[發明專利]一種提高IEEE1588時間戳精度的方法

有效

• 申請號: 201810797841.8
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN109039514B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 徐寧
• 申請（專利權）人: 烽火通信科技股份有限公司;武漢飛思靈微電子技術有限公司
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06
• 代理公司: 42225 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 彭程程

一種提高IEEE1588時間戳精度的方法，涉及PTN/IPRAN系統領域，包括：在接收方向，采用接收延時修正值修正接收時間戳；所述接收延時修正值包括接收方向上：FIFO延時、端口速率修正值和時鐘域切換相關修正值；在發送方向，采用發送延時修正值修正發送時間戳；所述發送延時修正值包括發送方向的FIFO延時和端口速率修正值；本發明可以提高時間戳的精度，對MAC到PCS部分的延時進行實時補償，達到更精確的時間同步。

技術領域

本發明涉及PTN(Packet Transport Network，分組傳送網)/IPRAN(IP RadioAccess Network，無線接入網IP化)系統領域，具體來講涉及一種提高IEEE1588時間戳精度的方法。

背景技術

IP化是未來網絡業務的發展趨勢，而以太網以其優越的性價比、廣泛的應用及產品支持，成為以IP為基礎的承載網的主要發展方向。在部署電信級以太網時，如何解決時鐘同步問題是一個要考慮的方面。目前，對分組網絡的同步需求有兩個方面：

(1)分組網絡可以承載TDM(Time Division Multiplex，時分復用)業務，并提供TDM業務時鐘恢復的機制，使得TDM業務在穿越分組網絡后仍滿足一定的性能指標。

(2)分組網絡可以像TDM網絡一樣，提供高精度的網絡參考時鐘，以滿足網絡節點或終端的同步需求。

在分組傳輸網絡中，需要在一個統一的標準協議下才能實現多廠商的協作。而傳統NTP(Network Time Protocol，網絡時間協議)只能實現ms級別的時間同步，GPS(GlobalPositioning System，全球定位系統)等衛星同步方式又存在諸多限制，均不能滿足越來越多的高精度時間同步要求。

因此同步以太網(SyncE)就是最新的標準解決方法。在SyncE中，以太網采用與SONET(Synchronous Optical Network，同步光纖網絡)/SDH(Synchronous DigitalHierarchy，同步數字系列)相同的方式，通過高品質、可跟蹤一級基準時鐘信號同步其位時鐘。

2006年，國際電信聯盟在其G.8261中描述了SyncE概念。2007年，在G.8262中對SyncE的性能要求進行了標準化，規定了同步以太網網絡設備中使用的時鐘的最低性能要求。IEEE在2002年發布了IEEE 1588標準，2005年又制定了新版本的IEEE 1588，即IEEE1588v2。其基本功能是使分布式網絡內的最精確時鐘與其他時鐘保持同步。它定義了一種精確時間協議PTP(Precision Time Protocol，精確時間協議)，用于對標準以太網或其他采用多播技術的分布式總線系統中的傳感器、執行器以及其他終端設備中的時鐘進行亞微秒級同步。

IEEE1588通過硬軟件配合獲得更精準的定時同步，在傳輸時間和時鐘信號時無需額外的時鐘線，仍然使用原來以太網的數據線傳送時鐘信號，既簡化組網連接又降低成本。IEEE1588在技術規范中特別定義了一套基于消息的同步協議，通過周期性的發布帶有時間戳的信息包，可以使各個網絡上的節點的時鐘得到校正，從而實現整個系統的同步運行。

IEEE1588協議要求時間戳的時間為設備在傳輸媒介上收到或發送數據包的時間，但是由于技術上的原因，一般實現中只能在設備的MAC(Medium Access Control，介質訪問控制)功能模塊插入和檢測時間戳，因此插入的時間戳并沒有覆蓋從設備的MAC模塊到PCS(Physical Coding Sublayer，以太網物理編碼子層)這一部分的延時，從而帶來了時間戳精度的誤差。

為了解決這一誤差，就需要采取措施對MAC模塊到PCS部分的延時進行補償，目前采用的補償方式為插入固定補償值，但是這樣做無法準確反應PCS上的延時變化，特別是PCS中有FIFO(First Input First Output，先入先出隊列)緩沖的情況。

發明內容