[发明专利]基于环形的精确时间数据网络时钟相位调整

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及分组数据网络中时钟相位调整领域，并且更具体地说，涉及在环形网络中使用环路时钟的时钟相位调整。

背景技术

精确的同步可在分组网络中用于将定时从生产者分布到消费者。生产者和消费者可或不可通过分组网络进行通信。为在不同网络上更好地同步节点的本地时钟，有许多不同的尝试。更佳的定时和更佳的同步提供许多不同益处。

同步分组数据网络的时钟或节点的一种方案称为PTP（精确时间协议），并且在IEEE-1588 2008，用于连网测量和控制系统的精确时钟同步协议的IEEE（电气和电子工程师协会）标准(IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems)中定义。PTP方案旨在在分组网络上提供精确的时钟定时同步。简要地说，PTP使用特定PTP消息将最高级时钟(grandmaster clock)的时间分布到大量的从属时钟。PTP分组包括时间戳。从属时钟接收所包括的时间戳，并且随后调整其本地时钟以跟踪和恢复它收到的时间戳所来自的主控时钟的定时。此延迟可包括PTP分组从主控时钟行进到从属时钟所要求的时间。

该从属时钟可充当另一时钟的主控。通过一系列时钟从主控到从属的此链允许PTP将每个从属时钟与最高级时钟对准到1微秒以内。

发明内容

通过在运行时间期间动态调整每个BC（边界时钟）的相位，能够为相位对准改进PTP（精确时间协议）BC链性能。调整能够基于反馈定时信息的测量。BC链以环形网络拓扑布置时，能够轻松地提供此类测量。动态调整允许跳的数量是至少三倍而在时钟同步中不失去所需的准确度。这能够得以实现而在每个BC中不要求任何另外的硬件。动态调整在统计上动态改进了PTP时钟相位分布性能。它也提供在运行时间中的动态相位误差检测。

相同测量也能够用于动态检测在特定网络链中BC具有超过所需阈值的相位偏移漂移的最意外情况。此偏移检测能够用于警告系统管理员以便提早了解情况并进行校正。

在一个实施例中，一种方法在带有从属时钟节点的环形网络中执行。将定时分组从主控时钟节点发送到环形的第一从属时钟节点。接收来自环形的最后从属时钟节点的定时分组。通过比较来自收到的定时分组的恢复时间和主控时钟节点本地时钟的时间，确定相位对准偏移，并且基于确定的相位对准偏移，为从属时钟节点确定相位校正值。随后将包括相位校正值的相位校正分组从主控时钟节点发送到从属时钟节点的至少之一。

在另一实施例中，一种方法在从属时钟节点和主控时钟节点的环形网络中的从属节点中执行。从属节点接收来自环形中前一网络节点的主控端口的包括时间戳的定时分组。从属节点将反映其本地时钟的定时分组发送到环形中的下一网络节点。从属节点随后接收包括由主控时钟节点生成的相位校正值的相位校正分组，相位校正值基于使用发送的定时分组确定的相位对准偏移。从属时钟节点随后基于在相位校正分组中收到的相位校正值，校正其本地时钟。

在另一实施例中，一种在节点的网络中的主控时钟节点补偿在从属时钟节点之间的相位对准偏移，节点的网络具有带本地时钟的主控时钟节点和每个带有本地时钟的多个从属时钟节点，从属时钟节点在从主控时钟节点开始并且回到主控时钟节点的环形拓扑中。主控时钟节点包括保持用于网络的定时的本地时钟、将包括时间戳的定时分组发送到环形中从属时钟节点的第一节点的从属端口的主控端口及接收来自环形中从属时钟节点的最后一个节点的定时分组的从属端口。主控时钟节点也包括处理器，以使用收到的定时分组和发送的定时分组，确定从属节点的相位对准偏移，并且基于确定的相位对准偏移，确定用于从属时钟节点的相位校正值。主控时钟节点也将包括相位校正值的相位校正分组从主控时钟节点发送到多个从属时钟节点的至少一个节点。