太阳城集团

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时钟同步装置及方法.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201110042036.2

申请日:

2011.02.21

公开号:

CN102104476B

公开日:

2015.01.28

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 专利权的转移IPC(主分类):H04L 7/00登记生效日:20151125变更事项:专利权人变更前权利人:中兴通讯股份有限公司变更后权利人:中兴通讯股份有限公司变更事项:地址变更前权利人:518057 广东省深圳市南山区科技南路55号变更后权利人:518057 广东省深圳市南山区高新技术产业园科技南路中兴通讯大厦法务部变更事项:专利权人变更后权利人:深圳市中兴微电子技术有限公司|||授权|||实质审查的生效号牌文件类型代码:1604号牌文件序号:101321954348IPC(主分类):H04L 7/00专利申请号:2011100420362申请日:20110221|||公开
IPC分类号: H04L7/00 主分类号: H04L7/00
申请人: 中兴通讯股份有限公司
发明人: 张小卫; 徐健
地址: 518057 广东省深圳市南山区科技南路55号
优先权:
专利代理机构: 北京康信知识产权代理有限责任公司 11240 代理人: 余刚;韩建伟
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法律状态
申请(专利)号:

太阳城集团CN201110042036.2

授权太阳城集团号:

|||102104476B||||||

法律状态太阳城集团日:

2015.12.16|||2015.01.28|||2012.09.05|||2011.06.22

法律状态类型:

专利申请权、专利权的转移|||授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开了时钟同步装置及方法,该装置采用硬件实现精密时钟同步协议PTP 1588,包括:太阳城集团处理模块,用于进行采样并根据采样得到的太阳城集团太阳城集团生成和/或修改PTP 1588的报文的太阳城集团戳;识别模块,连接至太阳城集团处理模块,用于使用非对称补偿值和路径延迟值对太阳城集团处理模块接收到的报文进行修正;分离模块,连接至识别模块,用于根据太阳城集团同步装置的工作模式对接收到的报文进行路径处理;协议处理机,连接至分离模块,用于获取接收到的报文的类型,并对接收到的报文进行与其类型对应的处理;CPU处理模块,用于使用最佳主时钟算法选择主时钟和/或用于计算主从太阳城集团偏差并进行太阳城集团同步。通过本发明提高了太阳城集团和频率恢复精度。

权利要求书

1: 一种时钟同步装置, 其特征在于, 用于通过硬件实现精密时钟同步协议 PTP 1588, 所述装置包括 : 太阳城集团处理模块, 用于进行采样并根据采样得到的太阳城集团太阳城集团生成和 / 或修改 PTP 1588 的 报文的太阳城集团戳 ; 识别模块, 连接至所述太阳城集团处理模块, 用于使用非对称补偿值和路径延迟值对所述时 间处理模块接收到的报文进行修正 ; 分离模块, 连接至所述识别模块, 用于根据所述太阳城集团同步装置的工作模式对所述接收 到的报文进行路径处理 ; 协议处理机, 连接至所述分离模块, 用于获取所述接收到的报文的类型, 并对所述接收 到的报文进行与其类型对应的处理 ; CPU 处理模块, 用于使用最佳主时钟算法选择主时钟和 / 或用于计算主从太阳城集团偏差并 进行太阳城集团同步。
2: 根据权利要求 1 所述的装置, 其特征在于, 所述识别模块用于根据所述接收到的报 文获取所述接收到的报文的虚拟端口, 并使用该虚拟端口所对应的非对称补偿值和路径延 迟值对所述接收到的报文进行修改, 其中, 虚拟端口与主时钟一一对应。
3: 根据权利要求 2 所述的装置, 其特征在于, 所述识别模块用于对所述接收到的报文 中携带的太阳城集团进行哈希 HASH 收敛得到所述接收到的报文的虚拟端口 ; 或者, 所述识别模块 用于根据所述接收到的报文中携带的太阳城集团在预先定义的表中查找所述接收到的报文的虚 拟端口。
4: 根据权利要求 2 所述的装置, 其特征在于, 所述协议处理机还用于管理每个虚拟端 口的报文, 并按照预先配置的发送周期向每个虚拟端口发送报文。
5: 根据权利要求 1 所述的装置, 其特征在于, 所述太阳城集团处理模块位于媒体接入控制 MAC 层和 / 或物理编码子 PCS 层。
6: 根据权利要求 5 所述的装置, 其特征在于, 对于 GE 接口速率及以下速率的接口, 所述 太阳城集团处理模块位于 MAC 层 ; 对于 10GE 速率及以上速率的接口, 所述太阳城集团处理模块位于 PCS 层并设置于异步先入先出 FIFO 之前。
7: 根据权利要求 1 至 6 中任一项所述的装置, 其特征在于所述分离模块, 用于对所述接 收到的报文进行以下路径处理的至少之一 : 在所述装置的工作模式为透传时钟模式的情况下, 所述分离模块将所述接收到的报文 转发至所述装置的转发处理模块进行转发处理 ; 在所述装置的工作模式为普通时钟加透传时钟模式的情况下, 所述分离模块复制所述 接收到的报文, 其中的一份报文转发至所述转发模块进行转发处理, 另一份报文发送至所 述协议处理机 ; 在所述装置的工作模式为普通时钟模式或边界时钟模式的情况下, 所述分离模块将所 述接收到的报文发送至所述协议处理机。
8: 一种时钟同步方法, 其特征在于, 应用于精密时钟同步协议 PTP 1588, 所述方法包 括: 接收到来自不同主时钟的 PTP 1588 的报文 ; 获取所述报文对应的虚拟端口, 其中, 每个所述虚拟端口对应一个主时钟 ; 根据所述虚拟端口对应的主时钟进行太阳城集团同步。 2
9: 根据权利要求 8 所述的方法, 其特征在于, 获取所述报文对应的虚拟端口包括 : 对所述报文中携带的太阳城集团进行哈希 HASH 收敛以获取到所述报文对应的虚拟端口 ; 或者, 根据所述报文中携带的太阳城集团在预先定义的表中查找以获取到所述报文对应的虚 拟端口。
10: 根据权利要求 8 或 9 所述的方法, 其特征在于, 所述报文中携带的太阳城集团包括以下至 少之一 : 端口号、 虚拟局域网的标识太阳城集团、 IP 地址、 MAC 地址。

