[發明專利]一種多節點通信網絡的脈沖同步方法

在審

• 申請號: 202111282012.4
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN113972959A
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 劉曉光;喻正國;陶鴻剛;吳旺進;張彬彬;金小鵬;馬大宇
• 申請（專利權）人: 合肥國科天迅科技有限公司
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06;H04B10/524
• 代理公司: 合肥律眾知識產權代理有限公司 34147
• 代理人: 趙娟

1.一種多節點通信網絡的脈沖同步方法，其特征在于，通信網絡由m臺FC-AE交換機級聯組成，每臺交換機獨立連接有FC-AE通信節點，m個通信節點中的n個通信節點連接有外部輸入的同步脈沖源，其中n≤m；網絡運行過程中，n個同步脈沖源有且僅有1個同步脈沖源作為主同步源，并將該主同步源同步至網絡內的其他通信節點；

當網絡監測到任何一個通信節點的同步脈沖源丟失時，觸發主同步源搜尋，交換機與各個通信節點經過幀交互之后，至少接收到其中一個通信節點上報的存在同步源的反饋信息，并從中選擇最優端口下的同步脈沖源作為新的主同步源，并根據新的主同步源自動進行延遲補償。

2.根據權利要求1所述的多節點通信網絡的脈沖同步方法，其特征在于，系統剛上電時的同步脈沖包括以下步驟：

步驟A1，上電初始，所有同步脈沖源均尚未進入工作狀態，所有連接同步脈沖源的通信節點均檢測到同步脈沖源信號丟失，進而主動向對應交換機發送脈沖請求幀，對應交換機接收到脈沖請求幀后，向通信節點反饋脈沖配置幀，并向其他端口廣播該脈沖配置幀，請求配置主同步源；

步驟A2，通信節點接收到脈沖配置幀后，停止發送脈沖請求幀，當某個通信節點監測到其接入的同步脈沖源有效后，向其對應交換機回復脈沖確認幀，對應交換機接收到脈沖確認幀后，向其他端口廣播該脈沖確認幀；

步驟A3，交換機接收脈沖確認幀后，解析并記錄同步脈沖源所在交換機的索引標號，當若交換機接收到來源于多個同步脈沖源的脈沖確認幀，則選擇最優端口下的同步脈沖源作為主同步源。

3.根據權利要求1所述的多節點通信網絡的脈沖同步方法，其特征在于，網絡運行中，某一通信節點監測到其連接的同步脈沖源丟失后的同步脈沖包括以下步驟：

步驟B1，網絡運行中，通信節點k監測到其連接的同步脈沖源丟失，主動向交換機k發送脈沖請求幀，交換機k接收到脈沖請求幀后，向通信節點k反饋脈沖配置幀，并向其他端口廣播該脈沖配置幀；

步驟B2，通信節點k接收到脈沖配置幀后，停止發送脈沖請求幀，其他連接有效同步脈沖源的通信節點，向其對應交換機回復脈沖確認幀，對應交換機接收到脈沖確認幀后，向其他端口廣播該脈沖確認幀；

步驟B3，交換機k接收脈沖確認幀后，解析并記錄同步脈沖源所在交換機的索引標號，若交換機k接收到來源于多個同步脈沖源的脈沖確認幀，則選擇最優端口下的同步脈沖源作為主同步源。

4.根據權利要求1-3任意一項所述的多節點通信網絡的脈沖同步方法，其特征在于，自動延遲補償包括以下步驟：

步驟C1,對級聯交換機進行順序索引編號，通信節點在交換機初始化后，通過FC-AE通信獲取其所在交換機的索引編號和端口號，通過索引編號和FC-AE通信固定通信延遲計算同步脈沖信號間的相對延遲；最優端口所在的交換機索引編號記為Dev_main，當前交換機索引編號記為Dev_current，FC-2P層間固定通信延遲為p_delay，則不同交換機接收到的同步脈沖信號間的相對延遲ev_delay(Dev_current)＝p_delay×|Dev_main-Dev_current|；

步驟C2，通信節點獲取其所在交換機對應的dev_delay(Dev_current)值，并將接收到的同步脈沖信號進行與之對應的延遲，實現相對延遲補償；

步驟C3,計算同步脈沖源信號與同步脈沖信號間的相對延遲sd_delay＝p_delay×max(num_sw–1-Dev_main，Dev_main)，其中num_sw為網絡中的交換機總數量；主同步源提前sd_delay時刻發出同步脈沖源信號，實現同步脈沖源信號與不同交換機接收到的同步脈沖信號間的相對延遲補償。

5.根據權利要求1-3任意一項的多節點通信網絡的脈沖同步方法，其特征在于，同步脈沖信號采用底層K碼傳輸，包括以下步驟：

步驟D1,連接主同步源的通信節點p檢測到同步脈沖源信號的上升沿，在FC-AE協議的FC-2P層插入K碼1；檢測到同步脈沖源信號的下升沿，在FC-AE協議的FC-2P層插入K碼2；

步驟D2,交換機邏輯檢測到K碼1和K碼2后，立刻將編碼插入正在轉發的業務幀或在轉發空閑時單獨組幀，通過FC-2P層廣播至所有端口；

步驟D3,其他通信節點邏輯檢測到交換機轉發的K碼1時，將低電平拉高成高電平，產生1個上升沿，直至邏輯檢測到K碼2時，再將高電平拉低回低電平，產生1個下降沿。