一种以太数据与多路e1数据的处理方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信网络研宄领域，尤其涉及一种以太数据与多路El数据的处理方法及系统。
【背景技术】
[0002]以太网作为一种应用最广泛的通信网络，以其优越的性价比、技术成熟度高和高传输速率等优势，成为通信承载网的主要发展方向。随着网络的发展，网络的组网形态、业务类型和应用场合等已发生了深刻的变化，在以太网走向网络融合的过程中，许多业务的正常运行都要求精确的时钟同步，因此对时钟同步的需求提出了越来越高的需求。例如，在3G、4G移动通信网络中，基站间不仅要求频率同步，而且对时间同步的要求也越来越严格，如仅通过GPS、BD卫星系统来满足此要求，成本较高。
[0003]IEEE1588 是精密时间同步协议(Precis1n Time Synchronizat1n Protocol,PTP)，可在主、从时钟设备间提供基于以太网络连接时间同步功能。PTP协议采用软硬件相结合的方式，在物理层由硬件打时间戳，主、从设备间的同步精度可达微秒级。通常情况下，记录PTP硬件时间戳的位置位于PHY与MAC间，因为在网络理想情况下，PTP数据报文通过收、发端的PHY器件及网络这些物理线路的总时延是稳定的、可测量的。
[0004]PTP同步精度会受以太网络流量变化以及时延抖动等因素的影响，因此在进行多跳数、长距离传输时，同步精度往往不能得到保证。目前情况下，PTP协议还不能在传统路由器或交换机上进行高精度远程传输。
[0005]目前的传输网络以SDH传输网为主体。SDH技术，以其可靠性、可控性、扩展性以及完善的网络体制，在传输网中占着主导地位。SDH的常用用户接口为Ε1，ΡΤΡ数据包可以通过El接口进入SDH网络进行长距离传输。
[0006]目前，常用的PTP业务接入El的方法是在以太网口与El链路接口间加ETHERNET/El协议转换器，直接将PTP数据包通过ETHERNET/E1协议转换器封装到El链路，通过El链路接入SDH中实现长距离时间数据传输。通常以太网口传输速率为1000/100bit/s，而El线路传输速率为2.048Mbit/s，并且以太网接口的数据特征为间歇性和突发性强，而El接口的数据特征则是固定速率传输。由于速率不匹配，ETHERNET/E1协议转换器都应具有缓存机制，因此，以太数据包通过协议转换器的时延是不确定的。为了解决协议转换器的时延不确定性问题，常采用的处理方法主要有两种:一种是计算PTP数据报文在协议转换过程中的时延数据，并将时延数据修正到PTP数据报文中；另一种是控制PTP数据报文在两个协议转换器中滞留固定时间。采用计算或控制时延的方法，增加了数据报文处理的复杂度，计算或控制时延过程带来的误差不利于系统同步精度的提高。
[0007]通常，时间服务器都需要提供多个授时接口，为多条链路或节点提供时间同步业务。常用的应用方式有:一种是时间服务器的每个PTP (以太)业务口与ETHERNET/E1协议转换器连接，来实现通过El通道对远程节点授时；另外一种是时间服务器出一个PTP (以太)业务口，并配置PTP交换机，通过PTP交换机扩展多路PTP信号接口，再分别为每个扩展的PTP信号接口配置ETHERNET/E1协议转换器来接入El链路，从而实现对远程节点授时。因此目前的常用实现方式需要时间服务器配置多个PTP业务输出口或PTP交换机，多个ETHERNET/E1协议转换器，设备数量多，需要信号转换，不利于工程应用和系统同步精度的提高。采用I个以太接口直接对应I个El接口的方式，由于两个接口的带宽不匹配，以太接口的带宽利用率低，不利于系统性能的提高。
[0008]现有技术一中采用El/Ethernet协议转换器精确测量了进出以太网接口和El接口的时间差，并更新PTP报文的修正域，来达到消除协议转换带来的影响的目的。又提供了一种以太网与El协议间转换的机制，对以太报文进行识别，识别出PTP时间报文并计算其在协转过程的时延，并将时延数据修正到Fol1wJJp报文的时间戳11中或Pdelay_Resp_Follow_Up报文的时间戳t3中，来达到消除转换过程中产生的时延、降低链路抖动、提高授时精度的目的。
[0009]现有技术一需要准确计算PTP数据报文在协转转换过程中的时延，并将时延修正到报文数据中，这种处理方式的主要缺点有:时延计算过程中带来的误差会影响PTP授时精度的提高；由于以太数据端口的带宽大，El端口的带宽小，因此需要对以太端口接收的数据进行缓存，这样不仅会增加每帧数据报文的时延计算难度，还需要正确匹配每帧数据的时延数据，带来了报文数据处理的风险，不利用PTP授时精度的提高。
