[發(fā)明專利]一種基于PTP協(xié)議的局域網(wǎng)高精度時(shí)鐘同步方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010749227.1
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111835449A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳乃闊;黃登坤;鞏玉旺
• 申請（專利權(quán)）人: 山東超越數(shù)控電子股份有限公司
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06
• 代理公司: 北京連和連知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 宋薇薇

一種基于PTP協(xié)議的局域網(wǎng)高精度時(shí)鐘同步方法及裝置，所述方法包括：主時(shí)鐘周期性的發(fā)出sync報(bào)文，記錄sync報(bào)文離開主時(shí)鐘的第一發(fā)送時(shí)間，以及sync報(bào)文到達(dá)從時(shí)鐘的第一到達(dá)時(shí)間，記錄從時(shí)鐘發(fā)出delay_req報(bào)文的第二發(fā)送時(shí)間，以及delay_req報(bào)文到達(dá)主時(shí)鐘的第二到達(dá)時(shí)間；在m個(gè)周期后，對得到的第一發(fā)送時(shí)間數(shù)組、第一到達(dá)時(shí)間數(shù)組、第二發(fā)送時(shí)間數(shù)組以及第二到達(dá)時(shí)間的數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；根據(jù)數(shù)據(jù)處理后的第一發(fā)送時(shí)間數(shù)組、第一到達(dá)時(shí)間數(shù)組、第二發(fā)送時(shí)間數(shù)組以及第二到達(dá)時(shí)間的數(shù)組獲得主從時(shí)鐘偏差和傳輸延時(shí)，利用所述主從時(shí)鐘偏差和傳輸延時(shí)修正本地時(shí)鐘進(jìn)行時(shí)鐘同步。本發(fā)明保證了獲得的主從時(shí)鐘偏差及傳輸延時(shí)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而保證了局域網(wǎng)高精度的時(shí)鐘同步。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及局域網(wǎng)時(shí)鐘同步技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于PTP協(xié)議的局域網(wǎng)高精度時(shí)鐘同步方法及裝置，用于實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)的高精度時(shí)鐘同步。

背景技術(shù)

PTP(PrecisionTimeProtocol)協(xié)議是IEEE-1588中定義的一種精密時(shí)鐘同步協(xié)議，PTP協(xié)議主要針對于相對本地化、網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)，子網(wǎng)較好，內(nèi)部組件相對穩(wěn)定的環(huán)境設(shè)計(jì)的。由于PTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)簡單，占用的網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算資源少等優(yōu)點(diǎn)使其廣泛應(yīng)用于分布式系統(tǒng)中。

PTP協(xié)議可以采用硬件實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件實(shí)現(xiàn)。當(dāng)采用硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)可以達(dá)到ns級的精度；當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)中采用軟件實(shí)現(xiàn)亞毫秒的精度時(shí)，時(shí)間同步的可靠性難以保證。

發(fā)明內(nèi)容

為解決背景技術(shù)中所提到的技術(shù)問題，本發(fā)明在一個(gè)方面提出了一種基于PTP協(xié)議的局域網(wǎng)高精度時(shí)鐘同步方法，所述方法包括：主時(shí)鐘周期性的發(fā)出sync報(bào)文，記錄sync報(bào)文離開主時(shí)鐘的第一發(fā)送時(shí)間，以及sync報(bào)文到達(dá)從時(shí)鐘的第一到達(dá)時(shí)間，并記錄從時(shí)鐘發(fā)出delay_req報(bào)文的第二發(fā)送時(shí)間，以及delay_req報(bào)文到達(dá)主時(shí)鐘的第二到達(dá)時(shí)間；在m個(gè)周期后，對得到的第一發(fā)送時(shí)間數(shù)組、第一到達(dá)時(shí)間數(shù)組、第二發(fā)送時(shí)間數(shù)組以及第二到達(dá)時(shí)間的數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；根據(jù)數(shù)據(jù)處理后的第一發(fā)送時(shí)間數(shù)組、第一到達(dá)時(shí)間數(shù)組、第二發(fā)送時(shí)間數(shù)組以及第二到達(dá)時(shí)間的數(shù)組獲得主從時(shí)鐘偏差和傳輸延時(shí)，利用所述主從時(shí)鐘偏差和傳輸延時(shí)修正本地時(shí)鐘進(jìn)行時(shí)鐘同步。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括：主時(shí)鐘將所述第一發(fā)送時(shí)間封裝到Follow_up報(bào)文中，發(fā)送給從時(shí)鐘；主時(shí)鐘將所述第二到達(dá)時(shí)間封裝到Delay_Resp報(bào)文中，發(fā)送給從時(shí)鐘。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，所述對得到的第一發(fā)送時(shí)間數(shù)組、第一到達(dá)時(shí)間數(shù)組、第二發(fā)送時(shí)間數(shù)組以及第二到達(dá)時(shí)間的數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，包括：對各數(shù)組數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)過濾，剔除i個(gè)最大值數(shù)據(jù)與j個(gè)最小值，以減小隨機(jī)波動(dòng)因素影響。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括：對數(shù)據(jù)過濾后的數(shù)組數(shù)據(jù)進(jìn)行最小二乘直線擬合，直線擬合算法包括：

其中，C為常數(shù)，m為數(shù)組中數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，Date為數(shù)組數(shù)據(jù)。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)數(shù)據(jù)處理后的第一發(fā)送時(shí)間數(shù)組、第一到達(dá)時(shí)間數(shù)組、第二發(fā)送時(shí)間數(shù)組以及第二到達(dá)時(shí)間的數(shù)組獲得主從時(shí)鐘偏差和傳輸延時(shí)，包括：

根據(jù)以下公式計(jì)算主從時(shí)鐘偏差和傳輸延時(shí)：

其中，delay為傳輸延時(shí)，offset為主從時(shí)鐘偏差，T1為第一發(fā)送時(shí)間，T2為第一到達(dá)時(shí)間，T3為第二發(fā)送時(shí)間，T4為第二到達(dá)時(shí)間。