专利名称：实现时钟同步的方法、装置和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种实现时钟同步的方法、装置和系统。
背景技术：
时钟同步是传输系统设计的重要指标，它为系统中的每个设备提供正确的时钟信 息，提高系统的传输质量和效率。随着城域以太网技术的不断发展，以IP为基础的异步通 信网络时钟同步问题将成为亟待解决的问题，下一代传送网将融和大量以太网技术，异步 数据网络如何进行时钟同步成为目前主要问题。 随着IP网络技术的发展，IP时钟同步多种技术——以太网物理层同步、 CESoP(Circuit Emulation Service Over Packet,基于包的电路仿真业务)、TOP (Time Over Packet,基于包的时钟恢复技术)逐渐趋于成熟。其中，以太网物理层同步需要对 PSN(Packet Switched Network,分组交换网)网络设备的接口 PHY (Port Physical Layer, 端口物理层)芯片进行改造，以便提取线路时钟。但此种同步方式只支持频率同步，不支持 时间同步；CESoP时钟同步是点对点时钟同步，发生在有业务相关的设备间，如果设备间无 业务数据流则无法进行时钟同步，而且此种方式只能进行频率恢复，不支持时间同步；ToP 是利用时间戳进行频率恢复，可以独立于业务对时间戳信息进行分发，建立一个时间同步 网。 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题 目前，基于上述三种实现时钟同步的技术，虽然能够实现IP通信网络设备中的时
钟同步，但是只能支持时间同步，或者只能支持频率同步，时间同步质量较差。
发明内容
本发明的实施例提供一种实现时钟同步的方法、装置和系统，能够提高时间同步质量。 为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案
—种实现时钟同步的方法，包括
获取各端口的时间戳组； 从所述时间戳组中选择一个时间戳作为基准时间戳，根据所述基准时间戳得到同 步时钟控制信息； 将所述同步时钟控制信息下发到各端口，所述同步时钟控制信息用于提供给各端 口进行时钟同步。 —种时钟同步装置，包括 获取模块，用于获取各端口的时间戳组； 时钟同步模块，用于从所述时间戳组中选择一个时间戳作为基准时间戳，根据所 述基准时间戳得到同步时钟控制信息； 下发模块，用于将所述同步时钟控制信息下发到各端口，所述同步时钟控制信息用于提供给各端口进行时钟同步。
—种实现时钟同步的系统，包括至少一个端口和时钟同步装置，其中， 所述端口，用于接收或发送报文，生成报文的时间戳组，并接收所述时钟同步装置
下发的同步时钟控制信息，根据所述同步时钟控制信息进行时钟同步； 所述时钟同步装置，用于获取各端口的时间戳组，从所述时间戳组中选择一个时 间戳作为基准时间戳，根据所述基准时间戳得到同步时钟控制信息，将所述同步时钟控制 信息下发到各端口。 本发明实施例提供的实现时钟同步的方法、装置和系统，从获取的各端口的时间 戳组中选择一个时间戳作为基准时间戳，根据所述基准时间戳得到同步时钟控制信息，并 下发给各端口 ，各端口根据所述同步时钟控制信息进行时钟同步。与现有技术相比，本发明 由各端口的时间戳组中选取基准时间戳，各端口接收相同的同步时钟控制信息，能够实现 通信设备的多端口的时钟同步，提高时间同步质量。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的实现时钟同步的方法流程图；
图2为本发明实施例二提供的实现时钟同步的方法流程图；
图3为本发明实施例三提供的时钟同步装置结构示意图；
图4为本发明实施例四提供的时钟同步装置结构示意图；
