用于魯棒精確時間協議同步的方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及用于在通信系統中保持時鐘同步的方法和系統。
【背景技術】
[0002] 通信系統包括在廣泛地理區域上分布的、由諸如W太網和/或無線網絡的網絡連 接的設備的廣泛分類，諸如交換機、路由器、基站、收發器等。為了系統的正確工作，該些設 備中的至少一些必須及時同步。用于分布式電子系統中的不同元件的時間同步的協議由電 氣和電子工程師協會（I邸巧頒布，稱作IE邸標準1588,并且在本文中稱作精確時間協議 (PTP)。實現PTP W在亞微秒范圍中獲得時鐘精度，使其適合測量系統、控制系統和通信系 統。
[0003] 由PTP解決的挑戰在于用提供精確時間的主時鐘同步聯網設備，其中聯網設備的 本地時鐘可能不如主時鐘精確。基本上，主時鐘定期向從設備廣播包含時間戳的同步分組。 基于時間戳并且通過其自身本地時鐘，接收（從）設備能夠計算其本地時鐘與主時鐘之間 的時間差，并且還確定分組傳播時間。然后從設備能夠基于傳播時間和時間差校正其時鐘， W實現從時鐘對于主時鐘的同步。
[0004] 為了自動配置用于時間同步的網絡，在網絡的域（子網）中，每個節點執行"最佳 主時鐘"炬MC)算法W確定最佳時鐘。BMC算法定期運行，使得PTP能夠解決由于網絡設備 的移除、添加或重定位導致的網絡的配置中的變化。
[0005] 在典型配置中，網絡可包括主時鐘和在網絡中分布、但連接到主時鐘的從屬PTP 服務實例。主時鐘是具有高準確度和精確的時鐘。PTP服務實例是可同步到主時鐘的時鐘， 并且進而將時間戳提供給比PTP服務實例離主時鐘更遠的其它網絡設備。多于一個的PTP 服務實例能夠服務網絡的相同子域。例如，可提供兩個PTP服務實例W獲得冗余性，使得如 果一個PTP服務實例失效或由于鏈接故障的緣故變得不可訪問，則剩余的PTP服務實例將 繼續工作W將時間戳提供給子域中的設備。
[0006] 因此，在一種已知配置中，多個PTP服務實例同時運行。該些活動PTP服務實例可 全部位于單個節點中或位于不同節點中。對于具有多個活動PTP服務實例的挑戰是該楊的 配置的相對復雜性和成本。在另一種已知配置中，可存在一個活動PTP服務實例W及一個 或多個非活動PTP服務實例。如果故障禁用活動PTP服務實例的服務，則可選擇非活動PTP 服務實例來代替先前的活動PTP服務實例。活動和非活動PTP服務實例能夠位于相同的節 點中或不同的節點中。對于具有非活動備用PTP服務實例的挑戰是要求長時間W使非活動 PTP服務實例進入活動和同步的狀態。該種恢復時間可取決于網絡環境和本地硬件，使恢復 時間不可預測。
[0007] 因此，期望具有W下布置：對于單個域，在不具有多個活動PTP服務實例的情況下 提供PTP服務實例冗余性，并且當活動PTP服務實例失效時，相對快的切換到另一個PTP服 務實例。

【發明內容】

[000引本發明有利地提供用于在具有多個時鐘的通信網絡中保持時鐘同步的方法和系 統。根據一個方面，本發明提供了第一精確時間協議（PT巧服務實例和第二PTP服務實例。 定期將動態PTP參數和調整PTP參數基本實時地從第一 PTP服務實例復制到第二PTP服務 實例。
[0009] 根據另一方面，本發明提供具有第一 PTP服務實例和第二PTP服務實例的通信系 統。第一 PTP服務實例具有靜態參數、動態參數和實時調整參數。第二PTP服務實例具有 在后續時間定期從第一 PTP服務實例接收的動態參數和實時調整參數。
[0010] 根據又一方面，本發明提供了用于在通信網絡中保持時鐘同步的方法，該通信網 絡至少具有第一 PTP時鐘實例、第二PTP時鐘實例和主時鐘。最初，將第一 PTP時鐘實例同 步到主時鐘。定期將第一 PTP時鐘實例的動態參數和實時調整參數復制到第二PTP時鐘實 例。
[0011] 根據又一方面，本發明提供了具有布置成存儲動態精確時間協議PTP參數和實時 PTP調整參數的存儲器的網絡節點。接口布置成接收動態PTP參數和實時PTP調整參數，并 且接收激活消息。網絡節點還包括本地時鐘。網絡節點布置成在接收到激活消息后激活備 用PTP服務實例并且將本地時鐘與主時鐘同步。備用PTP服務實例至少部分基于動態PTP 參數和實時PTP調整參數。
【附圖說明】
