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Patent Searching and Data


Title:
TIME CORRECTION METHOD AND APPARATUS FOR SLAVE CLOCK DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/187207
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided are a time correction method and apparatus for a slave clock device. The above-mentioned method is applied to a slave clock device. The method comprises: acquiring background flow information about a slave clock device in an operation process; acquiring a deviation correction value according to a fitting function of the background flow information and an asymmetric link delay situation; and conducting real-time correction on synchronization time output from the slave clock device according to the deviation correction value. By adopting the above-mentioned technical solution provided in the present invention, the technical problem in the related art that there is not a technical solution for effectively eliminating a dynamic change of an asymmetric link delay due to a background flow change yet is solved, thereby being able to greatly reduce the impact of the flow change on the asymmetric link delay.

Inventors:
WANG BIN (CN)
Application Number:
PCT/CN2014/075742
Publication Date:
November 27, 2014
Filing Date:
April 18, 2014
Export Citation:
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Assignee:
ZTE CORP (CN)
International Classes:
H04L7/00; H04J3/06
Domestic Patent References:
WO2012038644A12012-03-29
Foreign References:
CN102664696A2012-09-12
CN101615948A2009-12-30
CN102148652A2011-08-10
Other References:
See also references of EP 3001589A4
None
Attorney, Agent or Firm:
KANGXIN PARTNERS,P.C. (CN)
北京康信知识产权代理有限责任公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1. 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。

2. 根据权利要求 1所述的方法, 其中, 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, 其中, 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, 其中, 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, 其中, 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, 其中, 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, 其中, 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. 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, 设置为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, 设置为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, 设置为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, 其中, 还包括: 第三获取模块, 设置为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, 其中, 还包括: 滤波模块, 设置为对实时修正后的所述同步时间进行滤波处理。

Description:
从时钟设备的时间修正方法及装置

技术领域 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 精确时钟同步协议 (Precision Time 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。 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。 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。 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 。 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。 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 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, 本发明实施例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。 根据本发明的一个实施例, 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 根据本发明的另一个实施例, 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, 设置为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, 设置为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, 设置为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。 优选地, 上述装置还包括: 第三获取模块, 设置为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。 优选地, 上述装置还包括: 滤波模块, 设置为对实时修正后的所述同步时间进行 滤波处理。 通过本发明实施例, 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。 附图说明 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- 图 1为根据本发明实施例的从时钟设备的时间修 方法的流程图; 图 2为根据本发明实施例的从时钟设备的时间修 装置的结构框图; 图 3为根据本发明实施例的从时钟设备的时间修 装置的另一结构框图; 以及 图 4为根据本发明实施例的在不同输入流量的情 下链路延迟抖动的变化情况的 示意图。 具体实施方式 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。 图 1为根据本发明实施例的从时钟设备的时间修 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: 步骤 S102, 获取从时钟设备在运行过程中的背景流信息; 步骤 S104,根据上述背景流信息与非对称链路延迟状 的拟合函数获取偏差修正 值; 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。 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。 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。 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: 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)。 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 。 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。 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)。 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:

( 1 )接收网管设备根据背景流和拟合函数获取的 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 。 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。 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: 第一获取模块 20,连接至第二获取模块 22,设置为获取从时钟设备在运行过程中 的背景流信息; 第二获取模块 22,连接至修正模块 24,设置为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; 修正模块 24, 设置为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。 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。 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, 设置为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。 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, 设置为对实时修正后的同步时间进行滤波处理 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: 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; 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。 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: 步骤 A. 无背景流时, 测量非对称性, 从设备输出无偏。 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。 假定使用三套背景流 x, y, z, 以流量 a, b, c进行标定。 以流量 a输入背景流 x, 测量链路延迟, 记录; 以流量 b输入背景流 x, 测量链路延迟, 记录; 以流量 c输入背景流 x, 测量链路延迟, 记录; 以流量 a输入背景流 y, 测量链路延迟, 记录; 以流量 b输入背景流 y, 测量链路延迟, 记录; 以流量 c输入背景流 y, 测量链路延迟, 记录; 以流量 a输入背景流 z, 测量链路延迟, 记录; 以流量 b输入背景流 z, 测量链路延迟, 记录; 以流量 c输入背景流 z, 测量链路延迟, 记录; 步骤 C .根据记录值做非线性拟合得到背景流信息与 对称链路延迟的拟合函数。 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。 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。 步骤 F.从设备对计算时间输出进行滤波, 减小抖动。 综上所述, 上述实施例实现了以下有益效果: 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。 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。 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。 工业实用性 本发明提供的上述技术方案, 可以应用于从时钟设备的时间修正过程中, 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 。