图5为本发明实施例五提供的实现时钟同步的系统结构示意图；
图6为本发明实施例六提供的实现时钟同步的系统结构示意图。
具体实施例方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。 为使本发明技术方案的优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作详细说 明。 本发明的实施例提供一种实现时钟同步的方法，能够实现通信设备时钟同步，提
高时间同步质量。 实施例一 如图1所示，所述实现时钟同步的方法包括
S101、获取各端口的时间戳组； S102、从所述时间戳组中选择一个时间戳作为基准时间戳，根据所述基准时间戳 得到同步时钟控制信息；
S103、将所述同步时钟控制信息下发到各端口，所述同步时钟控制信息用于提供 给各端口进行时钟同步。 本发明实施例提供的实现时钟同步的方法，从获取的各端口的时间戳组中选择一 个时间戳作为基准时间戳，根据所述基准时间戳得到同步时钟控制信息，并下发给各端口， 各端口根据所述同步时钟控制信息进行时钟同步。与现有技术相比，本发明由各端口的时 间戳组中选取基准时间戳，各端口接收相同的同步时钟控制信息，能够实现通信设备的多 端口的时钟同步，提高时间同步质量。
实施例二 如图2所示，所述实现时钟同步的方法包括
S201、端口接收IEEE1588报文封装包。 S202、端口对所述IEEE 1588封装包进行解析，依据IEEE 1588协议提取对应报文的 时间戳。 本发明中时间戳是指端口接收或发送报文的时间，各个端口由于系统的差异性， 可能时间戳不同步，即对于同一个类型的报文，到达端口的时间不一致，时间戳也不一样。
在本发明实施例中，是以IEEE 1588为例进行说明，在其他实施例中还可以其他类 型的报文。 依据IEEE1588协议要求，要求在PHY层进行时间戳标识，然而目前PHY器件无法 支持时间戳标识，因此采用本地时钟在设备入/出端口的MAC层接口对报文进行时间戳标 识，保证时间戳精度为ns级别以内且无任何缓存抖动。 当PHY器件发送和接收报文时，将通过MAC产生报文发送请求或接收报文指示信 号，在MAC层接口处，本地时钟根据发送请求或报文接收有效指示及前导码对报文进行时 间戳标识，这样保证PHY与MAC间没有因为报文缓存而引起的标识时间戳的抖动影响，从而 保证时钟恢复的精度，此处处理报文抖动范围为0-1个系统时钟。 其中，IEEE1588定义了一个在测量和控制网络中，与网络交流、本地计算和分配对
象有关的精确时钟同步协议(PTP)。 PTP(Precision Time protocol,精确时钟同步协议)
是以IEEE1588为标准定义了一个在测量和自动化系统中的时钟同步协议，该协议适合于
以太网，可以实现微秒级高精度的时钟同步。IEEE1588所定义的精确网络同步协议实现了
网络中的高度同步，使得在分配控制工作时无需再进行专门的同步通信，从而达到了通信
时间模式与应用程序执行时间模式分开的效果。由于高精度的同步工作，使以太网技术所
固有的数据传输时间波动降低到可以接收的，不影响控制精度的范围。 S203、端口保存所述时间戳，将所述至少两个时间戳作为一个时间戳组。 其中，所述步骤S201-S203为端口接收报文时时间戳组的生成过程，当端口发送
报文时，时间戳组的生成过程如步骤S201a-S203a所述。 S201a、端口发送IEEE1588报文封装包。 S202a、端口根据所述发送的IEEE1588报文封装包的类型及本地时钟信息，标识 所述报文发送的时间戳。 S203a、端口保存发送所述报文对应的时间戳，将所述至少两个时间戳作为一个时 间戳组。 S204、时钟同步装置获取各端口的时间戳组。
