[发明专利]网络设备、时间同步方法及其网络系统

说明书

技术领域

本发明是指一种可提供高时间同步精确度的网络设备、时间同步方法及其网络系统。

背景技术

随着网络技术的发展，已可实现各式各样的网络应用。就一些网络应用而言(例如自动化控制、仪器量测、即时影像监控等)，其要求较高的时间同步精确度。然而，网络中的各节点和终端的设备会受到所处环境的影响，导致其所产生的振荡频率产生不同程度的偏移，而造成各个网络设备的系统时间的同步精确度降低。如何使网络中各个设备达成精确的系统时间同步，为相关领域技术人士所致力的目标之一。

图1是绘示主要时钟110与从属时钟120在时间同步流程时所进行的信息传递的示意图。主要时钟对应主要时钟设备，而从属时钟120对应连接至主要时钟设备的网络设备或终端设备。或者，主要时钟对应网络设备，而从属时钟对应连接至此网络设备的下一级网络设备或终端设备。主要时钟110和从属时钟120是使用由IEEE所制定的精确时间协定(Precision Time Protocol；PTP)来进行彼此之间的信息传递。

如图1所示，根据精确时间协定，首先主要时钟110在时间T1时送出同步信息(synchronization message)M1至从属时钟120，且记录送出同步信息M1的时间T1。在送出同步信息M1后，主要时钟110产生包含时间T1的数据的补充信息(follow-up message)M2，接着送出补充信息M2至从属时钟120。从属时钟120收到同步信息M1后，记录收到同步信息M1的时间T2。接着，从属时钟120收到补充信息M2，并取出在补充信息M2中的时间T1，从而计算出时间T1与T2之间的时间差(T21＝T2-T1)。此时间差T21即为从属时钟120相对于主要时钟110的时间偏移(time offset)TO加上主要时钟110送出信息至从属时钟120的传递延迟(propagation delay)TD1。

接着，从属时钟120在时间T3时送出请求延迟信息(delay request message)M3至主要时钟110，且记录送出延迟请求信息M3的时间T3。主要时钟110收到请求延迟信息M3后，记录收到延迟请求信息M3的时间T4，接着产生包含时间T4的数据的延迟应答信息(delay response message)M4，并送出延迟应答信息M4至从属时钟120。从属时钟120收到延迟应答信息M4后，取出在延迟应答信息M4中的时间T4，从而计算出时间T3与T4之间的时间差(T43＝T4-T3)。此时间差T43即为从属时钟120相对于主要时钟110的时间偏移TO减去从属时钟120送出信息至主要时钟110的传递延迟TD2。

通过进行上述时间同步流程，可得到时间差T21及T43，其分别为T21＝TO+TD1及T43＝TO-TD2。假设主要时钟110送出信息至从属时钟120的传递延迟TD1与从属时钟120送出信息至主要时钟110的传递延迟TD2相等，时间差T21及T43的平均值即为从属时钟120相对于主要时钟110的时间偏移TO。将从属时钟120的系统时间减去时间偏移TO后，可同步从属时钟120的系统时间与主要时钟110的系统时间。

然而，从属时钟120需花费一些时间来计算时间偏移TO。若是不减去在计算时间偏移TO时所消耗的时间，则从属时钟120的系统时间在时间同步流程后仍与主要时钟110的系统时间具有相当误差。

发明内容

本发明提供一种网络设备、时间同步方法及其网络系统，其通过减去在计算与主要时钟设备进行时间同步流程时所消耗的时间，可使更新后的系统时间更为精确。此外，依照本发明所产生的同步脉冲信号可传输至其他通讯设备，以对这些通讯设备进行系统时间的同步，使得这些通讯设备更新的系统时间更为精确。

本发明的一方面是在于提供一种网络设备，此网络设备包含通讯单元和处理单元。通讯单元用以与主要时钟设备进行时间同步流程。处理单元耦接于通讯单元，其用以控制通讯单元进行时间同步流程，以得到网络设备相对于主要时钟设备的时间偏移，且处理单元计算进行时间同步流程时所经过的处理时间，并通过计算网络设备的系统时间、时间偏移以及处理时间来得到校正时间。

在一或多个实施例中，上述网络设备还包含计数单元，耦接于处理单元， 此计数单元通过校正时间来设定网络设备的同步脉冲信号的计数时间。

在一或多个实施例中，上述网络设备还包含输出端口，耦接于计数单元，此输出端口用以将同步脉冲信号传输至通讯设备。

在一或多个实施例中，上述处理单元更通过将校正时间减去网络设备的传输延迟时间来更新校正时间。