一种支持多个PTP域同步的网络设备及方法与流程

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种支持多个ptp域同步的网络设备及方法。

背景技术：

在通信网络中设备间的同步包括两种，一种是频率同步，是指源端和目的端的信号在频率或相位上保持某种特定的关系，即信号之间保持恒定的相位差，频率同步通常还称为时钟同步；一种是时间同步，是指信号之间的频率和相位都保持一致，即信号之间的相位差恒为零。

ptp(precisiontimeprotocol，精确时间协议)协议是一种时间同步的协议，用于设备之间的高精度时间同步，我们将应用了ptp协议的网络称为ptp域。ptp域内有且只有一个同步时钟，域内的所有设备都与该时钟保持同步。ptp域中的节点称为时钟节点，而时钟节点上运行了ptp协议的端口则称为ptp端口。在ptp域中，发布同步时间的时钟节点称为主节点(masternode)，主节点上的时钟称为主时钟(masterclock)，时钟节点上发布同步时间的ptp端口称为主端口；而接收同步时间的时钟节点则称为从节点(slavenode)，从节点上的时钟则称为从时钟(slaveclock)，接收同步时间的ptp端口则称为从端口(slaveport)。ptp域中的节点称为时钟节点，协议中定义了下面三种类型的基本时钟节点：边界时钟(bc，boundaryclock)，普通时钟(oc，ordinaryclock)，透明时钟(tc，transparentclock)。ptp域中所有的时钟节点都按一定层次组织在一起，整个域的参考时间就是最优时钟(grandmasterclock，gm)，即最高层次的时钟。通过各时钟节点间ptp协议报文的交互最优时钟的时间最终将被同步到整个ptp域中，因此也称其为时钟源。

现有技术中，边界时钟节点是指该时钟节点在同一个ptp域内拥有多个ptp端口参与时间同步，它通过其中一个端口从上游时钟节点同步时间，并通过其余端口向下游时钟节点发布时间。当该时钟节点作为时钟源时，可以通过多个ptp端口向下游时钟节点发布时间。根据ptp协议规定，单独的边界时钟节点只能运行一个时钟域，单个边界时钟节点不会从属于多个时钟域，只能跟踪和传递单个时钟域的信息，不同时钟域的同步信息不能同时通过同一个边界时钟节点传递，因此现有通信网络中的边界时钟节点设备只支持单个ptp域，如果网络中的基站设备需要多个时钟域的时钟信息备份，往往需要增加对应的边界时钟节点设备，这会导致设备成本增加，组网更加复杂。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种支持多个ptp域同步的网络设备及方法，实现在同一个边界时钟节点上运行多个ptp同步域。

为实现上述目的，本发明提供了一种支持多个ptp域同步的网络设备，所述网络设备包括多个ptp协议处理模块和多个ptp物理端口模块，每一个ptp物理端口模块与多个ptp协议处理模块关联，每一个ptp协议处理模块与其所关联的ptp物理端口模块构成一个独立的ptp域，并且该ptp协议处理模块实现该ptp域内的时间同步。

优选的，所述网络设备还包括一配置模块，用于为每一个ptp域分配对应的ptp域号，每一个ptp协议处理模块建立与所述ptp域号的映射关系。

优选的，所述每一个ptp物理端口模块包括一配置单元，用于建立该ptp物理端口号与多个ptp域号的映射关系。

优选的，所述每一个ptp物理端口模块还包括一接收单元，用于接收一ptp同步报文，解析并获取所述ptp同步报文中的ptp域号，记录当前接收的时间戳，并将所述当前接收的时间戳发送至该ptp域号对应的ptp协议处理模块。

优选的，所述每一个ptp协议处理模块包括时间处理单元，用于接收本身的ptp域号所对应的当前接收的时间戳，记录所述当前接收的时间戳，并进行延时计算和时间校准处理。

优选的，所述每一个ptp协议处理模块包括一生成单元，用于生成一ptp同步报文，将自身对应的ptp域号和当前发送的时间戳封装进该ptp同步报文中，将所述封装后的ptp同步报文发送至所述ptp域号对应的ptp物理端口。