在每个端口处设置有时间戳信息通道，时钟同步装置通过该时间戳信息通道，获 取各端口接收或发送的报文的时间戳组。 其中，时间戳信息通道可以为主动上送方式或被动查询方式进行，通过配置选择 实现。主动上送方式为根据配置的时钟恢复时间戳频率进行中断上送；被动查询方式为被 动查询并提取时间戳信息。 S205、时钟同步装置从所述各端口的时间戳组中选择一个时间戳作为基准时间 戳。 其中，从所述各端口的时间戳组中选择一个时间戳可以通过系统配置或自动选择 得到。 S206、时钟同步装置对所述基准时间戳进行处理，获得最优的时钟恢复调整数据。 对所述基准时间戳进行处理，获得最优的时钟恢复调整数据具体包括 首先，对基准时间戳信息进行统计；然后，对统计得到的时间戳信息进行滤波，将
具有特定频率的时钟过滤掉；接着，对所述滤波后的时间戳信息进行频率补偿，并将时间戳
小于报文流时间的时钟丢弃掉；最后，对得到的时间戳进行加权处理，得到最优的时钟恢复
调整数据。 S207、时钟同步装置根据所述最优的时钟恢复调整数据，通过时间戳同步通道进 行时钟恢复跟踪，获得同步时钟控制信息。 根据所述最优的时钟恢复调整数据，通过时间戳同步通道进行时钟恢复跟踪，获 得同步时钟控制信息获得同步时钟控制信息具体包括 通过时间戳同步通道对各端口进行跟踪，将各端口的实时时钟与所述最优的时钟
恢复调整数据进行比较，综合各端口与所述最优的时钟恢复调整数据之间的差异，得出一
个同步时钟控制信息，所述同步时钟控制信息中携带同步时钟以及控制策略，通过该同步
时钟控制信息中的控制策略，可以将各端口的实时时钟调整到同步时钟。 S208、时钟同步装置向各端口下发该同步时钟控制信息，各端口根据所述同步时
钟控制信息进行时钟同步。
各端口根据所述同步时钟控制信息进行时钟同步具体包括 将所述同步时钟控制信息中的同步时钟作为标准时钟，以同步脉冲和同步信息方
式对其它时钟进行调整，保证所有端口的本地实时时钟和全局实时时钟一致。 因而，利用本发明实施例提供的实现时钟同步的方法，由各端口的时间戳组中选
取基准时间戳，对所述基准时间戳进行处理，获得最优的时钟恢复调整数据，根据所述最优
的时钟恢复调整数据，通过时间戳同步通道进行时钟恢复跟踪，获得同步时钟控制信息，并
将所述同步时钟控制信息下发给各端口，各端口接收相同的同步时钟控制信息，能够实现
同一设备的多端口的时钟同步，提高时间同步质量。 实施例三 本发明的实施例提供一种时钟同步装置，能够实现通信设备时钟同步，提高时间 同步质量。 如图3所示，所述时钟同步装置包括
获取模块301，用于获取各端口的时间戳组； 时钟同步模块302，用于从所述时间戳组中选择一个时间戳作为基准时间戳，根据
7所述基准时间戳得到同步时钟控制信息； 下发模块303，用于将所述同步时钟控制信息下发到各端口，所述同步时钟控制信 息用于提供给各端口进行时钟同步。 本发明实施例提供的时钟同步装置，从获取的各端口的时间戳组中选择一个时间 戳作为基准时间戳，根据所述基准时间戳得到同步时钟控制信息，并下发给各端口 ，各端口 根据所述同步时钟控制信息进行时钟同步。与现有技术相比，本发明由各端口的时间戳组 中选取基准时间戳，各端口接收相同的同步时钟控制信息，能够实现通信设备的多端口的 时钟同步，提高时间同步质量。
实施例四 如图4所示，所述时钟同步装置包括 获取模块401 ，用于获取各端口的时间戳组。其中，在每个端口处设置有时间戳信 息通道，所述时间戳信息通道可以为主动上送方式或被动查询方式进行，通过配置选择实 现。主动上送方式为根据配置的时钟恢复时间戳频率进行中断上送；被动查询方式为被动 查询并提取时间戳信息。则所述获取模块401可以通过时间戳信息通道，接收各端口主动 上送的时间戳组，或者查询并提取各端口的时间戳组。 时钟同步模块402，用于从所述时间戳组中选择一个时间戳作为基准时间戳，根据 所述基准时间戳得到同步时钟控制信息。 下发模块403，用于将所述同步时钟控制信息下发到各端口，所述同步时钟控制信