[0010]在现有技术二中，针对现有时间同步系统在应用于一主站对多子站场景存在设备数量多的问题，其中提出一种多E1/PTP时间通过适配器连接的设计方法。多E1/PTP时间通道适配器设置有以太PTP接口和多个El接口，其主要作用用于建立多个El接口与连接的子时间服务器硬件地址的对应关系、实现以太PTP接口信号和EI接口信号的映射和解映射。主要特征为:将以太PTP接口接收的同步(Sync)报文以广播方式发送到每个El接口，各个El接口独立计算报文的时延并填入报文的修正域字段；将以太PTP接口接收的跟随(Follow_Up)报文以广播方式发送到每个El接口 ；将El接口接收的请求(Delay_Req)报文接收，计算时延并将时延填入报文的修正域，并发送到以太PTP接口 ；同时记录El接口号和报文携带的MAC地址(子时间服务器硬件地址);将以太PTP接口接收的请求响应(Delay_Resp)报文，根据El接口号和报文中的MAC地址(子时间服务器硬件地址)的对应关系，将报文转发到MAC地址(子时间服务器硬件地址)对应的El接口。
[0011]现有技术二中，上述多E1/PTP时间通道适配器提出了以太PTP接口与多El接口间的数据进行映射和解映射的方法，优化了多El 口的PTP应用场合下的设备配置数量，但其实现方法及机制存在如下问题:对以太(PTP)接收的同步(Sync)报文及跟随(Follow_Up)报文以广播方式发送到每个El接口，这适合组播模式下的PTP的报文应用；但是在单播模式下，广播这两种报文会造成其他El线路上传输大量冗余数据，占用El线路带宽，降低了 El线路的利用率；通过从El接口接收的请求(Delay_Req)报文中获取的MAC地址(子时间服务器硬件地址)与El接口号建立的映射关系，来对以太(PTP)接收的的请求响应(Delay_Resp)报文进行定向转发的方式，适合于单播模式下的PTP的应用；对于组播模式下，请求(Delay_Req)报文的源MAC地址是组播地址，不适合于这样的处理方法；采用计算报文在适配器中的时延并修正到报文数据中的方法，会在时延计算过程中带来误差，不利用系统授时精度的提高。
[0012]综上所述，本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题:
在现有技术中，目前基于El通道的PTP授时系统的主要缺点表现在下面方面:
采用将ETHERNET/E1协议过程中时延修正到报文的方法，时延计算中带来的误差影响同步精度的提尚;
在计算ETHERNET/E1协议转换时延的过程中，时延计算时钟的频率误差会带来PTP报文时延计算的误差；由于ETHERNET与El在不同的时钟域，两个时钟的相差的抖动也会带来PTP报文时延计算的误差；
采用控制ETHERNET/E1协转换过程中的时延固定的方法，时延控制中带来的误差影响同步精度的提尚;
时延计算时钟的频率偏差会带来PTP报文时延控制的误差；由于ETHERNET与El在不同的时钟域，两个时钟的相差的抖动也会带来PTP报文时延控制的误差。
[0013]目前多El接口的处理机制存在缺陷:
单播模式下，采用将PTP报文广播到所有El接口，会造成El线路上传输大量冗余数据，占用El线路带宽，降低El线路的利用率；
组播模式下，将某个El接口的回复报文广播到所有El接口，也会造成El线路上传输大量冗余数据，占用El线路带宽，降低El线路的利用率；
通过记录El接口接收的El线路的报文的MAC地址的方法不适用于PTP的组播模式；采用计算报文在以太与El中适配过程中的时延的方法，会在时延计算过程中由于时延计算时钟的频率差等因素带来计算误差，这样不利于系统授时精度的提高。
【发明内容】
[0014]本发明提供了一种以太数据与多路El数据的处理方法及系统，解决了现有技术中存在的技术问题，实现了满足多节点、长距离时间同步系统网络构建的应用需求，达到优化和简化系统设计，降低授时精度的不利因素，提高授时精度，实现多El接口授时的应用需求的技术效果。
[0015]为解决上述技术问题，本申请实施例一方面提供了一种以太数据与多路El数据的处理方法，所述方法包括:
51:从El接收接口的串行数据流中恢复出以太报文数据，并记录以太报文恢复时刻的系统时间数据；将记录的时间数据插入需要接收时间数据的以太报文中；每个El接收接口恢复、处理后的以太报文数据都进行分区域缓存；依次将各个El接收缓存区域空间的以太报文添加El端口 VLAN标记后向以太接口发出；
52:从以太接口接收的以太报文数据，根据VLAN号路由到对应EI端口的发送缓存空间中；各个El发送端口在将发送缓存空间的以太报文进行El封装，发送过程中，记录以太报文发送时刻的系统时间数据，并将记录的时间数据或处理后的数据插入需要发送时间数据的以太报文中。
[0016]进一步的，从El接口接收的串行数据流中恢复出以太报文数据，并记录以太报文数据恢复时刻的系统时间；对从El数据流中恢复出的以太报文数据进行识别，识别出PTP事件报文，并将恢复时刻的时间戳数据插入PTP事件报文的PTP头部的保留字节处，再将报文进行缓存；对于识别出的非PTP事件报文，直接将报文进行缓存；依次将每路El接收缓存空间的以太报文数据添加上端口 VLAN标记后送到以太接口。
[0017]进一步的，从以太接口接收的以太报文数据，根据以太报文数据的VLAN标记对以太报文数据进行路由，以太报文数据的VLAN号与El端口所对应的VLAN号相同时，将该数据帧去掉VLAN标记后转发到该El端口所对应的缓存空间；如果数据帧不带VLAN标记或VLAN号与所有EI端口对应的VLAN号不匹配时，将该数据帧向所有EI端口的缓存空间转发；每路El发送缓存空间的以太数据进行封装后发送到El接口，在这过程中，记录以太