优选的，所述ptp物理端口将所述封装后的ptp同步报文发送至下游的网络设备中。

为实现上述目的，本发明提供了一种支持多个ptp域同步的方法，所述方法包括：

构建多个ptp协议处理模块，每一个ptp协议处理模块运行ptp协议；

建立每一个ptp物理端口与多个ptp协议处理模块的映射关系，每一个ptp协议处理模块与其所映射的ptp物理端口模块构成一个独立的ptp域，并且该ptp协议处理模块实现该ptp域内的时间同步。

优选的，每一个ptp域分配对应的ptp域号，每一个ptp协议处理模块建立与所述ptp域号的映射关系。

优选的，建立每一ptp物理端口号与多个ptp域号的映射关系。

与现有技术相比，本发明提供一种支持多个ptp域同步的网络设备及方法，所带来的有益效果为：同一网络设备可同时属于多个ptp域，每一个ptp域之间相互独立，因而可以实现单独的边界时钟节点可运行多个时钟域，可同时跟踪多个时钟域的时钟信息，以及传递多个时钟域的时钟同步信息；可以给下游时钟节点提供多个不同时钟域的时钟源，增强了时间同步的鲁棒性和灵活性。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例中支持多个ptp域同步的网络设备的系统框图。

图2是根据本发明的一个实施例中支持多个ptp域同步的方法的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述，但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

如图1所示的本发明一个实施例中，本发明提供一种支持多个ptp域同步的网络设备，所述网络设备包括多个ptp协议处理模块10和多个ptp物理端口模块11，每一个ptp物理端口模块与多个ptp协议处理模块关联，每一个ptp协议处理模块与其所关联的ptp物理端口模块构成一个独立的ptp域，并且该ptp协议处理模块实现该ptp域内的时间同步。

本发明提供了一种在同一个网络设备上支持多个ptp域同步的技术方案，在该网络设备中设置多个ptp协议处理模块，每一个ptp协议处理模块逻辑上对应一个ptp域，该ptp协议处理模块运行对应该ptp域的协议。所述网络设备还包括多个ptp物理端口模块，每一个ptp物理端口模块可与所有的ptp协议处理模块进行关联。每一个ptp协议处理模块可对应所有的ptp物理端口模块。每一个ptp协议处理模块与其所关联的ptp物理端口模块构成一个独立的ptp域，并且该ptp协议处理模块实现该ptp域内的时间同步。因此，该网络设备中可同时属于多个ptp域，每一个ptp域之间相互独立，因而可以实现单独的边界时钟节点可运行多个时钟域，可同时跟踪多个时钟域的时钟信息，以及传递多个时钟域的时钟同步信息。

根据本发明的一具体实施例，所述网络设备还包括一配置模块，用于为每一个ptp域分配对应的ptp域号，每一个ptp协议处理模块建立与所述ptp域号的映射关系。每一个ptp协议实例与对应的ptp协议处理模块进行一一绑定。每一个ptp协议处理模块运行其对应的ptp域号的ptp协议处理，并实现该ptp域号对应的ptp域内的时间同步。

根据本发明的一个具体实施例，所述每一个ptp物理端口模块包括一配置单元，用于建立该ptp物理端口号与多个ptp域号的映射关系。为每一个ptp物理模块进行ptp端口配置，每一个ptp物理端口号可对应多个ptp域号。因此，每一个ptp物理端口可以属于多个不同的ptp域，同一个ptp域的所有ptp物理端口的配置隶属于对应该ptp域的协议实例。每一个ptp物理端口可以作为主端口，也可以作为从端口。每一个ptp域中最多只有一个从端口。

根据本发明的一具体实施例，所述每一个ptp物理端口模块还包括一接收单元，用于接收一ptp同步报文，解析并获取所述ptp同步报文中的ptp域号，并记录当前接收的时间戳，将所述当前接收的时间戳发送至该ptp域号对应的ptp协议处理模块。所述每一个ptp协议处理模块包括时间处理单元，用于接收本身的ptp域号所对应的当前接收的时间戳，记录所述当前接收的时间戳，并进行延时计算和时间校准处理。每一个ptp协议处理模块处理的ptp同步原理一致，其基本原理如下：主从时钟之间交互同步报文并记录报文的收发时间，通过计算报文往返的时间差来计算主从时间之间的往返总延时。ptp协议定义了两种传播延时测量机制：请求应答机制和端延时机制，且这两种机制都以网络对称为前提。以请求应答机制为例，主时钟向从时钟发送同步报文，并记录发送时间t1；从时钟收到该同步报文后，记录接收时间t2；主时钟发送同步报文之后，紧接着发送一个携带有t1的跟随报文，从时钟向主时钟发送延时请求报文，用于发起反向传输延时的计算，并记录发送时间t3；主时钟收到该报文后，记录接收时间t4；主时钟收到延时请求报文之后，回复一个携带有t4的延时请求响应报文，从时钟便拥有了t1～t4这四个时间戳，由此可计算出主、从时钟间的往返总延时为[(t2–t1)+(t4–t3)]，由于网络是对称的，所以主、从时钟间的单向延时为[(t2–t1)+(t4–t3)]/2。因此，从时钟相对于主时钟的时钟偏差为：offset＝(t2–t1)-[(t2–t1)+(t4–t3)]/2＝[(t2–t1)-(t4–t3)]/2。

