用于精确时间协议(ptp)实体的配置的智能监管的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明一般涉及通信网络中的节点的同步，更具体地涉及通信网络中的精确时间协议(PTP)实体的配置。
【背景技术】
[0002]IEEE 1588标准被称作“用于连网测量和控制系统的精确时钟同步协议”或简称作“PTP”。PTP最初由IEEE在2002年标准化。在2008年修订的标准中，发布IEEE 1588-2008。该新版本，也称作PTP版本2，改进了准确度、精确性和鲁棒性，但是没有与最初的2002版本向后兼容。
[0003]PTP是用于在整个网络中同步时钟的协议。它定义允许许多空间分布的实时时钟通过“封装兼容的”网络(通常是以太网)来同步的过程。在局域网上，它实现亚微秒范围内的时钟准确度，使其适合于测量和控制系统。挑战是采用精确系统时间戳在时间方面使连网设备互相同步。基于该时间戳，随后测量的时间差值能够彼此相关。
[0004]在以太网系统中，由CSMA/⑶过程造成的不可预知的冲突可导致时间封装被延迟或完全消失。为此，IEEE 1588定义特殊的“时间同步”过程。首先，一个节点(IEEE 1588主时钟)传送包含所估计的传送时间的“同步(Sync)”分组。确切的传送时间由时钟捕获，并且在第二“跟踪(Follow Up)”消息中被传送。基于第一分组和第二分组以及通过其自身的时钟，接收器现在能够计算其时钟和主时钟之间的时间差。为了实现最好的可能结果，应该在硬件中或尽可能地接近硬件生成PTP时间戳。在从动者和主控者之间的第二传送过程(“延迟”分组)中循环确定分组传播时间。随后从动者能够校正其时钟并且使其适合于当前总线传播时间。
[0005]PTP服务广泛用于以太网中作为用于时间和/或频率同步的机制。当前，网络运营商手动配置PTP服务。对于具有许多节点的大型网络，PTP服务的配置可能是复杂的。网络运营商必须为每个节点确定适当的角色和PTP设置。用于节点的角色确定应考虑许多因素，诸如网络拓扑、节点在网络中的位置、节点的能力、以及节点所服务的客户的数量。这些节点之间的依从关系也使角色确定变得复杂。用于节点的示范性设置包括时间属性、本地时钟、母时钟、PTP端口、通告间隔/超时、延迟机制和延迟请求间隔。该列表不是穷举，而是说明对于许多节点配置PTP设置中涉及的复杂性。
[0006]手动配置的另一个缺点是，由于节点被添加到网络或从网络移除，因此网络配置可随时间改变。另外，由给定节点服务的客户的数量可随时间改变。因此，需要周期性地重新评估PTP服务的配置，并且需要随着网络配置改变而做出适当变化。对于网络运营商而言，当网络配置变化时，PTP服务的重配置能够是耗时的并且昂贵的。
[0007]从网络运营商的立场来看，网络管理系统应是对用户友好的，易于使用，并且在网络配置变化时提供灵活性以允许网络运营商优化网络性能并且使收入最大化。当前，需要一种网络管理系统来帮助网络运营商配置并且部署PTP网络。
【发明内容】
[0008]本发明提供一种网络管理系统以简化PTP网络的配置和部署。称作智能监管器的逻辑实体位于PTP网络中的管理节点。智能监管器与位于PTP网络中的客户节点的智能监管器代理通信。客户节点处的智能监管器代理将诸如客户节点的PTP属性之类的信息反馈给智能监管器。管理节点分析客户节点的PTP属性连同关于网络拓扑的信息和其它有关信息，以便为客户节点确定PTP角色和配置。
[0009]本发明的示范性实施例包括在通信网络中的管理节点处实现的配置通信网络中的一个或多个客户节点处的精确时间协议(PTP)实体的方法。在一个示范性方法中，管理节点确定所述客户节点中的一个或多个客户节点处的PTP实体的PTP属性，并且收集用于通信网络的网络拓扑信息。管理节点随后基于客户节点的PTP属性和网络拓扑信息为一个或多个目标PTP实体定义PTP角色。随后基于目标PTP实体的相应的PTP角色来确定用于目标PTP实体的PTP配置。将PTP配置发送到客户节点中相应的客户节点以用于配置目标PTP实体。
