[发明专利]基于精确时间协议所描述的流程来实现同步的方法

说明书

本发明公开了一种多级设备之间的时间同步补偿方法，包括步骤：从设备接收来自主设备的同步消息，并计算主从设备之间的时间计数差值；根据不同的时间计数差值和主设备的时间计数，对时间计数差值采取不同权重来计算从设备的频率调整因子；根据得到的频率调整因子更新频率补偿值，以便实现主从设备之间的同步。根据本发明的方法，在不同频率偏差与时间偏差的情况下采取不同权重进行控制的频率调整策略，使得误差增长随着级联数目的增长约呈线性增长的特性，有效克服了传统方法的误差增长随着级联数目呈指数分布增长的缺陷，并改善了单跳之间的同步精度。

技术领域

本发明涉及通信网络，特别是涉及一种基于精确时间协议(PTP) 所描述的流程来实现同步的方法。

背景技术

首先参考图1来描述PTP协议的基本通信流程。FCC方法在利用 PTP来交互时间信息的基础上，通过运行方法调整设备的时钟周期，从而完成设备之间的同步。PTP协议规定了主设备与从设备之间的通信流程。PTP协议通过周期性发送sync报文，并在Follow up报文里将sync报文发送时刻的设备时间传送到Slave Clock。从设备利用Sync报文离开主设备的时间与到达时刻的时间值来计算自己与主设备之间的时间偏差与频率偏差，并通过频率调整来完成对时间偏差与频率偏差的补偿，从而实现同步。

目前使用PTP协议实现时间同步有三种补偿方法，即，FCC(频率补偿)，OFCC(频率与偏移补偿)和OCC(偏移补偿)方法。其中OCC方法带来的同步误差比较大，不太适合要求微秒量级以下误差要求的同步系统中。本发明是对FCC补偿方法的改进方法，因此下文将描述FCC补偿方法的现有技术以及存在的问题。

如图1所示，设备1通过其SP(从端口)端口实现与GM(网络中主同步设备，可以认为它在网络中具有最高的时间计时的准确度)的时间同步；然后设备1的其它端口充当MAP(主代理端口)，称之为主代理端口，是因为它本身不是GM设备，但是它将完成与GM一样的功能。设备2通过其SP端口和设备1的MAP端口实现与设备1的时间同步。依此类推，设备3实现与设备2同步，...，这样，通过逐跳同步的方式，全网的设备都将直接或间接地同步于GM设备，从而实现网络设备之间时间的同步。

可以看出，频率漂移与时间偏移量在每一个同步周期里都得到补偿，这种补偿方法对于两个设备之间的同步能够取得比较好的同步精度。但对于多级设备环境下的同步，它的同步精度或误差是随着级联数目呈指数分布增长的。此外，根据传统方法调整后的精度也有待提高。测试结果发现，指数分布的底和幂约为2和n，其中n是级联的级数。以单跳误差为50ns为例，经历7跳后的误差将达到6.4us。这对于要求微秒量级以下误差要求的同步系统来说，这种误差精度通常是不可接受的。

发明内容

因此，为了解决传统方法的误差增长随着级联数目呈指数分布增长的缺陷，本发明提出了一种多级设备之间的时间同步补偿方法，包括步骤：

从设备接收来自主设备的同步消息，并计算主从设备之间的时间计数差值(ClockDiffCountn)；

根据不同的时间计数差值和主设备的时间计数(MasterClockCountn)，对时间计数差值采取不同权重来计算从设备的频率调整因子(FreqScaleFactorn)；

根据得到的频率调整因子更新频率补偿值(FreqCompValuen)，以便实现主从设备之间的同步。

根据本发明的方法，在不同频率偏差与时间偏差的情况下采取不同权重进行控制的频率调整策略，使得误差增长随着级联数目的增长约呈线性增长的特性，有效克服了传统方法的误差增长随着级联数目呈指数分布增长的缺陷，并改善了单跳之间的同步精度。

附图说明

图1根据本发明的改进方法的流程图。

具体实施方式