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一种信号传输方法、装置及存储介质与流程

2022-11-28 14:11:53 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及通信技术领域,尤其涉及一种信号传输方法、装置及存储介质。


背景技术:

2.随着第五代移动通信技术(5th generation mobile communication technology,5g)网络的飞速发展,5g网络的三大应用场景“增强移动宽带、海量机器类通信、超高可靠低时延”提出了更为严格的时间同步需求。
3.为了应对更高精度的时间同步需求,通用技术采用下沉式小型化的时间服务器部署策略,部署于与基站间隔跳数更少的网络接入环位置中。时间服务器可以向网络接入环中的网络设备输出精确时间协议(precision time protocol,ptp)信号,以供网络设备使用。
4.由于网络接入环为环状链路,因此,每个网络接入环上的接入设备可以从两个方向接收ptp信号。但是,当网络接入环中的任意两个网络设备之间的链路断开时,每个网络接入环上的接入设备仅会收到一个方向的ptp信号。在这种情况下,距离时间服务器较远的网络设备收到ptp信号的跳数也较大,从而导致该网络设备接收到的ptp信号时延较长,无法满足高精度的时间同步需求。


技术实现要素:

5.本技术提供一种信号传输方法、装置及存储介质,用于解决现有的信号传输方法无法满足高精度的时间同步需求的技术问题。
6.为达到上述目的,本技术采用如下技术方案:
7.第一方面,提高一种信号传输方法,应用于第一时间服务器,包括:
8.获取第二时间服务器的参考精确时间协议ptp状态参数;参考ptp状态参数包括:第二时间服务器的性能参数和第二时间服务器的配置参数;性能参数用于表示时间服务器确定时间精度的性能;配置参数用于指示网络设备根据配置参数确定ptp信号;时间服务器包括:第一时间服务器,和/或,第二时间服务器;
9.当第一时间服务器的性能参数与第二时间服务器的性能参数满足预设参数条件,并且第一时间服务器与第二时间服务器满足时间同步条件时,将第一时间服务器的配置参数和性能参数更新为第二时间服务器的配置参数和性能参数,并将更新后的配置参数和性能参数添加到第一时间服务器的目标ptp状态参数中,以得到第一目标ptp信号;
10.向网络设备发送第一目标ptp信号。
11.可选的,ptp状态参数为时间服务器的精确时间协议祖时钟ptp gm的状态参数;
12.性能参数包括:ptp gm的时钟级别参数、ptp gm的时钟精度参数和ptp gm的时钟稳定性参数;
13.配置参数包括:ptp gm的优先级参数和ptp gm的标识。
14.可选的,预设参数条件包括:
15.第二时间服务器的ptp gm的时钟级别参数优于或者等于第一时间服务器的ptp gm的时钟级别参数、且第二时间服务器的ptp gm的时钟精度参数优于或者等于第一时间服务器的ptp gm的时钟精度参数、且第二时间服务器的ptp gm的时钟稳定性参数优于或者等于第一时间服务器的ptp gm的时钟稳定性参数;
16.时间同步条件包括:
17.第一时间服务器与第二时间服务器基于卫星共视法进行时间同步。
18.可选的,获取第二时间服务器的参考精确时间协议ptp状态参数,包括:
19.基于卫星共视法取参考ptp状态参数。
20.可选的,信号传输方法还包括:
21.当第一时间服务器的性能参数与第二时间服务器的性能参数不满足预设参数条件,和/或,第一时间服务器与第二时间服务器不满足时间同步条件时,根据第一时间服务器的初始ptp状态参数,确定第二目标ptp信号;
22.向网络设备发送第二目标ptp信号。
23.第二方面,提供一种信号传输装置,应用于第一时间服务器,包括:获取单元、处理单元和发送单元;
24.获取单元,用于获取第二时间服务器的参考精确时间协议ptp状态参数;参考ptp状态参数包括:第二时间服务器的性能参数和第二时间服务器的配置参数;性能参数用于表示时间服务器确定时间精度的性能;配置参数用于指示网络设备根据配置参数确定ptp信号;时间服务器包括:第一时间服务器,和/或,第二时间服务器;
25.处理单元,用于当第一时间服务器的性能参数与第二时间服务器的性能参数满足预设参数条件,并且第一时间服务器与第二时间服务器满足时间同步条件时,将第一时间服务器的配置参数和性能参数更新为第二时间服务器的配置参数和性能参数,并将更新后的配置参数和性能参数添加到第一时间服务器的目标ptp状态参数中,以得到第一目标ptp信号;