说明书


时钟同步装置及方法

    【技术领域】
     本发明涉及数据通信领域, 具体而言, 涉及时钟同步装置及方法。背景技术 分组传输网络 (Packet Transport Network, 简称为 PTN) 可以实现分组业务的 高效率传送, 其中, PTN 不但可以传送以太网、 通用多协议标志交换 (Generalized Multi Protocol Label Switching, 简称为 GMPLS) 等数据还可以传送时分复用 (Time Division Multiplex, 简称为 TDM) 的数据。
     PTN 对时钟的同步主要体现在两个方面 : 其一, 在承载 TDM 的业务, 或者和公共交 换电话网络 (Public Switched Telephone Network, 简称为 PSTN) 互通时, 需要在 TDM 的接 口处提供同步功能 ; 其二, 当 PTN 网络承载 3G 基站业务时, 例如, 时分同步码分多址 (Time Division-synchronous Code Division Multiple Access, 简称为 TD-CDMA)、 CDMA2000、 WiMAX 类型的 3G 业务基站需要提供高精度的太阳城集团同步太阳城集团。因此, 需要 PTN 网路能够提供 高精度的太阳城集团和频率的同步功能。
     例 如, 可 以 使 用 精 密 时 钟 同 步 协 议 (Precision timing Protocol, 简称为 PTP)1588 协议来进行太阳城集团同步。目前, PTP 1588 由 V1 版本已经演进到 V2 版本, V2 版本精 度可以达到亚微秒级精度, 可以满足电信级 PTN 网络的同步需求。 PTP 1588 V2 同时可以支 持频率和太阳城集团的同步, 可以在 PTN 网路内替代 GPS 以满足像 3G 业务的高精度同步需求。
     在相关技术中实现 PTP 1588 的方案除对硬件实现太阳城集团戳的提取和修改之外, 均 使用软件实现, 例如使用 CPU 软件管理 PTP 报文, 在这样的处理方式下, 当 PTP 1588 协议处 理器维护大量的端口时负担过重 ( 尤其是在频率恢复时需要 PTP 报文频率高, 否则会影响 恢复精度 ), 因此, 使用 CPU 软件维护 PTP 报文, 会产生 CPU 负担重、 影响太阳城集团同步精度的问 题。
     发明内容 本发明的主要目的在于提供时钟同步装置及方法, 以至少解决上述问题。
     根据本发明的一个方面, 提供了一种时钟同步装置, 用于通过硬件实现精密时钟 同步协议 PTP1588, 所述装置包括 : 太阳城集团处理模块, 用于进行采样并根据采样得到的太阳城集团信 息生成和 / 或修改 PTP1588 的报文的太阳城集团戳 ; 识别模块, 连接至所述太阳城集团处理模块, 用于使 用非对称补偿值和路径延迟值对所述太阳城集团处理模块接收到的报文进行修正 ; 分离模块, 连 接至所述识别模块, 用于根据所述太阳城集团同步装置的工作模式对所述接收到的报文进行路径 处理 ; 协议处理机, 连接至所述分离模块, 用于获取所述接收到的报文的类型, 并对所述接 收到的报文进行与其类型对应的处理 ; CPU 处理模块, 用于使用最佳主时钟算法选择主时 钟和 / 或用于计算主从太阳城集团偏差并进行太阳城集团同步。
     优选地, 所述识别模块用于根据所述接收到的报文获取所述接收到的报文的虚拟 端口, 并使用该虚拟端口所对应的非对称补偿值和路径延迟值对所述接收到的报文进行修
     改, 其中, 不同的虚拟端口与不同的主时钟一一对应。
     优选地, 所述识别模块用于对所述接收到的报文中携带的太阳城集团进行哈希 HASH 收 敛得到所述接收到的报文的虚拟端口 ; 或者, 所述识别模块用于根据所述接收到的报文中 携带的太阳城集团在预先定义的表中查找所述接收到的报文的虚拟端口。
     优选地, 所述协议处理机还用于管理每个虚拟端口的报文, 并按照预先配置的发 送周期向每个虚拟端口发送报文。
