基于ptp协议的时钟校准方法
【技术领域】
[0001]本发明属于时间同步的技术领域，具体涉及一种基于PTP协议的时钟校准方法。
【背景技术】
[0002]在通信网络中，许多业务的正常运行都要求网络时钟同步，精确时间协议(Precis1n Time Protocol，以下简称PTP)是一种时间同步的协议，已经广泛应用于第四代移动通信技术(4th-Generat1n，4G)中。下面简要介绍下PTP协议，应用了 PTP协议的网络称为PTP域，通常PTP域中包括一个主钟和较多从钟，图1所示为一个PTP域。PTP协议定义了以下三种类型的基本时钟节点:
[0003](I)普通时钟(Ordinary Clock，以下简称0C):该时钟节点在同一个PTP域内只有一个PTP端口参与时间同步，并通过该端口从上游时钟节点同步时间。此外，当时钟节点作为时钟源时，可以只通过一个PTP端口向下游时钟节点发布时间，我们也称其为0C。
[0004](2)边界时钟(Boundary Clock，以下简称BC):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。此外，当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，我们也称其为BC。
[0005](3)透明时钟(Transparent clock，以下简称TC):与BC/0C相比，BC/0C需要与其它时钟节点保持时间同步，而TC则不与其它时钟节点保持时间同步。TC有多个PTP端口，但它只在这些端口间转发PTP协议报文并对其进行转发延时校正，而不会通过任何一个端口同步时间。
[0006]如图1所示，主钟10以全球定位系统(Global Posit1ning System，以下简称GPS)为时钟源，获得GPS绝对时钟。主钟10与从钟A 11之间通过BC模式进行时间同步，具体的，主钟10周期性地与从钟A 11进行报文交换，从钟A 11根据交换的报文调整自己的时间，以实现与主钟10的时间同步；然后从钟A 11周期性地与下游从钟C 13和下游从钟D 14交换报文，下游从钟C 13和下游从钟D 14根据交换的报文调整自己的时间，以实现与从钟A 11的时间同步。同样的，从钟B 12实现与主钟10的时间同步，下游从钟E 15和下游从钟F 16实现与从钟B 12时间同步，最终实现整个PTP域的时间同步。
[0007]当从钟A 11因本身晶振故障等原因而存在时间偏差时，下游从钟C 13和下游从钟D 14与从钟A 11同步后，下游从钟C 13和下游从钟D 14的同步时间也会相应出现偏差，这种情况下，可以通过对从钟A 11进行校准以消除从钟A 11的时间偏差，从而消除下游从钟C 13和下游从钟D 14产生的相应的时间偏差。当从钟A 11本身晶振存在故障时，对从钟A 11的时间偏差进行校准后，从钟A 11还会出现时间偏差，为了消除从钟A 11的时间偏差，就需要隔一段时间对从钟A 11进行一次校准，但两次校准之间的这段时间从钟A 11也是存在时间偏差的，而且当PTP域中从钟较多时，对PTP域中所有从钟校准一次需要很长的周期，对同一从钟两次时间校准之间的时间间隔也会较长，在两次校准之间的这段较长时间内从钟A 11也是存在时间偏差的，而且时间偏差可能还很大，对下游从钟C 13和下游从钟D 14的同步时间产生影响。所以需要一种下游从钟C 13和下游从钟D 14能够根据从钟A 11的时间偏差调整自己的时间的方法，以减少从钟A 11的时间偏差对下游从钟C 13和下游从钟D 14的同步时间的影响。
【发明内容】
[0008]为了解决PTP域中从钟存在时间偏差，而且对该从钟的时间偏差校准后，经过一段时间该从钟还会出现时间偏差时，该从钟的时间偏差会影响该从钟的下游从钟的同步时间的问题，本发明提出一种基于PTP协议的时钟校准方法，以使下游从钟能够根据从钟的时间偏差调整自己的时间，减少从钟时间偏差的影响，提高下游从钟与从钟时间同步的精确度和准确度。
[0009]本发明基于PTP协议的时钟校准方法，该方法包括以下步骤:
[0010](I)将时间测试仪与校验时钟源连接，该校验时钟源与PTP域中的主钟的同步时钟源相同；
[0011](2)将所述时间测试仪与待校准的从钟连接，以测量该从钟与所述校验时钟源的时间偏差值M ;
[0012](3)将所述时间测试仪与所述从钟的下游从钟连接，以测量该下游从钟与所述校验时钟源的时间偏差值N ；
[0013](4)根据所述时间偏差值M和所述时间偏差值N的趋势，计算所述下游从钟的校准范围值。
[0014]其中，所述步骤(4)中，如果所述时间偏差值M为正，表明所述从钟的时间偏慢，则所述下游从钟以Delay+Offset+N进行时间校准；如果所述时间偏差值M为负，表明所述从钟的时间偏快，则所述下游从钟以Delay+Offset-N进行时间校准。
[0015]其中，该方法还包括，根据所述步骤(2)得到的时间偏差值M对所述从钟进行校准。
[0016]其中，所述时间偏差值M和N均为所述时间测试仪测量若干次后得出的平均值。
[0017]其中，如果所述从钟的时间偏差值与前一次测得的该从钟的时间偏差值之间的差值大于预设值时，则认为该从钟故障。
[0018]其中，当所述从钟故障时，进行告警。
[0019]其中，如果所述下游从钟的时间偏差值与前一次测得的该下游从钟的时间偏差值之间的差值大于预设值时，则认为该下游从钟故障。
[0020]其中，当所述从钟故障时，进行告警。
[0021]其中，所述校验时钟源和所述同步时钟源均为GPS。
[0022]其中，所述校验时钟源和所述同步时钟源均为BDS。
[0023]本发明基于PTP协议的时钟校准方法具有如下的有益效果:
[0024]在PTP域中，当从钟由于本身晶振故障等原因存在时间偏差，而且在对该从钟进行连续两次校准之间的这段较长时间内，该从钟还会出现时间偏差，且该时间偏差可能会很大，下游从钟与该从钟时间同步时，该从钟的时间偏差会影响下游从钟的同步时间，本发明基于PTP协议的时钟校准方法，首先检测从钟相对于校验时钟源是偏快还是偏慢，如果从钟的时间偏差值为负说明该从钟偏快，则该从钟的下游从钟以Delay+Offset-N进行时间校准，如果从钟的时间偏差值为正说明该从钟偏慢，则该从钟的下游从钟以Delay+Offset+N进行时间校准，其中，N指下游从钟的时间偏差值，这样下游从钟能够根据从钟的时间偏差值的趋势调整时间，减少了在对从钟进行连续两次校准之间的这段较长时间内从钟时间偏快或偏慢对下游从钟的影响，这样即使从钟存在时间偏差，下游从钟与从钟时间同步后经过本发明基于PTP协议的时钟校准方法的校准，下游从钟的时间也是准确的，提高了下游从钟与从钟时间同步的精确度和准确度，最终提高了整个PTP域时间同步的精确度和准确度。
【附图说明】
[0025]图1为PTP协议时间同步的原理示意图；
[0026]图2为本发明基于PTP协议的时钟校准方法的原理示意图；
[0027]图3为PTP域中主钟和从钟同步的原理示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图介绍本发明的