26.发送单元,用于向网络设备发送第一目标ptp信号。
27.可选的,ptp状态参数为时间服务器的精确时间协议祖时钟ptp gm的状态参数;
28.性能参数包括:ptp gm的时钟级别参数、ptp gm的时钟精度参数和ptp gm的时钟稳定性参数;
29.配置参数包括:ptp gm的优先级参数和ptp gm的标识。
30.可选的,预设参数条件包括:
31.第二时间服务器的ptp gm的时钟级别参数优于或者等于第一时间服务器的ptp gm的时钟级别参数、且第二时间服务器的ptp gm的时钟精度参数优于或者等于第一时间服务器的ptp gm的时钟精度参数、且第二时间服务器的ptp gm的时钟稳定性参数优于或者等于第一时间服务器的ptp gm的时钟稳定性参数;
32.时间同步条件包括:
33.第一时间服务器与第二时间服务器基于卫星共视法进行时间同步。
34.可选的,获取单元,具体用于:
35.基于卫星共视法取参考ptp状态参数。
36.可选的,处理单元,还用于当第一时间服务器的性能参数与第二时间服务器的性
能参数不满足预设参数条件,和/或,第一时间服务器与第二时间服务器不满足时间同步条件时,根据第一时间服务器的初始ptp状态参数,确定第二目标ptp信号;
37.发送单元,还用于向网络设备发送第二目标ptp信号。
38.第三方面,提供一种信号传输装置,包括存储器和处理器;存储器用于存储计算机执行指令,处理器与存储器通过总线连接;当信号传输装置运行时,处理器执行存储器存储的计算机执行指令,以使信号传输装置执行第一方面所述的信号传输方法。
39.该信号传输装置可以是网络设备,也可以是网络设备中的一部分装置,例如网络设备中的芯片系统。该芯片系统用于支持网络设备实现第一方面及其任意一种可能的实现方式中所涉及的功能,例如,获取、确定、发送上述信号传输方法中所涉及的数据和/或信息。该芯片系统包括芯片,也可以包括其他分立器件或电路结构。
40.第四方面,提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质包括计算机执行指令,当计算机执行指令在计算机上运行时,使得该计算机执行第一方面所述的信号传输方法。
41.第五方面,还提供一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括计算机指令,当计算机指令在信号传输装置上运行时,使得信号传输装置执行如上述第一方面所述的信号传输方法。
42.需要说明的是,上述计算机指令可以全部或者部分存储在计算机可读存储介质上。其中,计算机可读存储介质可以与信号传输装置的处理器封装在一起的,也可以与信号传输装置的处理器单独封装,本技术实施例对此不作限定。
43.本技术中第二方面、第三方面、第四方面以及第五方面的描述,可以参考第一方面的详细描述。
44.在本技术实施例中,上述信号传输装置的名字对设备或功能模块本身不构成限定,在实际实现中,这些设备或功能模块可以以其他名称出现。例如,接收单元还可以称为接收模块、接收器等。只要各个设备或功能模块的功能和本技术类似,属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内。
45.本技术提供的技术方案至少带来以下有益效果:
46.基于上述任一方面,本技术实施例提出了一种信号传输方法,应用于第一时间服务器,该信号传输方法包括:在获取第二时间服务器的参考精确时间协议ptp状态参数(包括第二时间服务器的性能参数和第二时间服务器的配置参数)后,第一时间服务器可以判断第一时间服务器的性能参数与第二时间服务器的性能参数是否满足预设参数条件,并且第一时间服务器与第二时间服务器是否满足时间同步条件。
47.当第一时间服务器的性能参数与第二时间服务器的性能参数满足预设参数条件,并且第一时间服务器与第二时间服务器满足时间同步条件时,第一时间服务器可以将第一时间服务器的配置参数和性能参数更新为第二时间服务器的配置参数和性能参数,并将更新后的配置参数和性能参数添加到第一时间服务器的目标ptp状态参数中,以得到第一目标ptp信号。后续,第一时间服务器可以向网络设备发送第一目标ptp信号。
48.由于ptp状态参数中的性能参数用于表示时间服务器确定时间精度的性能,配置参数用于指示网络设备根据配置参数确定ptp信号,并且上述时间服务器包括:第一时间服务器,和/或,第二时间服务器,因此,本技术可以合理的利用第一时间服务器的ptp信号,将
第一时间服务器的ptp信号中的配置参数和性能参数更新为第二时间服务器的配置参数和性能参数。