     优选地, 所述太阳城集团处理模块位于媒体接入控制 MAC 层和 / 或物理编码子 PCS 层。 对 于 GE 接口速率及以下速率的接口, 所述太阳城集团处理模块位于 MAC 层 ; 对于 10GE 速率及以上速 率的接口, 所述太阳城集团处理模块位于 PCS 层并设置于异步先入先出 FIFO 之前。
     优选地, 所述分离模块, 用于对所述接收到的报文进行路径处理时进行以下处理 的至少之一 : 在所述装置的工作模式为透传时钟模式的情况下, 所述分离模块将所述接收 到的报文转发至所述装置的转发处理模块进行转发处理 ; 在所述装置的工作模式为普通时 钟加透传时钟模式的情况下, 所述分离模块复制所述接收到的报文, 其中的一份报文转发 至所述转发模块进行转发处理, 另一份报文发送至所述协议处理机 ; 在所述装置的工作模 式为普通时钟模式或边界时钟模式的情况下, 所述分离模块将所述接收到的报文发送至所 述协议处理机。
     根据本发明的另一方面, 提供了一种时钟同步方法, 应用于精密时钟同步协议 PTP 1588, 所述方法包括 : 接收到来自不同主时钟的 PTP 1588 的报文 ; 获取所述报文对应的虚 拟端口, 其中, 每个所述虚拟端口对应一个主时钟 ; 根据所述虚拟端口对应的主时钟进行时 间同步。
     优选地, 获取所述报文对应的虚拟端口包括 : 对所述报文中携带的太阳城集团进行哈希 HASH 收敛以获取到所述报文对应的虚拟端口 ; 或者, 根据所述报文中携带的太阳城集团在预先定 义的表中查找以获取到所述报文对应的虚拟端口。
     优选地, 所述报文中携带的太阳城集团包括以下至少之一 : 端口号、 虚拟局域网的标识信 息、 IP 地址、 MAC 地址。
     通过本发明的时钟同步装置, 采用硬件实现精密时钟同步协议 PTP 1588, 所述 装置包括 : 太阳城集团处理模块, 用于进行采样并根据采样得到的太阳城集团太阳城集团生成和 / 或修改 PTP 1588 的报文的太阳城集团戳 ; 识别模块, 连接至所述太阳城集团处理模块, 用于使用非对称补偿值和路 径延迟值对所述太阳城集团处理模块接收到的报文进行修正 ; 分离模块, 连接至所述识别模块, 用 于根据所述太阳城集团同步装置的工作模式对所述接收到的报文进行路径处理 ; 协议处理机, 连 接至所述分离模块, 用于获取所述接收到的报文的类型, 并对所述接收到的报文进行与其 类型对应的处理 ; CPU 处理模块, 用于使用最佳主时钟算法选择主时钟和 / 或用于计算主从 太阳城集团偏差并进行太阳城集团同步。解决了使用 CPU 软件维护 PTP 报文, 会产生 CPU 负担重、 影响时 间同步精度的问题, 进而达到了提高太阳城集团和频率恢复精度效果。 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 是根据本发明实施例的时钟同步装置的结构框图 ;图 2 是根据本发明实施例的时钟同步方法的流程图 ; 图 3 是根据本发明优选实施例的时钟同步装置的结构框图 ; 图 4 是根据本发明实施例的时钟同步方法的接收方向的处理流程图 ; 图 5 是根据本发明实施例的时钟同步装置的 PTP 1588 协议处理机的处理流程 图 6 是根据本发明实施例的主从节点组网的示意图 ; 图 7 是根据本发明实施例的时钟同步方法中采用虚拟端口的处理流程图 ; 图 8 是根据本发明实施例时钟同步方法中下行发送方向采用虚拟端口的处理流 图 9 是根据本发明实施例在 E2E 模式应用的示意图。图;
     程图 ;
     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。
