[發(fā)明專利]一種時(shí)間同步方法、裝置及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811565574.8
• 申請(qǐng)日: 2018-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109921871A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬(wàn)海;李宗輝;趙曦濱;楊華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H04J3/06
• 分類號(hào): H04J3/06;H04L1/00;H04L7/00
• 代理公司: 北京挺立專利事務(wù)所(普通合伙) 11265
• 代理人: 趙振

本發(fā)明公開(kāi)一種時(shí)間同步方法、裝置及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該方法包括：根據(jù)配置的時(shí)鐘優(yōu)先級(jí)，確定本地時(shí)鐘是主時(shí)鐘或從時(shí)鐘；當(dāng)為主時(shí)鐘時(shí)，每隔預(yù)定時(shí)間將本地時(shí)鐘作為主時(shí)鐘寫入同步幀并廣播發(fā)送該同步幀；或者當(dāng)為從時(shí)鐘時(shí)，接收同步幀；并根據(jù)該同步幀同步本地時(shí)鐘。采用本發(fā)明提供的方案，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)中各設(shè)備之間的精確時(shí)間同步。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體而言，涉及一種時(shí)間同步方法、裝置及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

工業(yè)化和信息化的融合，促進(jìn)了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)以太網(wǎng)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中有非常多的應(yīng)用場(chǎng)景，以太網(wǎng)交換機(jī)是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，而時(shí)間同步協(xié)議又決定著實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)性和確定性等重要特性。

高速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步提出了挑戰(zhàn)，在主要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，時(shí)間同步對(duì)于系統(tǒng)來(lái)說(shuō)起到了關(guān)鍵的作用，時(shí)間同步廣泛應(yīng)用于航空航天、軌道交通、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域，測(cè)量控制領(lǐng)域的系統(tǒng)和釆用分布式結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)設(shè)備里，由于設(shè)備規(guī)模逐漸增大，隨之而來(lái)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)呈現(xiàn)出更加分散的趨勢(shì)，以及許多系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)于實(shí)時(shí)性的時(shí)間要求極其嚴(yán)格，使得存在于設(shè)備網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的各個(gè)結(jié)點(diǎn)設(shè)備之間的時(shí)間同步的需求越來(lái)越高。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的設(shè)備之間的同步誤差主要由以下兩點(diǎn)產(chǎn)生，第一，設(shè)備自身的獨(dú)立的時(shí)間計(jì)數(shù)裝置依賴于硬件系統(tǒng)，在嚴(yán)格要求的應(yīng)用下這種本地時(shí)鐘的質(zhì)量往往不夠精確。第二，由于網(wǎng)絡(luò)傳輸路徑本身的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中往往會(huì)帶來(lái)不同程度的線路延遲。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種時(shí)間同步方法、裝置及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的至少一個(gè)問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種時(shí)間同步方法，包括：根據(jù)配置的時(shí)鐘優(yōu)先級(jí)，確定本地時(shí)鐘是主時(shí)鐘或從時(shí)鐘；當(dāng)為主時(shí)鐘時(shí)，每隔預(yù)定時(shí)間將本地時(shí)鐘作為主時(shí)鐘寫入同步幀并廣播發(fā)送該同步幀；或者當(dāng)為從時(shí)鐘時(shí)，接收同步幀；并根據(jù)該同步幀同步本地時(shí)鐘。

可選地，根據(jù)配置的時(shí)鐘優(yōu)先級(jí)，確定本地時(shí)鐘是主時(shí)鐘或從時(shí)鐘，包括：以預(yù)定間隔發(fā)送數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包包括本地時(shí)鐘標(biāo)識(shí)和配置的時(shí)鐘優(yōu)先級(jí)；根據(jù)返回的信息確定本地時(shí)鐘是主時(shí)鐘或從時(shí)鐘。

可選地，根據(jù)該同步幀同步本地時(shí)鐘，包括：根據(jù)主時(shí)鐘廣播該同步幀的時(shí)刻、該主時(shí)鐘至從時(shí)鐘之間的線長(zhǎng)時(shí)延、以及該從時(shí)鐘完成同步的時(shí)長(zhǎng)確定該從時(shí)鐘的校正時(shí)間；將該本地時(shí)鐘設(shè)定為該校正時(shí)間。

可選地，當(dāng)確定為從時(shí)鐘時(shí)，在根據(jù)該同步幀同步本地時(shí)鐘之后，還包括：轉(zhuǎn)發(fā)該同步幀。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種時(shí)間同步裝置，包括：確定模塊，用于根據(jù)配置的時(shí)鐘優(yōu)先級(jí)，確定本地時(shí)鐘是主時(shí)鐘或從時(shí)鐘；同步模塊，用于在為主時(shí)鐘時(shí)，每隔預(yù)定時(shí)間將本地時(shí)鐘作為主時(shí)鐘寫入同步幀并廣播發(fā)送該同步幀；或者在為從時(shí)鐘時(shí)，接收同步幀；并根據(jù)該同步幀同步本地時(shí)鐘。

可選地，確定模塊包括：優(yōu)先級(jí)發(fā)送單元，用于以預(yù)定間隔發(fā)送數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包包括本地時(shí)鐘標(biāo)識(shí)和配置的時(shí)鐘優(yōu)先級(jí)；確定單元，用于根據(jù)返回的信息確定本地時(shí)鐘是主時(shí)鐘或從時(shí)鐘。

可選地，在為從時(shí)鐘時(shí)，該同步模塊用于：根據(jù)主時(shí)鐘廣播該同步幀的時(shí)刻、該主時(shí)鐘至從時(shí)鐘之間的線長(zhǎng)時(shí)延、以及該從時(shí)鐘完成同步的時(shí)長(zhǎng)確定該從時(shí)鐘的校正時(shí)間；將該本地時(shí)鐘設(shè)定為該校正時(shí)間。

可選地，時(shí)間同步裝置，還包括：轉(zhuǎn)發(fā)模塊，用于轉(zhuǎn)發(fā)該同步幀。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括：一臺(tái)主設(shè)備，用于每隔預(yù)定時(shí)間將本地時(shí)鐘作為主時(shí)鐘寫入同步幀并廣播發(fā)送該同步幀；以及一臺(tái)或多臺(tái)從設(shè)備，用于接收該同步幀；并根據(jù)該同步幀同步本地時(shí)鐘。

可選地，該系統(tǒng)，還包括：選主模塊，用于接收該系統(tǒng)中的各設(shè)備以預(yù)定間隔發(fā)送的數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包包括各設(shè)備的本地時(shí)鐘標(biāo)識(shí)和配置的時(shí)鐘優(yōu)先級(jí)；根據(jù)該各設(shè)備的時(shí)鐘優(yōu)先級(jí)確定主時(shí)鐘和從時(shí)鐘，并返回至對(duì)應(yīng)的設(shè)備，以使各設(shè)備根據(jù)返回的信息確定本地時(shí)鐘是主時(shí)鐘或從時(shí)鐘。