从时钟设备的时间修正方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种从时钟设备的时间修正方法及装置，其中，上述方法应用于从时钟设备，该方法包括：获取所述从时钟设备在运行过程中的背景流信息；根据所述背景流信息与所述非对称链路延迟状况的拟合函数获取偏差修正值；根据所述偏差修正值对所述从时钟设备输出的同步时间进行实时修正。采用本发明提供的上述技术方案，解决了相关技术中，尚无有效地消除背景流变化引起的非对称链路延迟动态变化的解决方案等技术问题，从而能够大幅度改善流量变化对非对称链路延迟的影响。
【专利说明】从时钟设备的时间修正方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及时钟同步领域，具体而言，涉及一种从时钟设备的时间修正方法。
【背景技术】
[0002]精确时钟同步协议(Precis1nTime Protocol，简称为 PTP) IEEESTD1588 是在时间和频率同步控制领域中的重要技术之一。在实际应用中，链路非对称性问题是一直困扰同步性能的一项难点。
[0003]所谓链路的非对称性，是指从主时钟设备到从时钟设备(在本文中又称为从设备)之间，网络的下行传输速度和上行传输速度不一致，使得从时钟计算出的时间与主时钟设备计算出的时间存在偏差。
[0004]静态的偏差可以在网络的稳态进行测量，然后在网络设备上设置非对称性的修正值来进行修正。而动态的偏差又分为两种情况。一种可以近似为随机误差，对于这种随机性较强的动态偏差一般处于一定的频率范围长期存在，可以通过从设备上设计特殊的滤波器来进行消除。而另一种则受到网络传输因素影响，无法通过一般的滤波方式来进行消除。
[0005]一般对于网络上的非对称性除去静态偏差的修正之外，正常链路中转发延迟引起的链路延迟变化，是通过时钟节点的透传功能进行消除的。透传功能将本级传输延迟放到协议报文中一直向下游累加并传输，在从时钟节点接收时去掉这一部分就可以在很大程度上基本消除这种链路延迟变化的影响。
[0006]然而当链路上存在不支持时钟透传功能的中间设备，如经第三方网络传输时，由于这些网络节点上传输延迟变化引起的链路非对称性变化很容易达到一个很大的值，这种情况是一般从时钟设备无法处理的，直接阻碍了 1588时钟业务在现网上的应用。
[0007]针对相关技术中的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0008]针对相关技术中，尚无有效地消除背景流变化引起的非对称链路延迟动态变化的解决方案等技术问题，本发明提供了一种从时钟设备的时间修正方法，以至少解决上述问题。
[0009]根据本发明的一个方面，提供了一种从时钟设备的时间修正方法，应用于从时钟设备，包括:获取所述从时钟设备在运行过程中的背景流信息；根据所述背景流信息与所述非对称链路延迟状况的拟合函数获取偏差修正值；根据所述偏差修正值对所述从时钟设备输出的同步时间进行实时修正。
[0010]优选地，所述拟合函数通过以下方式获取:获取在不同流量下各个背景流模板的非对称链路的延迟信息；对所述延迟信息进行拟合得到所述拟合函数。
[0011]优选地，根据所述背景流信息与所述非对称链路延迟状况的拟合函数获取偏差修正值，包括:接收网管设备根据所述背景流和所述拟合函数获取的所述偏差修正值。
[0012]优选地，根据所述背景流信息与所述非对称链路延迟状况的拟合函数获取偏差修正值，包括:接收所述网管设备从中间设备获取的背景流信息；根据所述背景流信息利用所述拟合函数获取所述偏差修正值。
[0013]优选地，根据所述背景流信息与所述非对称链路延迟状况的拟合函数获取偏差修正值，包括:接收所述中间设备发送的背景流信息；根据所述背景流信息利用所述拟合函数获取所述偏差修正值。
[0014]优选地，根据所述背景流信息与所述非对称链路延迟状况的拟合函数获取偏差修正值，包括:接收所述中间设备根据所述背景流和所述拟合函数获取的所述偏差修正值。
