1、t2都采用标准1588v2协议定义的时间戳格式封装，添加到标准1588v2协议报文尾部，如图8，以提供给设备内部后续操作使用，时间戳t1作为oc功能协议时间同步计算使用，时间戳t2作为tc功能计算透传时间使用。
流程二：设备作为oc功能需要回应上游设备时间同步报文，在途径最靠近线路出口的硬件器件时，采用第一个时间计时系统的时间给oc功能回应的时间同步报文打上时间戳t4，时间戳t4采用标准的1588v2协议定义的时间戳格式封装在标准1588v2报文的时间戳字段位置，如图9，然后发送出去。
流程三：设备作为oc功能收齐时间同步报文后，协议计算出时间偏差修正到第一个时间计时系统的时间中，第二个时间计时系统时间不会修正这个时间偏差。
流程四：设备作为tc功能时，在入口收到时间同步报文，打上两个私有时间戳t1、t2后，报文透传到另一侧出口，在途径最靠近线路出口的硬件器件时，采用第二个时间计时系统的时间给透传的时间同步报文打上时间戳t3，可编程逻辑器件利用时间戳t3-t2计算出透传时间差，修正到时间同步报文ptp头的correctionfield字段里，correctionfield＝correctionfield+(t3-t2)，删除添加到时间同步报文尾部的两个私有时间戳t1、t2，如图10，然后发送出去。
有益效果：采用本发明实施例所述的多个时间计时系统打时间戳的方法，与常见技术中一个时间计时系统打时间戳的方法相比，在同步自身设备时间的同时，不影响透传时间的精度，同时时间戳信息采用额外添加到报文尾部供设备内部后续使用的方法，时间戳信息很容易获取。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。