49.这样一来,第一时间服务器的ptp信号中的配置参数和性能参数与第二时间服务器的ptp信号中的配置参数和性能参数相同,并且在第一时间服务器与第二时间服务器满足时间同步条件的情况下,网络设备可以从第一时间服务器的ptp信号和第二时间服务器更新后的ptp信号中,选择跳数较小的ptp信号作为合适的ptp信号。这样,网络设备既可以保证使用alternate bmca算法确定ptp信号,又可以选择跳数较小的ptp信号作为合适的ptp信号,提高了网络设备的网络授时精度,满足了网络设备高精度的时间同步需求。
50.本技术中的第一方面、第二方面、第三方面、第四方面以及第五方面的有益效果,均可以参考上述有益效果的分析,此处不再赘述。
附图说明
51.图1为本技术实施例提供的一种信号传输系统的结构示意图;
52.图2为通用技术提供的第一种信号传输系统的结构示意图;
53.图3为通用技术提供的第二种信号传输系统的结构示意图;
54.图4为本技术实施例提供的信号传输装置的第一种硬件结构示意图;
55.图5为本技术实施例提供的信号传输装置的第二种硬件结构示意图;
56.图6为本技术实施例提供的第一种信号传输方法的流程示意图;
57.图7为本技术实施例提供的第二种信号传输方法的流程示意图;
58.图8为本技术实施例提供的第三种信号传输方法的流程示意图;
59.图9为本技术实施例提供的第四种信号传输方法的流程示意图;
60.图10为本技术实施例提供的一种信号传输装置的结构示意图。
具体实施方式
61.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
62.需要说明的是,本技术实施例中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
63.为了便于清楚描述本技术实施例的技术方案,在本技术实施例中,采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分,本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。
64.下面结合附图对本技术实施例提供的信号传输方法进行详细介绍。
65.如背景技术所述,随着5g网络的飞速发展,5g网络的三大应用场景“增强移动宽带、海量机器类通信、超高可靠低时延”提出了更为严格的时间同步需求。
66.具体的,5g高精度时间同步需求主要体现在基本业务时间同步需求、协同业务时
accuracy较小的clock accuracy对应的ptp信号作为目标ptp信号。
80.需要说明的是,clock accuracy越小,说明该ptp信号对应的小型化时间服务器的精度越高。
81.当主用ptp信号的clock accuracy和备用ptp信号的clock accuracy相同时,网元确定主用ptp信号的时钟稳定性(offset scaled log variance)和备用ptp信号的offset scaled log variance,并选取offset scaled log variance较小的offset scaled log variance对应的ptp信号作为目标ptp信号。
82.需要说明的是,offset scaled log variance越小,说明该ptp信号对应的小型化时间服务器的稳定性越好。
83.当主用ptp信号的offset scaled log variance和备用ptp信号的offset scaled log variance相同时,网元确定主用ptp信号的时钟优先级2(clock priority2)和备用ptp信号的clock priority2,并选取clock priority2较小的clock priority2对应的ptp信号作为目标ptp信号。
84.需要说明的是,priority2取值范围为0~255,clock priority2越小,说明该ptp信号对应的小型化时间服务器的优先级越高。
85.当主用ptp信号的clock priority2和备用ptp信号的clock priority2相同时,网元确定主用ptp信号的跳数(steps removed)和备用ptp信号的steps removed,并选取steps removed较小的steps removed对应的ptp信号作为目标ptp信号。
86.需要说明的是,steps removed越小,说明该ptp信号越准确。