[0015]优选地，根据所述偏差修正值对所述从时钟设备输出的同步时间进行实时修正之后，还包括:对实时修正后的所述同步时间进行滤波处理。
[0016]根据本发明的另一个方面，提供了一种从时钟设备的时间修正装置，应用于从时钟设备，包括:第一获取模块，用于获取所述从时钟设备在运行过程中的背景流信息；第二获取模块，用于根据所述背景流信息与所述非对称链路延迟状况的拟合函数获取偏差修正值；修正模块，用于根据所述偏差修正值对所述从时钟设备输出的同步时间进行实时修正。
[0017]优选地，上述装置还包括:第三获取模块，用于获取在不同流量下各个背景流模板的非对称链路的延迟信息；以及对所述延迟信息进行拟合得到所述拟合函数。
[0018]优选地，上述装置还包括:滤波模块，用于对实时修正后的所述同步时间进行滤波处理。
[0019]通过本发明，采用根据背景流信息与非对称链路延迟状况的拟合函数获取偏差修正值，并根据该偏差修正值对从时钟设备输出的同步时间进行修正的技术手段，解决了相关技术中，尚无有效地消除背景流变化引起的非对称链路延迟动态变化的解决方案等技术问题，从而能够大幅度改善流量变化对非对称链路延迟的影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0021]图1为根据本发明实施例的从时钟设备的时间修正方法的流程图；
[0022]图2为根据本发明实施例的从时钟设备的时间修正装置的结构框图；
[0023]图3为根据本发明实施例的从时钟设备的时间修正装置的另一结构框图；
[0024]图4为根据本发明实施例的在不同输入流量的情况下链路延迟抖动的变化情况的示意图。
【具体实施方式】
[0025]下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0026]图1为根据本发明实施例的从时钟设备的时间修正方法的流程图。该方法应用于从时钟设备，如图1所示，上述方法包括:
[0027]步骤S102，获取从时钟设备在运行过程中的背景流信息；
[0028]步骤S104，根据上述背景流信息与非对称链路延迟状况的拟合函数获取偏差修正值；
[0029]步骤S106，根据偏差修正值对从时钟设备输出的同步时间进行实时修正。
[0030]通过上述各个处理步骤，由于可以根据背景流信息与非对称链路延迟状况的拟合函数获取偏差修正值，因此，在对从时钟设备进行时间修正时，考虑了背景流的实时状态，因此，可以消除背景流变化引起的非对称链路延迟动态变化，从而能够大幅度改善流量变化对非对称链路延迟的影响。
[0031]在本实施例中，上述从时钟设备可以包括但不限于:基于1588时钟同步协议的设备。
[0032]上述拟合函数通过以下方式获取:获取在不同流量下各个背景流模板的非对称链路的延迟信息；对延迟信息进行拟合得到拟合函数。具体地:
[0033]实际测量发现，一般交换设备上链路延迟的变化情况主要与设备上报文流量的大小和流量的组成有较强的相关性(图4示出了在一次测量过程中，在不同输入流量的情况下链路延迟抖动的变化情况)。
[0034]按照特定的流量模型，逐步改变的正向和反向流量比例进行测量，可以得到正反向流量对应交换设备产生非对称性的比例模型。
[0035]按照不同的流量模型，逐步改变各大中小包的比例系数，可以得到不同流量模型对应产生非对称性的比例模型。
[0036]上述两种比例模型可以表现为用于指示背景流信息与非对称链路延迟状况的相关性的上述拟合函数。通过利用上述两种模型，可以通过特定设备上流量大小和流量组成的流量信息，估算出此时设备上产生的非对称性参数(即偏差修正值)。
[0037]在本实施例中，步骤S104的实现方式有多种，例如可以通过以下几种方式实现:
(I)接收网管设备根据背景流和拟合函数获取的偏差修正值；(2)接收网管设备从中间设备获取的背景流信息；根据背景流信息利用拟合函数获取偏差修正值；(3)接收中间设备发送的背景流信息；根据背景流信息利用拟合函数获取偏差修正值；(4)接收中间设备根据背景流和拟合函数获取的偏差修正值。这样，通过在中间设备上将采样得到的背景流信息发送到从时钟设备上，或者将中间设备上估算出的非对称性参数发送到从时钟设备上，或者接收网管设备发送的背景流信息或者非对称性参数，可以相对实时地对链路非对称性进行修正，能够大幅度降低从时钟设备上由于中间设备流量特性改变链路非对称性造成的计算时间误差。