     在本实施例中, 提供了一种时钟同步装置, 用于通过硬件实现精密时钟同步协议 PTP1588, 图 1 是根据本发明实施例的时钟同步装置的结构框图, 如图 1 所示, 该装置包括 : 太阳城集团处理模块 10、 识别模块 12、 分离模块 14、 协议处理机 16 和 CPU 处理模块 18, 下面对该 结构进行说明。 太阳城集团处理模块 10, 用于进行采样并根据采样得到的太阳城集团太阳城集团生成和 / 或修改 PTP 1588 的报文的太阳城集团戳 ; 识别模块 12, 连接至太阳城集团处理模块 10, 用于使用非对称补偿值和路 径延迟值对太阳城集团处理模块接收到的报文进行修正 ; 分离模块 14, 连接至识别模块 12, 用于 根据太阳城集团同步装置的工作模式对接收到的报文进行路径处理 ; 协议处理机 ( 或称为协议处 理器 )16, 连接至分离模块 14, 用于获取接收到的报文的类型, 并对接收到的报文进行与其 类型对应的处理 ; CPU 处理模块 18, 用于使用最佳主时钟算法选择主时钟和 / 或用于计算主 从太阳城集团偏差并进行太阳城集团同步。
     上述模块的处理可以由单芯片来实现, 芯片设计工程师可以根据上述模块的功能 很容易编写出芯片实现电路的代码并综合成底层电路。其中, CPU 处理模块可以放到芯片 内也可以放到芯片外部, 两种方式都兼容。
     通过上述装置, 原来由软件所执行的功能分布到不同的硬件模块上, 而 CPU 处理 模块用于选择主时钟及计算太阳城集团偏差, 相比于相关技术, CPU 的负荷大大降低, 同时, 由于对 PTP 报文的相关处理均由硬件模块来实现, 可以提高处理速度, 从而提高了太阳城集团和频率恢复 的精度。
     其中, 对于太阳城集团处理模块 10 可以位于 MAC 层和 / 或物理编码子 PCS 层。例如, 对 于 GE 接口速率及以下速率的接口, 太阳城集团处理模块 10 可以位于 MAC 层 ; 对于 10GE 速率及以 上速率的接口, 太阳城集团处理模块 10 可以位于 PCS 层。更优地, 太阳城集团处理模块 10 可以设置于异 步先入先出 FIFO 之前。
     为了解决不同 PTP 1588 域的隔离, 实现在同一端口下对不同 PTP 太阳城集团域的同步管 理, 在本实施例中还提供了一种时钟同步方法, 图 2 是根据本发明实施例的时钟同步方法 的流程图, 如图 2 所示, 该流程包括如下步骤 :
     步骤 S202, 接收到来自不同主时钟的 PTP 1588 的报文 ;
     步骤 S204, 获取该报文对应的虚拟端口, 其中, 每个虚拟端口对应一个主时钟 ; 例 如, 可以对报文中携带的太阳城集团进行哈希 HASH 收敛以获取到该报文对应的虚拟端口 ; 或者, 还可以根据报文中携带的太阳城集团在预先定义的表中查找以获取到该报文对应的虚拟端口
     步骤 S206, 根据该虚拟端口对应的主时钟进行太阳城集团同步。
     通过上述步骤, 引入了虚拟端口的概念, 从而实现了同一端口下对不同 PTP 太阳城集团 域的同步管理。
     对应于图 1 中所示出的模块, 上述方法可以由识别模块 12 实现, 即识别模块 12 用 于根据接收到的报文获取接收到的报文的虚拟端口, 并使用该虚拟端口所定义的非对称补 偿值和路径延迟值对接收到的报文进行修改, 其中, 不同的虚拟端口与不同的主时钟一一 对应。
     优选地, 在实施时, 识别模块 12 用于对接收到的报文中携带的太阳城集团进行哈希 HASH 收敛得到接收到的报文的虚拟端口 ; 或者, 识别模块用于根据接收到的报文中携带的太阳城集团 在预先定义的表中查找接收到的报文的虚拟端口。其中, 报文中携带的太阳城集团可以区分出该 报文所来源的主时钟, 例如, 报文中携带的太阳城集团可以包括以下至少之一 : 端口号、 虚拟局域 网的标识太阳城集团、 IP 地址、 媒体接入控制 (Media Access Control, 简称为 MAC) 地址。在实施 时, 引入虚拟端口之后, 可以由协议处理机 16 管理每个虚拟端口的报文, 并按照预先配置 的发送周期向每个虚拟端口发送报文。 需要说明的是, 可以根据实际的需要将上述模块制成一个芯片, 通过这样的集成, 一个芯片就可以实现 PTP 1588 协议。当然, 也可以对于不同的工作模式, 可以提供只在该 工作模式下进行处理的芯片, 即分离模块 14 用于对接收到的报文进行路径处理时进行以 下处理的至少之一 : 在装置的工作模式为透传时钟模式的情况下, 分离模块将接收到的报 文转发至装置的转发处理模块进行转发处理 ; 在装置的工作模式为普通时钟加透传时钟模 式的情况下, 分离模块复制接收到的报文, 其中的一份报文转发至转发模块进行转发处理, 另一份报文发送至协议处理机 ; 在装置的工作模式为普通时钟模式或边界时钟模式的情况 下, 分离模块将接收到的报文发送至协议处理机。