87.当主用ptp信号的steps removed和备用ptp信号的steps removed相同时,网元确定发送主用ptp信号的网络设备的端口号和发送备用ptp信号的的网络设备的端口号,并选取发送端口号较小的网络设备对应的ptp信号作为目标ptp信号。
88.需要说明的是,端口号越小,说明发送该ptp信号的网络设备的优先级越高。
89.上述alternate bmca算法的具体过程可以参考通用的itu-t g.8275.1协议中的具体过程,在此不再赘述。
90.由上可知,主用的小型化时间服务器和备用的小型化时间服务器在clock class、clock accuracy以及offset scaled log variance相同的情况下,通常需要通过priority2来区分主用ptp信号和备用ptp信号。当主用ptp信号的clock priority2小于备用ptp信号的clock priority2时,网元通常选取主用ptp信号作为目标ptp信号。
91.示例性的,结合图1,如图2所示,主用的小型化时间服务器可以向汇聚设备a发送主用ptp信号。备用的小型化时间服务器可以向汇聚设备b发送备用ptp信号。
92.其中,主用ptp信号包括:时钟优先级2=128;跳数=0;身份标识(identity document,id)为主用的小型化时间服务器的id。备用ptp信号包括:时钟优先级2=129;跳数=0;身份标识(identity document,id)为备用的小型化时间服务器的id。ptp高精度时间同步网的网络接入环中的汇聚设备a在接收到主用ptp信号后,可以分别向接入设备g和汇聚设备b发送主用ptp信号。
93.汇聚设备b在接收到备用的小型化时间服务器发送的备用ptp信号,以及汇聚设备a发送的主用ptp信号后,可以基于alternate bmca算法,对主用ptp信号和备用ptp信号判断选源。
94.具体的,在主用ptp信号和备用ptp信号的clock class、clock accuracy以及offset scaled log variance相同的情况下,由于主用的小型化时间服务器的clock priority2小于备用ptp信号的clock priority2,因此,主用的小型化时间服务器的ptp信号优先级高。在这种情况下,汇聚设备b可以选择主用ptp信号,并向接入设备c发送主用ptp信号。
95.相应的,接入设备c可以向接入设备d发送主用ptp信号。
96.接入设备g在接收到汇聚设备a发送的主用ptp信号后,可以向接入设备f发送主用ptp信号,接入设备f可以向接入设备e发送主用ptp信号。
97.结合图2,如图3所示,如果汇聚设备a和汇聚设备b之间的链路中断,并且主用的小型化时间服务器和备用的小型化时间服务器在clock class、clock accuracy以及offset scaled log variance相同的情况下,由于主用的小型化时间服务器的clock priority2小于备用ptp信号的clock priority2,因此,主用的小型化时间服务器的ptp信号优先级高。
98.在这种情况下,ptp高精度时间同步网的网络接入环中的汇聚设备b仍然会将主用的小型化时间服务器的发送的主用ptp信号确定为目标ptp信号。这就造成了汇聚设备b、接入设备c等链路末端的网元距离主用的小型化时间服务器的距离较远,接收到的ptp信号时延较长,无法满足高精度的时间同步需求。
99.需要说明的是,汇聚设备b在接收到备用的小型化时间服务器发送的备用ptp信号后,若在一定时间内未接收到接入设备c发送的主用ptp信号,则汇聚设备b可以向接入设备c发送备用ptp信号。
100.若汇聚设备b在一定时间内接收到接入设备c发送的主用ptp信号,则汇聚设备b基于alternate bmca算法,对主用ptp信号和备用ptp信号判断选源。
101.接入设备c在接收到汇聚设备b发送的备用ptp信号后,若在一定时间内未接收到接入设备d发送的主用ptp信号,则接入设备c可以向接入设备d发送备用ptp信号。
102.若接入设备c在一定时间内接收到接入设备d发送的主用ptp信号,则接入设备c基于alternate bmca算法,对主用ptp信号和备用ptp信号判断选源,并在确定主用ptp信号后,向汇聚设备b发送主用ptp信号。
103.基于同样的方法,接入设备d、接入设备e、接入设备f、接入设备g均可以参考上述执行过程,在此不再赘述。
104.由于距离时间服务器间隔跳数越近,时间精度越高。每多经过一个网元,可能都会对时间精度带来一定的损失影响。时间服务器下沉部署本身也就是为了让网元与时间服务器的间隔跳数更少,来满足高精度同步业务需求。