息用于提供给各端口进行时钟同步。 其中，所述时钟同步模块402包括 选择单元4021，用于从所述时间戳组中选择一个时间戳作为基准时间戳。 时钟恢复算法单元4022，用于对所述基准时间戳进行处理，获得最优的时钟恢复
调整数据。 所述时钟恢复算法单元4022对所述基准时间戳进行处理，获得最优的时钟恢复 调整数据具体包括 首先，对接收的时间戳信息进行统计；然后，对统计得到的时间戳信息进行滤波， 将具有特定频率的时钟过滤掉；接着，对所述滤波后的时间戳信息进行频率补偿，并将时间 戳小于报文流时间的时钟丢弃掉；最后，对得到的时间戳进行加权处理，得到最优的时钟恢
复调整数据。 本地实时时钟单元4023，用于根据所述最优的时钟恢复调整数据，通过时间戳同 步通道进行时钟恢复跟踪，获得同步时钟控制信息。 所述本地实时时钟单元4023根据所述最优的时钟恢复调整数据，通过时间戳同 步通道进行时钟恢复跟踪，获得同步时钟控制信息具体包括 通过时间戳同步通道对各端口进行跟踪，将各端口的实时时钟与所述最优的时钟
恢复调整数据进行比较，综合各端口与所述最优的时钟恢复调整数据之间的差异，得出一
个同步时钟控制信息，所述同步时钟控制信息中携带同步时钟以及控制策略，通过该同步
时钟控制信息中的控制策略，可以将各端口的实时时钟调整到同步时钟。 则所述下发模块403，将所述同步时钟控制信息下发到各端口 ，由各端口根据所述
同步时钟控制信息进行时钟同步。
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所述各端口根据所述同步时钟控制信息进行时钟同步具体包括 将所述同步时钟控制信息中的同步时钟作为标准时钟，以同步脉冲和同步信息方
式对其它时钟进行调整，保证所有端口的本地实时时钟和全局实时时钟一致。 因而，利用本发明实施例提供的时钟同步装置，由各端口的时间戳组中选取基准
时间戳，对所述基准时间戳进行处理，获得最优的时钟恢复调整数据，根据所述最优的时钟
恢复调整数据，通过时间戳同步通道进行时钟恢复跟踪，获得同步时钟控制信息，并将所述
同步时钟控制信息下发给各端口，各端口接收相同的同步时钟控制信息，能够实现同一设
备的多端口的时钟同步，提高时间同步质量。 实施例五 本发明的实施例提供一种实现时钟同步的系统，能够实现通信设备时钟同步，提 高时间同步质量。 如图5所示，所述实现时钟同步的系统包括至少一个端口 501和时钟同步装置 502，其中， 所述端口 501，用于接收或发送报文，生成报文的时间戳组，并接收所述时钟同步
装置502下发的同步时钟控制信息，根据所述同步时钟控制信息进行时钟同步； 所述时钟同步装置502，用于获取各端口 501的时间戳组，从所述时间戳组中选择
一个时间戳作为基准时间戳，根据所述基准时间戳得到同步时钟控制信息，将所述同步时
钟控制信息下发到各端口 501。 本发明实施例提供的实现时钟同步的系统，从获取的各端口的时间戳组中选择一 个时间戳作为基准时间戳，根据所述基准时间戳得到同步时钟控制信息，并下发给各端口， 各端口根据所述同步时钟控制信息进行时钟同步。与现有技术相比，本发明由各端口的时 间戳组中选取基准时间戳，各端口接收相同的同步时钟控制信息，能够实现通信设备的多 端口的时钟同步，提高时间同步质量。
实施例六 如图6所示，所述实现时钟同步的系统包括至少一个端口 601和时钟同步装置 602，其中， 所述端口 601，用于接收或发送报文，生成报文的时间戳组，并接收所述时钟同步
装置602下发的同步时钟控制信息，根据所述同步时钟控制信息进行时钟同步。 所述时钟同步装置602，用于获取各端口 601的时间戳组，从所述时间戳组中选择