根据本发明的一个具体实施例，所述每一个ptp协议处理模块包括一生成单元，用于生成一ptp同步报文，将自身对应的ptp域号添加至该ptp同步报文中，以及将当前发送的时间戳封装进该ptp同步报文中，将所述封装后的ptp报文发送至所述ptp域号对应的ptp物理端口。ptp物理端口将所述封装后的ptp同步报文发送至下游的网络设备。当边界时钟节点作为时钟源时，可以通过多个ptp端口发送向下游时钟节点发送时间同步信息。

基于该技术方案，同一网络设备中可同时属于多个ptp域，每一个ptp域之间相互独立，因而可以实现单独的边界时钟节点可运行多个时钟域，可同时跟踪多个时钟域的时钟信息，以及传递多个时钟域的时钟同步信息；可以给下游时钟节点提供多个不同时钟域的时钟源，增强了时间同步的鲁棒性和灵活性。

如图2所示的本发明一个实施例中，本发明提供了一种支持多个ptp域同步的方法，所述方法包括：

s201、构建多个ptp协议处理模块，每一个ptp协议处理模块运行ptp协议；

s202、建立每一个ptp物理端口与多个ptp协议处理模块的映射关系，每一个ptp协议处理模块与其所映射的ptp物理端口模块构成一个独立的ptp域，并且该ptp协议处理模块实现该ptp域内的时间同步。

所述网络设备包括多个ptp物理端口，每一个ptp物理端口与所有的ptp协议处理模块建立映射关系。每一个ptp协议处理模块可对应所有的ptp物理端口。每一个ptp协议处理模块与其所映射的ptp物理端口模块构成一个独立的ptp域，并且该ptp协议处理模块实现该ptp域内的时间同步。因此，该网络设备中可同时属于多个ptp域，每一个ptp域之间相互独立。

根据本发明的一个具体实施例，为每一个ptp域分配对应的ptp域号，每一个ptp协议处理模块建立与所述ptp域号的映射关系。每一个ptp协议处理模块运行其对应的ptp域号的ptp协议处理，并实现该ptp域号对应的ptp域内的时间同步。

根据本发明的一个具体实施例，建立每一个ptp物理端口号与多个ptp域号的映射关系。每一个ptp物理端口号可对应多个ptp域号。因此，每一个ptp物理端口可以属于多个不同的ptp域，同一个ptp域的所有ptp物理端口的配置隶属于对应该ptp域的协议实例。每一个ptp物理端口可以作为主端口，也可以作为从端口。每一个ptp域中最多只有一个从端口。

根据本发明的一个具体实施例，所述方法还包括：所述ptp物理端口接收一ptp同步报文，解析并获取所述ptp同步报文中的ptp域号，并记录当前接收的时间戳，将所述当前接收的时间戳发送至该ptp域号对应的ptp协议处理模块。所述ptp协议处理模块接收所述当前接收的时间戳，记录所述当前接收的时间戳，并进行延时计算和时间校准处理。

根据本发明的一个具体实施例，所述方法还包括：所述每一个ptp协议处理模块包生成一ptp同步报文，将自身对应的ptp域号添加至该ptp同步报文中，以及将当前发送的时间戳封装进该ptp同步报文中，将所述封装后的ptp报文发送至所述ptp域号对应的ptp物理端口。ptp物理端口将所述封装后的ptp同步报文发送至下游的网络设备。当边界时钟节点作为时钟源时，可以通过多个ptp端口发送向下游时钟节点发送时间同步信息。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。