[0010]本发明的其它实施例包括通信网络中的管理节点。管理节点包括用于与通信网络中的一个或多个客户节点通信的网络接口以及连接到网络接口的处理电路，该处理电路用于在通信网络中在所述客户节点中的一个或多个客户节点处配置精确时间协议(PTP)实体。处理电路确定所述客户节点中的一个或多个客户节点处的PTP实体的PTP属性，并且收集用于通信网络的网络拓扑信息。基于PTP属性和网络拓扑信息，处理电路为一个或多个目标PTP实体定义PTP角色，为目标PTP实体确定PTP配置，并且将PTP配置发送到客户节点中相应的客户节点以用于配置目标PTP实体。
[0011 ] 本发明的其它实施例包括在通信网络中的客户节点处实现的配置客户节点处的精确时间协议(PTP)实体的方法。在一个示范性方法中，客户节点将PTP实体的PTP属性发送到管理节点。接下来，客户节点从管理节点接收用于客户节点处的PTP实体的PTP配置。客户节点执行配置过程以根据从管理节点接收的PTP配置来配置PTP实体。
[0012]本发明的其它实施例包括通信网络中的客户节点。在一个实施例中，客户节点包括用于与通信网络中的管理节点通信的网络接口以及连接到网络接口的处理电路，该处理电路用于配置客户节点中的精确时间协议(PTP)实体。处理电路配置成将PTP实体的PTP属性发送到管理节点，并且从管理节点接收响应中的PTP配置。处理电路随后执行配置过程以根据从管理节点接收的PTP配置来配置PTP实体。
[0013]所述的示范性实施例简化PTP网络的部署和配置。配置过程能够被完全自动化以优化同步性能。而且，例如，当新的节点被部署或节点被移除时，能够响应于网络中的变化自动重配置网络。
【附图说明】
[0014]图1示出按照包括用于配置网络节点处的PTP实体的智能监管器的一个实施例的通信网络。
[0015]图2示出包括智能监管器的网络节点的主要功能元件。
[0016]图3示出包括智能监管器代理的网络节点的主要功能元件。
[0017]图4示出用于配置网络节点处的PTP实体的示范性设立过程。
[0018]图5示出用于响应于检测到故障来重配置一个或多个PTP实体的示范性恢复过程。
[0019]图6示出由智能监管器实现的用于确定一个或多个PTP实体的配置的示范性方法。
[0020]图7示出由智能监管器代理实现的配置网络节点处的PTP实体的示范性方法。
【具体实施方式】
[0021]现在参考附图，图1示出实现精确时间协议(PTP)的示范性通信网络10。图1中所示的示范性通信网络10使用环形拓扑。本领域的技术人员要理解，本发明不限于在具有环形拓扑的网络中使用，而是还能够在具有总线、树形、星形、或网状拓扑、或不同拓扑的组合的通信网络10中使用。图1的通信网络10包括由字母A、B、C和D标记的四个环12。每个环12包括多个节点14。
[0022]主环A包括分别标记为节点A1-A5的五个节点14。节点Al和A5配置成用作网络10的PTP大师或管理(GM/M)节点100。节点Al用作主要GM/M节点100 (图2)，而节点A5用作备用GM/M节点100。节点A2-A4用作将环B-D连接到主环A的交换节点。节点A2-A4配置作为在边界时钟(BC)模式中操作的PTP客户节点200 (图3)。节点B1-B5是环B上的设备节点，C1-C5是环C上的设备节点，并且节点D1-D6是环D上的设备节点。这些设备节点还配置作为在普通时钟(OC)模式中操作的PTP客户节点200。
[0023]图2示出一个示范性实施例中的GM/M节点100的组件。GM/M节点100包括通信接口 105和PTP处理电路110。通信接口 105使用诸如以太网协议之类的已知通信协议来提供到通信网络10的连接。PTP处理电路110的主要功能是收集关于客户节点200的PTP属性和网络拓扑的信息，以便为客户节点200确定适当角色，为客户节点200选择适当PTP配置，并且将所选择的PTP配置发送到客户节点200。
[0024]PTP处理电路110的主要功能组件包括智能监管器(IS) 115,PTP策略控制器120、分析处理器125、角色确定处理器130、网络信息控制器135和配置处理器140。这些组件可由一个或多个微处理器、硬件或其组合来实现。
[0025]智能监管器115包括用于GM/M节点100的主控制逻辑。它与客户节点200通信以收集关于PTP属性的信息。它还可与通信网络内的其它节点通信以收集关于网络拓扑的信息。它还控制和协调处理电路110中的其它组件的操作以执行PTP网络的自配置并且优化PTP网络部署。
[0026]PTP策略控制器120提供针对不同的PTP角色的规则和要求。例如，客户节点可用作边界时钟(BC)、普通时钟(OC)主控者或从动者、或者透明时钟