105.假设满足高精度的跳数阈值范围为5,则汇聚设备b距离主用的小型化时间服务器的ptp steps removed经过了7跳,则不能够满足高精度的需求。
106.即使网络中还有备用的小型化时间服务器,而且备用的小型化时间服务器距离汇聚设备b只有1跳,但由于备用的小型化时间服务器的clock priority2的设置和alternate bmca算法原理,汇聚设备b也不会选择备用的小型化时间服务器发送的备用ptp信号作为目标ptp信号,这对网络授时精度带来了一定的损失。
107.为了解决接入环链路中断场景下部分网元的时间同步精度降低问题,本技术实施例提出了一种信号传输方法,应用于第一时间服务器,该信号传输方法包括:在获取第二时
间服务器的参考精确时间协议ptp状态参数(包括第二时间服务器的性能参数和第二时间服务器的配置参数)后,第一时间服务器可以判断第一时间服务器的性能参数与第二时间服务器的性能参数是否满足预设参数条件,并且第一时间服务器与第二时间服务器是否满足时间同步条件。
108.当第一时间服务器的性能参数与第二时间服务器的性能参数满足预设参数条件,并且第一时间服务器与第二时间服务器满足时间同步条件时,第一时间服务器可以将第一时间服务器的配置参数和性能参数更新为第二时间服务器的配置参数和性能参数,并将更新后的配置参数和性能参数添加到第一时间服务器的目标ptp状态参数中,以得到第一目标ptp信号。后续,第一时间服务器可以向网络设备发送第一目标ptp信号。
109.由于ptp状态参数中的性能参数用于表示时间服务器确定时间精度的性能,配置参数用于指示网络设备根据配置参数确定ptp信号,并且上述时间服务器包括:第一时间服务器,和/或,第二时间服务器,因此,本技术可以合理的利用第一时间服务器的ptp信号,将第一时间服务器的ptp信号中的配置参数和性能参数更新为第二时间服务器的配置参数和性能参数。
110.这样一来,第一时间服务器的ptp信号中的配置参数和性能参数与第二时间服务器的ptp信号中的配置参数和性能参数相同,并且在第一时间服务器与第二时间服务器满足时间同步条件的情况下,网络设备可以从第一时间服务器的ptp信号和第二时间服务器更新后的ptp信号中,选择跳数较小的ptp信号作为合适的ptp信号。这样,网络设备既可以保证使用alternate bmca算法确定ptp信号,又可以选择跳数较小的ptp信号作为合适的ptp信号,提高了网络设备的网络授时精度,满足了网络设备高精度的时间同步需求。
111.该信号传输方法适用于信号传输系统。图1为该信号传输系统的一种结构。如图1所示,该信号传输系统包括:第一时间服务器(即图1示出的备用的小型化实际服务器)、第二时间服务器(即图1示出的主用的小型化实际服务器)、汇聚设备a、汇聚设备b、接入设备g、接入设备f、接入设备e、接入设备d、接入设备c,以及与每个接入设备连接的基站。
112.其中,汇聚设备a、接入设备g、接入设备f、接入设备e、接入设备d、接入设备c、汇聚设备b和汇聚设备a依次连接,并且上述网元应用于ptp高精度时间同步网的网络接入环中。
113.汇聚设备a与第二时间服务器连接,汇聚设备b与第一时间服务器连接。
114.时间服务器是一种计算机网络仪器,它从参考时钟获取实际时间,再利用计算机网络把时间信息传递给用户。
115.在一种可以实现的方式中,第一时间服务器或者第二时间服务器可以是单独的一个服务器,或者,也可以是由多个服务器构成的服务器集群。部分实施方式中,服务器集群还可以是分布式集群。本技术对服务器的具体实现方式也不作限制。
116.汇聚设备a和汇聚设备b的功能主要有流量汇聚、流量过滤、超高流量分流、流量转发、移动网信令解析、复制输出、负载均衡等,可以工作在移动网、城域网等网络中,例如交换机等。
117.接入设备g、接入设备f、接入设备e、接入设备d、接入设备c可以是用于接入基站的设备。基站可以是无线通信的基站或基站控制器等。在本技术实施例中,基站可以是全球移动通信系统(global system formable communication,gsm),码分多址(code division multiple access,cdma)中的基站(base transceiver station,bts),宽带码分多址
(wideband code division multiple access,wcdma)中的基站(node b,nb),长期演进(long term evolution,lte)中的基站(evolved node b,enb),物联网(internet of things,iot)或者窄带物联网(narrow band-internet of things,nb-iot)中的enb,5g移动通信网络或者未来演进的公共陆地移动网络(public land mobile network,plmn)中的基站,本技术实施例对此不作任何限制。