     图 3 是根据本发明优选实施例的时钟同步装置的结构框图, 下面结合该图对本发 明的一个优选实施例进行说明。需要说明的是, 图 3 中的模块的处理可以由单芯片来实现。 其中, 基准时钟接口模块可以接 GPS 或标准时钟。
     如图 3 所示, 该时钟同步装置包括 : MAC/PCS 层太阳城集团处理模块 ( 实现太阳城集团处理模块 10 的功能 )、 PTP 1588 识别模块 ( 实现识别模块 12 的功能 )、 PTP 1588 分离模块 ( 实现 分离模块 14 的功能 )、 PTP 1588 协议处理机 ( 实现协议处理机 16 的功能 )、 CPU 处理模块 ( 实现 CPU 处理模块 18 的功能 ), 除上述模块外, 本优选实施例中的装置还包括 : 规则和报 文等配置模块、 太阳城集团产生模块、 基准时钟接口模块、 太阳城集团戳搜集模块、 PTP 1588 插入模块、 以 及其他的辅助模块。下面对各模块的功能进行说明。
     MAC/PCS 太阳城集团处理模块 : 对接收方向太阳城集团戳的采样处理、 发送方向的太阳城集团太阳城集团的 修改更新、 发送方向太阳城集团戳采样并自动回传。对于 GE 的接口及以下速率的接口可以将该功 能放到 MAC 层处理, 对于 10GE 的接口及以上的接口则将该功能放到 PCS 层处理并控制该功 能放在异步 FIFO 的前面以减少 FIFO 对太阳城集团精度的影响。
     PTP 1588 识别模块 : 对接收的 1588 报文进行解析并根据配置提取报文相关太阳城集团, 通过该太阳城集团进行 HASH 收敛或查表得到该接收报文的虚拟端口, 并根据该虚拟端口查表得 到该端口的非对称补偿值和路径延迟值以修正该 1588 报文。
     PTP 1588 分离模块 : 对接收的报文进行路径区分, 主要区分 : 透传时钟模式、 普通 加透传时钟模式、 边界时钟模式、 普通时钟模式。 透传模式则转至转发处理模块进行转发处 理, 普通加透传时钟模式则等效复制两份报文, 一份通过转发处理模块做转发处理, 一份转 1588 协议处理机做同步处理。对于边界和普通时钟两种模式则转 1588 协议处理机做同步 处理。
     PTP 1588 协议处理机 : 完成对接收报文进一步解析, 对 1588 子类型进行分析, 若 是 1588 请求报文则自动提取太阳城集团并做应答处理, 应答处理会自动产生 1588 应答报文并立 刻发送处理。对于需要同步处理的报文如 Sync 报文等, 需要对太阳城集团太阳城集团进行提取、 太阳城集团信 息关联匹配并进行上报 CPU 处理模块进行处理。该模块同时不间断搜集下行方向 MAC/PCS 回送的太阳城集团太阳城集团并对太阳城集团太阳城集团进行关联匹配处理。对于周期性发送的 1588 报文, 该模块会 管理每个虚拟端口 1588 报文按照预先配置的发送周期周期性向各个虚拟端口发送 1588 报 文。
     规则和报文等配置模块 : 完成规则的配置、 报文的封装、 发送频率以及各域的太阳城集团配置。 CPU 处理模块 : 完成 BMC 算法的状态决策和同步太阳城集团太阳城集团的下发等处理。该模块 根据 PTP 1588 处理机的上报太阳城集团太阳城集团运行最佳主时钟 (Best Master Clock, 简称为 BMC) 算法计算主从关系, 同时下发时钟偏移到太阳城集团产生模块, 太阳城集团产生模块则自动更新本点时 钟太阳城集团从而达到同步主节点功能。
     太阳城集团产生模块 : 完成标准太阳城集团太阳城集团的产生, 并根据太阳城集团更新指令, 每秒钟更新太阳城集团 戳产生的基准。