[0012] 當結合附圖考慮時，參考W下詳細描述，本發明及其附帶的優勢和特征的更全面 的理解將更容易被理解，其中：
[0013] 圖1是根據本發明的原理實現精確時間協議（PTP)的示范性通信系統的框圖；
[0014] 圖2是根據本發明的原理實現PTP的示范性PTP服務實例的框圖；
[0015] 圖3是根據本發明的原理用于PTP時鐘實例的同步的示范性過程的流程圖；
[0016] 圖4是根據本發明的原理用于從第一 PTP服務實例切換到第二PTP服務實例的示 范性過程的流程圖；W及
[0017] 圖5是根據本發明的原理用于從第二PTP服務實例切換回第一 PTP服務實例的示 范性過程的流程圖。
【具體實施方式】
[0018] 在詳細描述根據本發明的示范性實施例之前，要注意，實施例主要存在于與諸如 通信網絡的電子系統中保持時鐘同步有關的處理步驟和裝置組件的組合。因此，在附圖中， 系統和方法組件已由常規符號在合適之處表示，僅示出與理解本發明的實施例相關的那些 具體細節，免得用細節模糊本公開，該細節對于得益于本文描述的本領域的普通技術人員 將是明顯的。
[0019] 如本文所使用，諸如"第一"和"第二"、"頂部"和"底部"等之類的相關術語，可被 使用僅僅來區分一個實體或元件與另一個實體或元件，而未必要求或暗指在該些實體或元 件之間的任何物理或邏輯關系或順序。
[0020] 現在參考附圖，其中類似的附圖標記表示相似的元件，圖1示出具有將主時鐘104 通信地禪合到保護組106的中介網絡102的示范性通信網絡100。主時鐘102提供用于同 步保護組106的一個或多個時鐘的相對精確的時鐘。在圖1中，示出具有本文統稱為PTP 時鐘或服務實例108的兩個PTP服務實例108a和108b的保護組106。保護組106中可包 括多于或少于兩個的PTP服務實例108。PTP服務實例108可包括在相同的節點中或可位 于不同的節點中。同樣，PTP服務實例可共享相同的網絡地址或具有不同的網絡地址。
[0021] 在后續討論中，PTP服務實例108a是在故障之前活動的主PTP服務實例，而PTP服 務實例108b是在故障之前非活動的備用PTP服務實例。將活動PTP服務實例108a的時鐘 同步到主時鐘104并且定期重新同步到主時鐘104。主時鐘104可維護由主時鐘104服務 的各種PTP服務實例的地址和配置數據105的數據庫。
[0022] 活動PTP服務實例108a服務于可在保護組106之內或之外的一個或多個時鐘。例 如，在一個實施例中，PTP服務實例108a和108b在網絡100的子域的邊界上，并且它們服 務于普通時鐘110a、11化和110c。注意保護組106可包括普通時鐘W及邊界時鐘。因此， 盡管在保護組106之外示出普通時鐘110a、11化和110c，但是預期在備選實施例中，該些普 通時鐘的一個或多個能夠包括在保護組106中。
[0023] 在圖1中，第一 PTP服務實例108a具有參數112,并且第二PTP服務實例具有參數 114。參數114是從參數112中的一些或全部復制的。每個PTP服務實例可具有至少=類 參數；（1)靜態PTP參數，（2)動態PTP參數，W及（3)實時調整參數。在一個實施例中，在 初始化時間，備用PTP服務實例的靜態PTP參數可從主PTP服務實例復制。在另一個實施 例中，可獨立配置備用PTP服務實例的靜態PTP參數。
[0024] 靜態PTP參數可包括例如時鐘身份、時鐘質量、優先級和域號。在IE邸標 準1588-2008中可找到更完整的清單。部分清單包括；defaultDS (clockidentity、 clockQuality、 priorityl、 priority2、 domainNumber、 slaveOnly、 twoStepFlag、 numberPorts)portDS(portIdentity、delayMechanism、versionNumber、通矢口接收超時）， 對于多播adding-(通知間隔，同步間隔l，DelayReqInterval)，對于單播adding-(查詢間 隔，持續期，announce/sync/delayResp消息間的時期，sync/delayResp接收超時，單播主 地址）。
[0025] 動態PTP參數可包括例如PTP時鐘類型和PTP端口