[0038]由于报文大小不同在较小范围内引起的误差以及流量信息传输的延迟，从时钟设备上仍然存在较小的非对称性偏差，这样的偏差缩小到一定的程度后，剩余的部分小于允许的时钟同步误差，可通过从设备滤波来消除，即在根据偏差修正值对从时钟设备输出的同步时间进行实时修正之后，还需要对实时修正后的同步时间进行滤波处理。
[0039]本实施例还提供了一种从时钟设备的时间修正装置，该装置应用于从时钟设备，用于实现上述方法。该装置中涉及的模块可以通过软件或硬件来实现。图2为根据本发明实施例的从时钟设备的时间修正装置的结构框图。如图2所示，该装置包括:
[0040]第一获取模块20，连接至第二获取模块22，用于获取从时钟设备在运行过程中的背景流信息；
[0041]第二获取模块22，连接至修正模块24，用于根据背景流信息与非对称链路延迟状况的拟合函数获取偏差修正值；
[0042]修正模块24，用于根据偏差修正值对从时钟设备输出的同步时间进行实时修正。
[0043]通过上述各个模块实现的功能，同样可以消除背景流变化引起的非对称链路延迟动态变化，从而能够改善流量变化对非对称链路延迟的影响。
[0044]在本实施例中，如图3所示，上述装置还可以包括:第三获取模块26，连接至第二获取模块22，用于获取在不同流量下各个背景流模板的非对称链路的延迟信息；以及对延迟信息进行拟合得到拟合函数。
[0045]在本实施例中，如图3所示，该装置还可以包括但不限于:滤波模块28，与修正模块24连接，用于对实时修正后的同步时间进行滤波处理
[0046]为了更好地理解上述实施例，以下结合优选实施例详细说明。本优选实施例的原理如下:
[0047]标定阶段:按照网络业务的一般情况创建大中小包占不同比例的几种流量模型组成背景流加入中间设备，测量出端口上各级报文流量。并测量在此背景流条件下链路非对称性改变值。数次测试后通过非线性拟合方法得到背景流参数与非对称偏差之间的拟合函数；
[0048]运行阶段:通过网管监控方式，或者由中间设备主动向从设备发送本设备的背景流参数，或者中间设备直接发送拟合函数计算出的非对称偏差给从时钟设备。从时钟设备根据收到的背景流参数计算非对称偏差或者直接根据收到的非对称偏差值进行补偿。
[0049]本优选实施例中，网络时钟同步设备的处理方法包括以下步骤:
[0050]步骤A.无背景流时，测量非对称性，从设备输出无偏。
[0051]步骤B.在标定阶段，以不同流量下输入不同的背景流模板，测量链路延迟，记录。以下详细说明。
[0052]假定使用三套背景流X, Y, z,以流量a, b, c进行标定。
[0053]以流量a输入背景流X，测量链路延迟，记录；
[0054]以流量b输入背景流X，测量链路延迟，记录；
[0055]以流量c输入背景流X，测量链路延迟，记录；
[0056]以流量a输入背景流y,测量链路延迟，记录；
[0057]以流量b输入背景流y，测量链路延迟，记录；
[0058]以流量c输入背景流y,测量链路延迟，记录；
[0059]以流量a输入背景流z，测量链路延迟，记录；
[0060]以流量b输入背景流z，测量链路延迟，记录；
[0061]以流量c输入背景流z，测量链路延迟，记录；
[0062]步骤C.根据记录值做非线性拟合得到背景流信息与非对称链路延迟的拟合函数。
[0063]步骤D.在运行阶段，网管监控获得中间设备的背景流信息，转换成非对称偏差修正值；或者网管监控获得中间设备的背景流信息后直接发送给从设备计算非对称偏差修正值；或者中间设备主动向从设备发送背景流信息转换出的非对称偏差修正值；或者中间设备主动向从设备发送背景流信息，由从设备计算出非对称偏差修正值。
[0064]步骤E.从设备根据得到的非对称偏差修正值进行实时时间修正。
[0065]步骤F.从设备对计算时间输出进行滤波，减小抖动。