     基准时钟接口模块 : 把外部的时钟基准通过太阳城集团产生模块传给 CPU 处理模块处 理, CPU 处理模块提取相应的基准太阳城集团太阳城集团等。
     PTP 1588 插入模块 : 完成从 PTP 1588 协议处理机模块发送报文下行方向的插入, 同时对来自非本点的 PTP 1588 报文进行识别区分, 并通过数据分离模块传递到各个端口 的 MAC/PCS 层, MAC/PCS 层再对该 1588 报文进行太阳城集团戳的修改。
     其他辅助处理模块 : 例如完成时钟透传模式下的报文转发, 完成接收数据的汇聚 和发送方向的数据分离等功能模块。
     通过上述装置, 在接收方向在 MAC/PCS 层采样并产生太阳城集团太阳城集团, 并将该太阳城集团放到 报文头携带到 PTP 1588 识别模块, PTP 1588 识别模块对 PTP 1588 报文进行识别并根据 配置提取抽象虚拟端口, 根据抽象的虚拟端口查表得到当前虚拟端口所对应的工作模式、 使能标志是否打开、 非对称补偿值、 路径延迟值等太阳城集团。并在进入 PTP 1588 识别模块后 将 MAC/PCS 得到太阳城集团太阳城集团、 非对称延迟值、 路径延迟值和 PTP 1588 报文中太阳城集团太阳城集团进行运 算, 以实现对前一级网络延迟、 非对称的补偿。在 PTP 识别模块处理完成后, 报文会送至 PTP 1588 分离模块进行数据路径分离, 当普通时钟 (Ordinary Clock, 简称为 OC)/ 边界时 钟 (Boundary Clock, 简称为 BC) 模式下报文转到 PTP 1588 协议处理机处理, 当透传时钟 (Transparent Clock, 简称为 TC) 模式下直接送转发模块处理, 当 OC+TC 模式下复制两份报
     文一份转至 PTP 1588 协议处理机处理, 另一份直接送转发模块进行转发处理。 PTP 1588 协 议处理机则完成对接收报文的解析, 做合法性判断, 并对 PTP 1588 报文进行关联, 当关联 匹配后将相关匹配太阳城集团太阳城集团上报 CPU 进行同步处理。CPU 模块实现 BMC 算法和主从偏差计 算, 并通过接口更新太阳城集团, 从而达到主从节点同步。下行方向在 MAC/PCS 层进行修改校正域 和太阳城集团戳计算更新处理, 同时若需要返回太阳城集团太阳城集团, 则通过接口把 MAC/PCS 层的太阳城集团太阳城集团 传给太阳城集团戳搜集模块。
     上述装置有以下优点 : 实现了对接收的 PTP 1588 报文自动分析、 并对请求报文自 动分析应答、 自动关联匹配太阳城集团太阳城集团、 自动太阳城集团戳修改、 计算和更新, 所有这些都采用硬件 自动完成 ; MAC/PCS 层在下行方向自动更新计算太阳城集团戳后根据 PTP 1588 报文性质自动回传 太阳城集团戳给 PTP 1588 协议处理机进一步处理。采用虚拟端口来管理 PTP 1588 报文, 这样可 以根据用户配置的规则来划分不同的 PTP 时钟域, 当从节点端口接收到来自多个主节点发 送的来的 PTP1588 报文, 通过虚拟端口区分不同主节点来源, 从节点可以选择最佳的主时 钟并同步该主节点。支持透传、 普通 + 透传、 普通、 边界时钟模式, 同时支持 P2P 和 E2E 两种 机制, 单芯片可同时管理的端口数在 32 个以上, 发包频率最快可以达到 1 毫秒。采用上述 装置可以满足 PTN 网络的时钟同步需求。
     图 4 是根据本发明实施例的时钟同步方法的接收方向的处理流程图, 该流程将接 收方向各个模块配合的工作以流程图的形式表示。该处理流程实现了对虚拟端口的抽象、 隔离, 对虚拟端口的非对称补偿和路径延迟计算, 并实现透传模式和非透传模式的数据路 径分离处理过程。