用于鲁棒精确时间协议同步的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于在通信系统中保持时钟同步的方法和系统。
【背景技术】
[0002] 通信系统包括在广泛地理区域上分布的、由诸如W太网和/或无线网络的网络连 接的设备的广泛分类，诸如交换机、路由器、基站、收发器等。为了系统的正确工作，该些设 备中的至少一些必须及时同步。用于分布式电子系统中的不同元件的时间同步的协议由电 气和电子工程师协会（I邸巧颁布，称作IE邸标准1588,并且在本文中称作精确时间协议 (PTP)。实现PTP W在亚微秒范围中获得时钟精度，使其适合测量系统、控制系统和通信系 统。
[0003] 由PTP解决的挑战在于用提供精确时间的主时钟同步联网设备，其中联网设备的 本地时钟可能不如主时钟精确。基本上，主时钟定期向从设备广播包含时间戳的同步分组。 基于时间戳并且通过其自身本地时钟，接收（从）设备能够计算其本地时钟与主时钟之间 的时间差，并且还确定分组传播时间。然后从设备能够基于传播时间和时间差校正其时钟， W实现从时钟对于主时钟的同步。
[0004] 为了自动配置用于时间同步的网络，在网络的域（子网）中，每个节点执行"最佳 主时钟"炬MC)算法W确定最佳时钟。BMC算法定期运行，使得PTP能够解决由于网络设备 的移除、添加或重定位导致的网络的配置中的变化。
[0005] 在典型配置中，网络可包括主时钟和在网络中分布、但连接到主时钟的从属PTP 服务实例。主时钟是具有高准确度和精确的时钟。PTP服务实例是可同步到主时钟的时钟， 并且进而将时间戳提供给比PTP服务实例离主时钟更远的其它网络设备。多于一个的PTP 服务实例能够服务网络的相同子域。例如，可提供两个PTP服务实例W获得冗余性，使得如 果一个PTP服务实例失效或由于链接故障的缘故变得不可访问，则剩余的PTP服务实例将 继续工作W将时间戳提供给子域中的设备。
[0006] 因此，在一种已知配置中，多个PTP服务实例同时运行。该些活动PTP服务实例可 全部位于单个节点中或位于不同节点中。对于具有多个活动PTP服务实例的挑战是该杨的 配置的相对复杂性和成本。在另一种已知配置中，可存在一个活动PTP服务实例W及一个 或多个非活动PTP服务实例。如果故障禁用活动PTP服务实例的服务，则可选择非活动PTP 服务实例来代替先前的活动PTP服务实例。活动和非活动PTP服务实例能够位于相同的节 点中或不同的节点中。对于具有非活动备用PTP服务实例的挑战是要求长时间W使非活动 PTP服务实例进入活动和同步的状态。该种恢复时间可取决于网络环境和本地硬件，使恢复 时间不可预测。
[0007] 因此，期望具有W下布置：对于单个域，在不具有多个活动PTP服务实例的情况下 提供PTP服务实例冗余性，并且当活动PTP服务实例失效时，相对快的切换到另一个PTP服 务实例。
【发明内容】
[000引本发明有利地提供用于在具有多个时钟的通信网络中保持时钟同步的方法和系 统。根据一个方面，本发明提供了第一精确时间协议（PT巧服务实例和第二PTP服务实例。 定期将动态PTP参数和调整PTP参数基本实时地从第一 PTP服务实例复制到第二PTP服务 实例。
[0009] 根据另一方面，本发明提供具有第一 PTP服务实例和第二PTP服务实例的通信系 统。第一 PTP服务实例具有静态参数、动态参数和实时调整参数。第二PTP服务实例具有 在后续时间定期从第一 PTP服务实例接收的动态参数和实时调整参数。
[0010] 根据又一方面，本发明提供了用于在通信网络中保持时钟同步的方法，该通信网 络至少具有第一 PTP时钟实例、第二PTP时钟实例和主时钟。最初，将第一 PTP时钟实例同 步到主时钟。定期将第一 PTP时钟实例的动态参数和实时调整参数复制到第二PTP时钟实 例。
[0011] 根据又一方面，本发明提供了具有布置成存储动态精确时间协议PTP参数和实时 PTP调整参数的存储器的网络节点。接口布置成接收动态PTP参数和实时PTP调整参数，并 且接收激活消息。网络节点还包括本地时钟。网络节点布置成在接收到激活消息后激活备 用PTP服务实例并且将本地时钟与主时钟同步。备用PTP服务实例至少部分基于动态PTP 参数和实时PTP调整参数。
【附图说明】
