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2024年6月12日发(作者：)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN2.X
(22)申请日 2012.07.19
(71)申请人 中兴通讯股份有限公司
地址 518057 广东省深圳市南山区高新技术产业园科技南路中兴通讯大厦法务部
(72)发明人 庞贺
(74)专利代理机构 北京派特恩知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人 张颖玲
(51)
H04J3/06
H04L12/56
H04L29/08
(10)申请公布号 CN 102769505 A
(43)申请公布日 2012.11.07
权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
一种实现时钟同步的方法及装置
(57)摘要
一种实现时钟同步的方法及装置，
包括根据报文传递的线路延迟及主从时钟
的频率差，获取总线路延迟；根据总线路
延迟获取时间差，并利用该时间差进行时
钟同步。本发明充分考虑了报文传递的线
路延迟，以及主从时钟的频率差，使得总
线路延迟的获得更加准确，进而保证了时
间差的准确性，最终有效提高了IEEE1588
时间同步的精度。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种实现时钟同步的方法，其特征在于，包括：
根据报文传递的线路延迟及主从时钟的频率差，获取总线路延迟；
根据总线路延迟获取时间差，并利用该时间差进行时钟同步。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取总线路延迟Dk
为：
mfrac> > mo>
mrow>
mes; >
mo>
/mi>
mo>
/mi>
mrow>
ow>>
其中，t1、t2、t3和t4为IEEE1588基本时间戳，k表示某一时刻，(k-1)表示k时
刻的前一时刻。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述IEEE1588基本时间戳t1、t2、t3
和t4的关系为：
>
其中，D1为线路延迟请求Pdelay_req报文传递给延迟响应端Responder的线路延
迟；D2为线路延迟响应Pdelay_resp报文传递给延迟请求端Requestor的线路延迟；
offset2为t2时刻点，延迟请求端Requestor和延迟响应端Responder之间的时间差
offset；offset3为t3时刻点，延迟请求端Requestor和延迟响应端Responder之间的
时间差offset。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述IEEE1588基本时间戳t1、t2、t3
和t4的关系进一步为：
mo> >
ed>
其中，offset1为t1时刻点，延迟请求端Requestor和延迟响应端Responder之间的
时间差offset；Drift为频率差。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述频率差Drift为：
mo>( o>- /mi> mo> ow>>其中，假设D1和D2都为D。 offset的方法为：offset＝T2′-T1′-Pdelay； 其中，T1’为主时钟端发送同步报文的时间，T2’为从时钟端接收同步报文的时间； Pdelay为所述总线路延迟。 7.一种实现时钟同步的装置，其特征在于，包括：总线路延迟获取模块、时间差获 取模块以及同步模块，其中， 总线路延迟获取模块，用于根据报文传递的线路延迟及主从时钟的频率差，获取总 线路延迟，输出给时间差获取模块； 时间差获取模块，用于根据来自总线路延迟获取模块的总线路延迟获取时间差，输 出给同步模块； 同步模块，用于利用来自时间差获取模块的时间差进行时钟同步。 说 明 书 技术领域 本发明涉及IEEE1588时钟同步技术，尤指一种IEEE1588标准的P2P模式下的精 密时钟协议(PTP，Precision Timing Protocol)链路，实现时钟同步的方法及装置。 背景技术 1588IEEE的全称是网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准，简称为PTP。 图1(a)是现有IEEE1588的P2P模式下计算链路延迟的基本原理示意图，图中t1、 t2、t3和t4为IEEE1588基本时间戳；图1(b)是现有进行时钟同步的时间差的表示 示意图，其中T1’为主时钟端发送同步报文的时间，T2’为从时钟端接收同步报文 的时间。公式(1a)是现有进行时钟同步时，获取线路延迟Pdelay的计算方法；公式 (1b)是根据计算得到的线路延迟获取用于进行时钟同步的时间差offset。 Pdelay＝((t2-t1)+(t4-t3))/2 (1a) offset＝T2′-T1′-Pdelay (1b) 从上述计算方法可见，按照公式(1a)和公式(1b)获得的时间差offset，虽然计算简单， 但是没有考虑频率偏移对时间同步的影响，利用计算得到的时间差offset进行时钟 同步，必然影响时间同步的精度。 因此，在P2P模式下，现有按照IEEE158标准进行时钟同步时，仅仅考虑了线路 延迟，方法虽然简单，但是严重影响了时间同步的精度。 发明内容 有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现时钟同步的方法及装置，能够有效 提IEEE1588标准时间同步的精度。 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的： 一种实现时钟同步的方法，包括：根据报文传递的线路延迟及主从时钟的频率差， 获取总线路延迟；根据总线路延迟获取时间差，并利用该时间差进行时钟同步。 上述方案中，所述获取总线路延迟Dk为： mfrac> > mo> mrow> mes; > mo> /mi> mo> /mi> mrow> ow>> 其中，t1、t2、t3和t4为IEEE1588基本时间戳，k表示某一时刻，(k-1)表示k时 刻的前一时刻。 