一个时间戳作为基准时间戳，根据所述基准时间戳得到同步时钟控制信息，将所述同步时
钟控制信息下发到各端口601。 其中，当接收报文时，所述端口601包括 报文接收单元6011，用于接收报文； 提取单元6012，用于对所述接收的报文进行解析，提取所述报文的时间戳；
保存单元6013，用于保存所述提取单元6013提取的时间戳。
其中，所述至少两个时间戳为一个时间戳组。
其中，当发送报文时，所述端口 601还包括
报文发送单元6014，用于发送报文； 标识单元6015，用于根据所述发送的报文的类型及本地时钟信息，标识所述报文发送的时间戳； 则所述保存单元6013，还用于保存所述标识单元标识的时间戳；
其中，所述至少两个时间戳为一个时间戳组。 其中，所述时钟同步装置602获取所述端口 601的报文时间戳组的方式有两种
—种为通过各端口的时间戳信息通道，向各端口查询并提取时间戳组；
另外一种，为各端口将时间戳组主动上送至时钟同步装置602，则此时，所述端口 601还包括 上送单元6016，用于主动将时间戳组上送至时钟同步装置602。
其中，所述端口还包括 接收单元6017，用于接收所述时钟同步装置502下发的同步时钟控制信息。
因而，利用本发明实施例提供的实现时钟同步的系统，由各端口的时间戳组中选 取基准时间戳，对所述基准时间戳进行处理，获得最优的时钟恢复调整数据，根据所述最优 的时钟恢复调整数据，通过时间戳同步通道进行时钟恢复跟踪，获得同步时钟控制信息，并 将所述同步时钟控制信息下发给各端口，各端口接收相同的同步时钟控制信息，能够实现 同一设备的多端口的时钟同步，提高时间同步质量。 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以 通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质 中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁 碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,廳)等。 以上所述，仅为本发明实施例的具体实施方式
，但本发明实施例的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变 化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明实施例的保护范围应该以权利 要求的保护范围为准。
权利要求
一种实现时钟同步的方法，其特征在于，包括获取各端口的时间戳组；从所述时间戳组中选择一个时间戳作为基准时间戳，根据所述基准时间戳得到同步时钟控制信息；将所述同步时钟控制信息下发到各端口，所述同步时钟控制信息用于提供给各端口进行时钟同步。
2. 根据权利要求1所述的实现时钟同步的方法，其特征在于，在所述获取各端口的时 间戳组的步骤之前，还包括端口生成报文的时间戳组。
3. 根据权利要求2所述的实现时钟同步的方法，其特征在于，所述端口生成报文的时 间戳组的步骤包括接收报文；对所述接收的报文进行解析，提取所述报文的时间戳； 保存所述提取的时间戳； 其中，所述时间戳组包括至少两个时间戳。
4. 根据权利要求2所述的实现时钟同步的方法，其特征在于，所述端口生成报文的时 间戳组的步骤包括发送报文；根据所述发送的报文的类型及本地时钟信息，标识所述报文发送的时间戳；保存所述标识的时间戳；其中，所述时间戳组包括至少两个时间戳。
5. 根据权利要求1所述的实现时钟同步的方法，其特征在于，所述根据所述基准时间 戳得到同步时钟控制信息的步骤包括对所述基准时间戳进行处理，获得时钟恢复调整数据；根据所述时钟恢复调整数据，通过时间戳同步通道进行时钟恢复跟踪，获得同步时钟 控制信息。