在图 4 示出的流程中, 在接收方向根据不同速率的接口选择在 MAC 层或 者 PCS 层采样太阳城集团产生模块产生的太阳城集团太阳城集团, 并将该太阳城集团太阳城集团附着在报文中携带到 PTP 识 别模块 ; PTP 识别模块对报文进行识别, 判断是否是 PTP 1588 报文, 如果不是则将报文送至 分离模块, 由该模块转至转发模块进行正常的转发处理 ; 如果是 PTP 1588 报文, PTP 识别模 块根据配置规则提取报文太阳城集团 ; 根据报文太阳城集团 HASH 收敛得到 1588 所属的虚拟端口 ; 根据 虚拟端口查表得到当前虚拟端口所对应的工作模式、 非对称补偿值、 路径延迟值等太阳城集团 ; 识 别模块处理完成后, 将报文送至 PTP1588 报文分离模块, 针对不同的模式进行不同的处理 : 当 OC/BC 模式下报文转到 PTP 1588 协议处理机处理, 当 TC 模式下直接送转发模块处理, 当 OC+TC 模式下复制两份报文一份转至 PTP1588 协议处理机处理, 另一份直接送转发模块进 行转发处理。
     图 5 是根据本发明实施例的时钟同步装置的 PTP 1588 协议处理机的处理流程图, 该处理过程主要完成接收方向 1588 进一步解析, 自动提取请求太阳城集团, 自动产生应答报文, 自动匹配接收报文的太阳城集团太阳城集团, 搜集发送方向太阳城集团太阳城集团并匹配接收的太阳城集团太阳城集团, 根据用户 的配置周期自动按照配置周期产生 1588 报文。在图 5 示出的流程中, 识别模块对报文进 行识别后, 进一步分析接收方向的 PTP 报文 ; 判断是否是 PTP 的合法报文, 如果判断为非法 报文则做丢弃并统计处理, 如果是合法报文, 则一方面提取报文中的太阳城集团太阳城集团留作备用, 另 一方面判断是否该报文需要应答, 如果不需要应答, 则进一步判断发送 PTP 报文定时是否 到了, 如果没到则返回到分析接收方向的 PTP 报文的流程 ; 如果判断报文需要应答, 则提取 REQ 应答太阳城集团, 根据 VP 并自动产生应答报文, 然后判断发送 PTP 报文定时是否到了, 如果没 到则返回到分析接收方向的 PTP 报文的流程, 如果定时到了, 则读取发送报文配置太阳城集团, 根 据 VP 自动生成报文, 并发送该报文。在发送方向记录并修改太阳城集团太阳城集团, 读取并搜集发送太阳城集团太阳城集团, 判断搜集的发送太阳城集团太阳城集团和从合法报文中提取的太阳城集团太阳城集团是否关联匹配, 如果匹 配则提取重要的太阳城集团太阳城集团匹配上报 CPU, 如果不匹配则丢弃, 并记录统计。
     图 6 是根据本发明实施例的主从节点组网的示意图, 在图 6 中, M_0、 M_1、 M_2 为三 个主节点, 每个主节点有 N(N 为有限值, 如 N < 256) 条虚拟端口通过中间的 TC 节点连接到 三个从节点 S_0、 S_1、 S_2, 对于 S_0 或 S_1 或 S_2 单个从节点可能会收到来自三个主节点 M_0、 M_1、 M_2 的 1588 同步报文, 但在整个网络中单个从节点所要同步的主节点在某个时刻 只能存在一个主节点, 即某个时刻 S_0 或 S_1 或 S_2 单个从节点同步的主节点只有一个。 根 据本方法和装置采用虚拟端口的概念可以将来自三个主节点的 1588 报文抽象成三个虚拟 端口, S_0 或 S_1 或 S_2 从节点可以同时对三个主节点的时钟进行检测和过滤, 当从节点某 个时刻检测到其中一个主节点例如 M_0 的时钟质量最高, 此时从节点跟踪 M_0 主节点, 如果 某个时刻该从节点检测到 M_2 的时钟优于 M_0, 则该从节点可以自动切换并跟踪 M_2 的主节 点。故本方法和装置采用虚拟端口概念后可以对多域进行隔离, 实现一从节点同时监听多 个主节点并有选择的同步某一个主节点。
     图 7 是根据本发明实施例的时钟同步方法中采用虚拟端口后的处理流程图, 以下 举例的方式说明该图中的配置规则 ( 即用户划分域的太阳城集团 ), 例如, 可以按照端口加 VLAN 或 IP 或 MAC 地址等太阳城集团, 把这些太阳城集团进行哈希收敛得到 1588 的虚拟端口, 也可以通过查表 得到该虚拟端口, 对于来自同一物理端口或不同物理端口的两个虚拟端口对应的 PTP 1588 时钟域是相互独立的, 即在每个虚拟端口上可以独立运行 PTP 1588 协议, 并且在不同的虚 拟端口之间相互隔离互不干涉。对于哈希收敛可能产生冲突问题不是本优选实施例的重 点, 因为该冲突已经有很多解决方案来处理冲突问题, 本优选实施例的重点在于如何利用 该虚拟端口对 PTP1588 多域的隔离。