[0066]综上所述，上述实施例实现了以下有益效果:
[0067]通过进行流量与非对称性关系的标定来计算特定背景流下非对称偏差的数值，解决了非对称链路延迟受背景流变化动态变化的问题。能够很容易地将中间设备背景流影响的非对称偏差缩小到一个可接受的范围，例如，可以将原本中间设备流量变化时数十微秒甚至更大的从端时间同步误差减小到数十纳秒，再配合从设备输出段滤波以减小流量变化时引入的抖动。能够大幅度改善非对称链路延迟受流量影响变化的问题。如果在标定阶段能够采用更全面的流量模型进行标定，其结果原理上能够彻底消除流量变化引起的非对称性问题。
[0068]显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0069]以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种从时钟设备的时间修正方法，应用于从时钟设备，其特征在于，包括: 获取所述从时钟设备在运行过程中的背景流信息； 根据所述背景流信息与所述非对称链路延迟状况的拟合函数获取偏差修正值； 根据所述偏差修正值对所述从时钟设备输出的同步时间进行实时修正。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拟合函数通过以下方式获取: 获取在不同流量下各个背景流模板的非对称链路的延迟信息； 对所述延迟信息进行拟合得到所述拟合函数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述背景流信息与所述非对称链路延迟状况的拟合函数获取偏差修正值，包括: 接收网管设备根据所述背景流和所述拟合函数获取的所述偏差修正值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述背景流信息与所述非对称链路延迟状况的拟合函数获取偏差修正值，包括: 接收所述网管设备从中间设备获取的背景流信息；根据所述背景流信息利用所述拟合函数获取所述偏差修正值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述背景流信息与所述非对称链路延迟状况的拟合函数获取偏差修正值，包括: 接收所述中间设备发送的背景流信息；根据所述背景流信息利用所述拟合函数获取所述偏差修正值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述背景流信息与所述非对称链路延迟状况的拟合函数获取偏差修正值，包括: 接收所述中间设备根据所述背景流和所述拟合函数获取的所述偏差修正值。
7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，根据所述偏差修正值对所述从时钟设备输出的同步时间进行实时修正之后，还包括: 对实时修正后的所述同步时间进行滤波处理。
8.—种从时钟设备的时间修正装置，应用于从时钟设备，其特征在于，包括: 第一获取模块，用于获取所述从时钟设备在运行过程中的背景流信息； 第二获取模块，用于根据所述背景流信息与所述非对称链路延迟状况的拟合函数获取偏差修正值； 修正模块，用于根据所述偏差修正值对所述从时钟设备输出的同步时间进行实时修正。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括: 第三获取模块，用于获取在不同流量下各个背景流模板的非对称链路的延迟信息；以及对所述延迟信息进行拟合得到所述拟合函数。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，还包括: 滤波模块，用于对实时修正后的所述同步时间进行滤波处理。
【文档编号】H04L7/00GK104184571SQ201310189138
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年5月20日 优先权日:2013年5月20日
【发明者】王斌 申请人:中兴通讯股份有限公司