6. 根据权利要求5所述的实现时钟同步的方法，其特征在于，所述对所述基准时间戳 进行处理，获得时钟恢复调整数据的步骤包括对基准时间戳信息进行统计； 对统计得到的时间戳信息进行滤波；对所述滤波后的时间戳信息进行频率补偿，并将时间戳小于报文流时间的时钟丢弃掉；对得到的时间戳进行加权处理，获得最优的时钟恢复调整数据。
7. 根据权利要求5或6所述的实现时钟同步的方法，其特征在于，所述根据所述时钟 恢复调整数据，通过时间戳同步通道进行时钟恢复跟踪，获得同步时钟控制信息的步骤包 括通过时间戳同步通道对各端口进行跟踪，将各端口的实时时钟与所述最优的时钟恢复 调整数据进行比较；综合各端口与所述最优的时钟恢复调整数据之间的差异，得出一个同步时钟控制信息；所述同步时钟控制信息中携带同步时钟以及控制策略，通过所述同步时钟控制信息中 的控制策略，可以将各端口的实时时钟调整到同步时钟。
8. —种时钟同步装置，其特征在于，包括 获取模块，用于获取各端口的时间戳组；时钟同步模块，用于从所述时间戳组中选择一个时间戳作为基准时间戳，根据所述基 准时间戳得到同步时钟控制信息；下发模块，用于将所述同步时钟控制信息下发到各端口 ，所述同步时钟控制信息用于 提供给各端口进行时钟同步。
9. 根据权利要求8所述的时钟同步装置，其特征在于，所述时钟同步模块包括 选择单元，用于从所述时间戳组中选择一个时间戳作为基准时间戳；时钟恢复算法单元，用于对所述基准时间戳进行处理，获得时钟恢复调整数据； 本地实时时钟单元，用于根据所述时钟恢复调整数据，通过时间戳同步通道进行时钟 恢复跟踪，获得同步时钟控制信息。
10. —种实现时钟同步的系统，其特征在于，包括至少一个端口和时钟同步装置，其中，所述端口，用于接收或发送报文，生成报文的时间戳组，并接收所述时钟同步装置下发 的同步时钟控制信息，根据所述同步时钟控制信息进行时钟同步；所述时钟同步装置，用于获取各端口的时间戳组，从所述时间戳组中选择一个时间戳 作为基准时间戳，根据所述基准时间戳得到同步时钟控制信息，将所述同步时钟控制信息 下发到各端口。
11. 根据权利要求IO所述的实现时钟同步的系统，其特征在于，所述端口包括 报文接收单元，用于接收报文；提取单元，用于对所述接收的报文进行解析，提取所述报文的时间戳； 保存单元，用于保存所述提取单元提取的时间戳。
12. 根据权利要求11所述的实现时钟同步的系统，其特征在于，所述端口还包括 报文发送单元，用于发送报文；标识单元，用于根据所述发送的报文的类型及本地时钟信息，标识所述报文发送的时 间戳；则所述保存单元，还用于保存所述标识单元标识的时间戳； 其中，所述时间戳组包括至少两个时间戳。
13. 根据权利要求11或12所述的实现时钟同步的系统，其特征在于，所述端口还包括上送单元，用于主动将时间戳组上送至时钟同步装置。
14. 根据权利要求IO所述的实现时钟同步的系统，其特征在于，所述端口还包括 接收单元，用于接收所述时钟同步装置下发的同步时钟控制信息。
全文摘要
本发明实施例公开了一种实现时钟同步的方法、装置和系统，所述实现时钟同步的方法，包括获取各端口的时间戳组；从所述时间戳组中选择一个时间戳作为基准时间戳，根据所述基准时间戳得到同步时钟控制信息；将所述同步时钟控制信息下发到各端口，所述同步时钟控制信息用于提供给各端口进行时钟同步。本发明实施例还公开一种实现时钟同步的装置和系统，本发明适用于在IP通信网络设备中实现时钟同步。
文档编号H04L1/16GK101771528SQ20081019294
公开日2010年7月7日 申请日期2008年12月31日 优先权日2008年12月31日
发明者孙文华, 徐文广, 李丙博, 王晓波, 王继辉, 邓友好, 阳生丙 申请人:华为技术有限公司