所述IEEE1588基本时间戳t1、t2、t3和t4的关系为： > 其中，D1为线路延迟请求Pdelay_req报文传递给延迟响应端Responder的线路延 迟；D2为线路延迟响应Pdelay_resp报文传递给延迟请求端Requestor的线路延迟； offset2为t2时刻点，延迟请求端Requestor和延迟响应端Responder之间的时间差 offset；offset3为t3时刻点，延迟请求端Requestor和延迟响应端Responder之间的 时间差offset。 所述IEEE1588基本时间戳t1、t2、t3和t4的关系进一步为： mo> > ed> 其中，offset1为t1时刻点，延迟请求端Requestor和延迟响应端Responder之间的 时间差offset；Drift为频率差。 所述频率差Drift为： mo>( o>- /mi> mo> ow>>其中，假设D1和D2都为D。 所述获取时间差offset的方法为：offset＝T2′-T1′-Pdelay； 其中，T1’为主时钟端发送同步报文的时间，T2’为从时钟端接收同步报文的时间； Pdelay为所述总线路延迟。 一种实现时钟同步的装置，包括：总线路延迟获取模块、时间差获取模块以及同步 模块，其中， 总线路延迟获取模块，用于根据报文传递的线路延迟及主从时钟的频率差，获取总 线路延迟，输出给时间差获取模块； 时间差获取模块，用于根据来自总线路延迟获取模块的总线路延迟获取时间差，输 出给同步模块； 同步模块，用于利用来自时间差获取模块的时间差进行时钟同步。 从上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明充分考虑了报文传递的线路延迟， 以及主从时钟的频率差，使得总线路延迟的获得更加准确，进而保证了时间差的准 确性，最终有效提高了IEEE1588时间同步的精度。 附图说明 图1(a)为现有IEEE1588的P2P模式下，计算链路延迟的基本原理示意图； 图1(b)为现有进行时钟同步的时间差的表示示意图； 图2为本发明实现时钟同步的方法的流程图； 图3为本发明IEEE1588的P2P模式下，计算链路延迟的基本原理示意图； 图4为本发明实现时钟同步的装置的组成结构示意图。 具体实施方式 图2为本发明实现时钟同步的方法的流程图，如图2所示，包括以下步骤： 步骤200：根据报文传递的线路延迟及主从时钟的频率差，获取总线路延迟。本步 骤中，如图3所示，t1、t2、t3和t4为IEEE1588基本时间戳；D1为线路延迟请求 Pdelay_req报文传递给延迟响应端Responder的线路延迟；D2为线路延迟响应 Pdelay_resp报文传递给延迟请求端Requestor的线路延迟；offset1为t1时刻点，延 迟请求端Requestor和延迟响应端Responder之间的时间差offset；offset2为t2时刻 点，延迟请求端Requestor和延迟响应端Responder之间的时间差offset；offset3为 t3时刻点，延迟请求端Requestor和延迟响应端Responder之间的时间差offset； 如图3所示，存在三个时间差offset过程，而且，由于主时钟slave端和从时钟 master端之间频率不可能完全同步，因此，在IEEE1588报文交互的过程中，时间 差offset是一个变化的过程，受频率差的影响，假设其频率差为Drift。 本步骤中，如图3所示，首先建立时间轴的变量对应关系： ath> 将频率差Drift带入公式(2)可得： mo> > ed>
ath>
将公式(3)中量计算式相减：
t2-t3＝t1-t4+(D1+D2)+Drift×(D1+D2-t4+t1) (4)
假设D1和D2非常接近，都为D，可得公式(5)。这里，通过物理实现可以保证D1
和D2非常接近，比如使用相同的光纤等；也可以通过测量得到D1和D2，具体测
量方法属于现有技术，这里不再赘述。
(t2-t3)-(t1-t4)＝2×D+Drift×(2×D-t4+t1) (5)
使用递归的Drift表达式如公式(6)所示：
mo>( o>- /mi> mo>
ath>
公式中，k表示某一时刻，(k-1)表示k时刻的前一时刻。其中，递归的具体实现属
于本领域技术人员的惯用技术手段，具体实现方法不用于限制本发明的保护范围，
这里不再赘述。
接着，对公式(5)进行线性化，同时带入公式(6)可得：
mo>
/mi>
mo> >D ub>
/mi>
mo>( o>- mes; > /mo> mo>
ath>
其中，线性化的方法属于本领域技术人员的惯用技术手段，具体实现方法不用于限
制本发明的保护范围，这里不再赘述。
最后，总结递归收敛公式获得k时刻的总线路延迟Dk如公式(8)所示：
mfrac> > mo>
mrow>
mes; >
mo>
/mi>
mo>
/mi>
mrow>
ath>
步骤201：根据总线路延迟获取时间差，并利用该时间差进行时钟同步。
将公式(8)所得总线路延迟带入公式(1b)获取时间差，并根据按照本发明方法获得的
时间差对从时钟端进行时钟同步，其中，对从时钟端进行时钟同步的具体实现方法
属于现有技术，不属于本发明的保护范围，这里不再赘述。
从本发明方法可见，充分考虑了报文传递的线路延迟，以及主从时钟的频率差，使
得总线路延迟的获得更加准确，进而保证了时间差的准确性，最终有效提高了
IEEE1588时间同步的精度。
图4为本发明实现时钟同步的装置的组成结构示意图，如图4所示，主要包括总线
路延迟获取模块、时间差获取模块以及同步模块，其中，
总线路延迟获取模块，用于根据报文传递的线路延迟及主从时钟的频率差，获取总
线路延迟，输出给时间差获取模块。
时间差获取模块，用于根据来自总线路延迟获取模块的总线路延迟获取时间差，输
出给同步模块。
同步模块，用于利用来自时间差获取模块的时间差进行时钟同步。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
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