[发明专利]容错时钟网络

说明书

本发明公开了容错时钟网络。容错和冗余根时钟方案可减少或消除由网络链路或设备故障引起的精确时间转换。主同步消息可由主根时钟来发送，并且一个或一个以上的备份同步消息可由相应备份根时钟来发送。主根时钟和备份根时钟可同时进行操作。主同步消息和备份同步消息可经由网络被发送到终端站。终端站可基于所接收的消息中的一个消息、一些消息或所有消息导出本地时钟。终端站基于时钟源可以或者不能在消息之间进行区分。终端站可验证从特定时钟源所接收的消息。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年3月15日提交的美国临时申请序列号61/791,878的优先权，通过引用将其全部内容结合于本文中。

技术领域

本发明涉及通过例如使用冗余根时钟（redundant grandmaster clocks）来同步位于分布式网络上的各个节点的时钟以防止故障。

背景技术

通信协议广泛用于网络中，诸如用于局域网（LAN）和城域网（MAN）中。例如，如电气和电子工程师协会（IEEE）802标准中规定的以太网、令牌环网、无线LAN、桥接及虚拟桥接LAN为一些这样的技术。IEEE802标准涉及承载可变大小数据包的网络。IEEE802中规定的服务和协议映射到七层开放系统互连（OSI）网络参考模型的较低两层（数据链路层和物理层）。OSI数据链路层分成两个子层，称为逻辑链路控制（LLC）和介质访问控制（MAC）。

在计算机网络中的设备中的时钟可针对设备进行同步以协同工作。可被同步的时钟（或简单设备）的粒度取决于网络目的。因此，在关键任务网络和诸如可用在汽车控制系统（诸如传动系统、牵引力控制系统）中以及用在制造环境（诸如高速运动控制系统、电力能源电网控制系统）中的这些网络等称为时间灵敏网络（TSN）的网络、金融交易网络、安全网络以及支持时间灵敏应用的其它这样的网络上的处理和运动或其它面向控制的网络应用取决于使网络中设备或终端站保持同步的可靠时钟源。此外，随着移动网络的进步，诸如3G、4G、4G LTE、WiFi以及其他各种这样的网络，网络连接设备的同步获得进一步重视。

发明内容

根据本发明的一个方面提供了一种根时钟设备，包括：时钟；接口，被配置为在网络上通信，并接收主同步消息，所述主同步消息经由所述网络从主根时钟设备接收，并且所述主同步消息包括所述主根时钟设备的时钟信号；处理器，被配置为保持所述时钟与在所述主同步消息中接收的时钟信号基本上同步；以及所述处理器进一步被配置为基于所述时钟产生备份同步消息，以及所述接口进一步被配置为经由所述网络发送所产生的所述备份同步消息。

其中，如果接收到所述主同步消息，那么所述备份同步消息被发送到临时缓冲器。

其中，所述处理器被配置为：检测在预定保持时间未从所述主根时钟设备接收到所述主同步消息；并且，作为响应，触发所述备份同步消息的传输以被网络设备接收。

其中，在所述预定保持时间之后触发到所述网络设备的所述备份同步消息的传输，所述预定保持时间比所述网络设备的预定保持时间更短。

其中，所述处理器被配置为检测在所述预定保持时间之后从所述主根时钟设备接收到所述主同步消息，并且，作为响应，中止用于被所述网络设备接收的所述备份同步消息的所述传输。

其中，响应于未从所述主根时钟设备接收到所述主同步消息，所述处理器被配置为开始将所述根时钟设备作为所述网络的新主根时钟设备并且将所述主根时钟设备作为所述网络的新备份根时钟设备。

其中，不管所述主同步消息的接收，所述备份同步消息被发送以被网络设备接收。

其中，所述处理器进一步被配置为：从所接收的所述主同步消息中提取全局标识符；以及在所述备份同步消息传输之前，将所述全局标识符包括在所产生的所述备份同步消息中。