     图 8 是根据本发明实施例时钟同步方法中下行发送方向采用虚拟端口的处理流 程图, 该处理过程和上行类似, 不同的是在产生报文时采用虚拟端口来发送和维护, 例如 : 如果有 256 个虚拟端口, 那么独立产生 256 个同一种 PTP 1588 报文, 例如, 同步 (SYNC) 报 文, 当该虚拟端口的发送使能打开, 周期到后会立刻发送该数据报文, 否则不发送该虚拟端 口的 1588 报文。
     图 9 是根据本发明实施例在 E2E 模式应用的示意图。在图 9 中以端到端 (Endto End, 简称为 E2E) 模式为例进行说明, 点到点 (Peerto Peer, 简称为 P2P) 模式类似, 但增加 了路径延迟的测量机制。如图 9 所示, 该组网是由 OC/BC MASTER、 E2E TC、 OC/BC SLAVE 三 个网元节点构成, 三个节点中每个网元都应用了本实施例中的装置。其中 OC/BC MASTER 为 主节点, E2E TC 为端到端透传节点, OC/BC SLAVE 为从节点。在 A 点网元周期性发送 Sync 报文, 该报文到达透传节点 B, 在 B 点应用本方法解析出来源的虚拟端口, 并用该虚拟端口 查表得到非对称补偿值和路径延迟值, 由于该虚拟端口工作在端到端透传模式, 因此无路 径延迟补偿。在 B 点发现该报文在该节点为透传模式, 通过转发模块转发至端口 C, 在C点 的 MAC/PCS 层计算并更新校正域后将该报文发送至 D, 在 D 点同样解析来源的虚拟端口, 并 提取 MASTER 和 SLAVE 节点的太阳城集团太阳城集团 t1、 t2, 以及校正域提供给 CPU 处理单元进行处理。
     在 E 点应用本方法自动按照配置的周期发送 Delay_req 报文, 并记录发送的太阳城集团 太阳城集团 t3, 当发送到 F 点时, 同样解析 Delay_req 报文的来源虚拟端口, 并根据该虚拟端口查 找得到需要补偿的非对称值, 由于 F 点位于端到端的透传节点, 故将 Delay_req 报文转发至G 端口, 在 G 端口计算并更新校正域和太阳城集团戳太阳城集团后转发至 H 端口, H 端口同样会根据配置 太阳城集团解析该报文所属的虚拟端口, 并利用该虚拟端口得到非对称值以及端口状态等太阳城集团, 由于该端口状态 OC/BC 的主节点, 故将该报文上送只 PTP 1588 协议处理机, PTP 1588 协议 处理机进一步解析发现该报文为请求报文, 故提取太阳城集团后自动生成应答报文, 该应答报文 通过 I 接口发送至 J 接口, J 接口同样解析该报文应来源的虚拟端口号, 并根据报文性质转 发至 K 接口, 由于 K 接口是端到端的透传节点, 故直接转发到 L 接口。当 Delay_Resp 报文 和 Delay_req 报文匹配后, 可以得到该虚拟端口对应的 t3、 t4 值, 并转至 CPU 模块处理。
     CPU 模块接收到四个太阳城集团太阳城集团后计算得到主从的太阳城集团偏差, 并根据 BMC 算法选择 某一虚拟端口的主节点作为最佳主时钟, 并同步该主时钟, 这样就实现了主从节点间的时 间同步。
     通过上述实施例, 采用硬件管理 PTP 1588V2 的太阳城集团戳和协议报文, 提高了太阳城集团和 频率恢复的精度。同时, 采用虚拟端口实现 PTP 1588V2 的方案可以解决不同 PTP 1588 域 的隔离, 从而实现在同一端口下对不同 PTP 太阳城集团域的同步管理。
     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。 以上所述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。
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