[发明专利]一种动态网络高精度传输同步与延迟补偿方法

说明书

本发明公开了一种动态网络高精度传输同步与补偿方法。该方法可以作为在网络中信息发送者向网络内多个指定终端设备发送信息或指令时，信息送达同步问题的一种解决方案和机制。本发明通过指定的硬件授时时钟机制，为终端设备提供高精度的时钟同步信息，包括如下具体内容：所发明精准时间信息获取机制，用于为各终端中的应用层程序提供精准时间信息获取接口；信息传输同步方法包括网络延迟触探和估计方法，用于对全网内各终端设备的信息传输延迟进行估计，并得到各终端的网络延迟量；动态网络发送队列机制，用于实际抵消信息在发送至各终端时的延迟，获得同步。本发明可用于在工业应用系统中的控制信息发送模块中，为其信息同步送达提供技术支撑。

技术领域

本发明属于网络信息传输技术领域，具体涉及一种动态网络高精度传输同步与延迟补偿方法。

背景技术

工业应用系统中使用的控制指令，一般采用一台控制终端或者信息发送终端，向系统网络内指定的多个信息接收终端发送信息或控制指令的方式实现。

但在软件层，系统与系统、应用与应用之间的信息传输却因为网络延迟、路由分发以及系统调用消耗等因素使得信息(指令)在传递时产生了延迟(毫秒级)，致使各个终端设备接收到信息的时间难以同步。由于在整个网络中的系统的同步性上存在了缺口，系统各终端在接收到指令后的操作上存在了一定的延迟和不同步，尤其是系统软件层面未做到真正的全网内各个终端操作的同步。同时，在工业应用系统中指令控制方面，尤其是对各终端在指令接收之后的操作同步具有一定要求的情况下，一般的指令发送和传输方法存在明显的不足和缺陷。

如何利用一定的机制和方法来抑制或者消除这种延迟带来的非同步性，对工业系统应用的软件层同步控制具有重要意义。

为此本发明提出了一种动态网络高精度传输同步与补偿方法，来对因为网络延迟、路由分发以及系统调用等因素引起的信息传输延迟进行补偿，在各系统软件层面实现指令操作的同步性。

发明内容

本发明目的在于如何在网络中，针对信息发送者向网络内指定多个设备发送信息时的信息送达同步问题提出了一个解决方案和机制。该方案机制主要通过 搭建全网内高精度的硬件时钟同步网络，以及动态延迟补偿发送队列，实现了信息传输在各接收终端处的同步性，为在工业应用系统中的控制信息同步送达提供了基础支持。

为了抵消或者补偿因网络延迟、传输等带来的应用层级指令操作的不同步，本发明搭建了一种高精度时钟同步网络环境，同时设计了一套动态网络信息传输同步方法，来实现应用层的指令操作同步性，主要包含以下几个特征：

(1)高精度硬件时钟同步网络架构。在整个网络环境(局域网)中，通过搭建一台授时服务器，向全网范围内提供基于局域PTP(IEEE 1588-2008)的授时对时信息。同时，其余各联通节点通过接受对时信号完成本机时钟板卡硬件的时钟信息同步更新。精准时间信息获取机制。在该系统环境下，各个终端设备通过应用层的API接口，可获得PTP时钟同步卡于硬件层同步的精确时钟信息。其为系统级以及应用层级别的操作获取精准时间提供了高精度的硬件支持。

(2)网络延迟触探和估计方法。全网内通过一台信息发送服务器，利用建立信息发送机制，向网络内信息接收终端发送指令等信息，其中包含多台交换机进行信息跳转。该方法利用信息发送服务器发送触探信息，对网络中个节点进行触探，获得整个全网内信息传输在各节点处的时间量，并估算出各终端的网络延迟量，并在信息发送服务器中对各终端的延迟量进行维护。

(3)动态网络发送队列机制。该机制中，信息发送服务器针对各信息目标终端通过设置不同的提前量来抵消各终端在网络、软件层等相关操作中产生的延迟，对其进行补偿，规避信息传输产生的延迟因素，获得系统在各接收终端处的指令操作同步性。

附图说明

图1是本发明中系统整体流程的示意图

图2是本发明中网络触探机制的流程示意图