[0012] 当结合附图考虑时，参考W下详细描述，本发明及其附带的优势和特征的更全面 的理解将更容易被理解，其中：
[0013] 图1是根据本发明的原理实现精确时间协议（PTP)的示范性通信系统的框图；
[0014] 图2是根据本发明的原理实现PTP的示范性PTP服务实例的框图；
[0015] 图3是根据本发明的原理用于PTP时钟实例的同步的示范性过程的流程图；
[0016] 图4是根据本发明的原理用于从第一 PTP服务实例切换到第二PTP服务实例的示 范性过程的流程图；W及
[0017] 图5是根据本发明的原理用于从第二PTP服务实例切换回第一 PTP服务实例的示 范性过程的流程图。
【具体实施方式】
[0018] 在详细描述根据本发明的示范性实施例之前，要注意，实施例主要存在于与诸如 通信网络的电子系统中保持时钟同步有关的处理步骤和装置组件的组合。因此，在附图中， 系统和方法组件已由常规符号在合适之处表示，仅示出与理解本发明的实施例相关的那些 具体细节，免得用细节模糊本公开，该细节对于得益于本文描述的本领域的普通技术人员 将是明显的。
[0019] 如本文所使用，诸如"第一"和"第二"、"顶部"和"底部"等之类的相关术语，可被 使用仅仅来区分一个实体或元件与另一个实体或元件，而未必要求或暗指在该些实体或元 件之间的任何物理或逻辑关系或顺序。
[0020] 现在参考附图，其中类似的附图标记表示相似的元件，图1示出具有将主时钟104 通信地禪合到保护组106的中介网络102的示范性通信网络100。主时钟102提供用于同 步保护组106的一个或多个时钟的相对精确的时钟。在图1中，示出具有本文统称为PTP 时钟或服务实例108的两个PTP服务实例108a和108b的保护组106。保护组106中可包 括多于或少于两个的PTP服务实例108。PTP服务实例108可包括在相同的节点中或可位 于不同的节点中。同样，PTP服务实例可共享相同的网络地址或具有不同的网络地址。
[0021] 在后续讨论中，PTP服务实例108a是在故障之前活动的主PTP服务实例，而PTP服 务实例108b是在故障之前非活动的备用PTP服务实例。将活动PTP服务实例108a的时钟 同步到主时钟104并且定期重新同步到主时钟104。主时钟104可维护由主时钟104服务 的各种PTP服务实例的地址和配置数据105的数据库。
[0022] 活动PTP服务实例108a服务于可在保护组106之内或之外的一个或多个时钟。例 如，在一个实施例中，PTP服务实例108a和108b在网络100的子域的边界上，并且它们服 务于普通时钟110a、11化和110c。注意保护组106可包括普通时钟W及边界时钟。因此， 尽管在保护组106之外示出普通时钟110a、11化和110c，但是预期在备选实施例中，该些普 通时钟的一个或多个能够包括在保护组106中。
[0023] 在图1中，第一 PTP服务实例108a具有参数112,并且第二PTP服务实例具有参数 114。参数114是从参数112中的一些或全部复制的。每个PTP服务实例可具有至少=类 参数；（1)静态PTP参数，（2)动态PTP参数，W及（3)实时调整参数。在一个实施例中，在 初始化时间，备用PTP服务实例的静态PTP参数可从主PTP服务实例复制。在另一个实施 例中，可独立配置备用PTP服务实例的静态PTP参数。
[0024] 静态PTP参数可包括例如时钟身份、时钟质量、优先级和域号。在IE邸标 准1588-2008中可找到更完整的清单。部分清单包括；defaultDS (clockidentity、 clockQuality、 priorityl、 priority2、 domainNumber、 slaveOnly、 twoStepFlag、 numberPorts)portDS(portIdentity、delayMechanism、versionNumber、通矢口接收超时）， 对于多播adding-(通知间隔，同步间隔l，DelayReqInterval)，对于单播adding-(查询间 隔，持续期，announce/sync/delayResp消息间的时期，sync/delayResp接收超时，单播主 地址）。
[0025] 动态PTP参数可包括例如PTP时钟类型和PTP端口