118.信号传输系统中的各个网元的基本硬件结构类似,都包括图4或图5所示信号传输装置所包括的元件。下面以图4和图5所示的信号传输装置为例,介绍信号传输系统中的各个网元的硬件结构。
119.如图4所示,为本技术实施例提供的信号传输装置的一种硬件结构示意图。该信号传输装置包括处理器21,存储器22、通信接口23、总线24。处理器21,存储器22以及通信接口23之间可以通过总线24连接。
120.处理器21是信号传输装置的控制中心,可以是一个处理器,也可以是多个处理元件的统称。例如,处理器21可以是一个通用中央处理单元(central processing unit,cpu),也可以是其他通用处理器等。其中,通用处理器可以是微处理器或者是任何常规的处理器等。
121.作为一种实施例,处理器21可以包括一个或多个cpu,例如图4中所示的cpu 0和cpu 1。
122.存储器22可以是只读存储器(read-only memory,rom)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备,随机存取存储器(random access memory,ram)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备,也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory,eeprom)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质,但不限于此。
123.一种可能的实现方式中,存储器22可以独立于处理器21存在,存储器22可以通过总线24与处理器21相连接,用于存储指令或者程序代码。处理器21调用并执行存储器22中存储的指令或程序代码时,能够实现本技术下述实施例提供的信号传输方法。
124.在本技术实施例中,对于信号传输系统中的各个网元而言,存储器22中存储的软件程序不同,所以信号传输系统中的各个网元实现的功能不同。关于各设备所执行的功能将结合下面的流程图进行描述。
125.另一种可能的实现方式中,存储器22也可以和处理器21集成在一起。
126.通信接口23,用于信号传输装置与其他设备通过通信网络连接,所述通信网络可以是以太网,无线接入网,无线局域网(wireless local area networks,wlan)等。通信接口23可以包括用于接收数据的接收单元,以及用于发送数据的发送单元。
127.总线24,可以是工业标准体系结构(industry standard architecture,isa)总线、外部设备互连(peripheral component interconnect,pci)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture,eisa)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图4中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
128.图5示出了本技术实施例中信号传输装置的另一种硬件结构。如图5所示,信号传
输装置可以包括处理器31以及通信接口32。处理器31与通信接口32耦合。
129.处理器31的功能可以参考上述处理器21的描述。此外,处理器31还具备存储功能,可以起上述存储器22的功能。
130.通信接口32用于为处理器31提供数据。该通信接口32可以是信号传输装置的内部接口,也可以是信号传输装置对外的接口(相当于通信接口23)。
131.需要指出的是,图4(或图5)中示出的结构并不构成对信号传输装置的限定,除图4(或图5)所示部件之外,该信号传输装置可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
132.如图6所示,本技术实施例提供的信号传输方法应用于图3所示的信号传输系统中的第一时间服务器。该信号传输方法包括:
133.s601、第一时间服务器获取第二时间服务器的参考ptp状态参数。
134.其中,参考ptp状态参数包括:第二时间服务器的性能参数和第二时间服务器的配置参数;性能参数用于表示时间服务器确定时间精度的性能;配置参数用于指示网络设备根据配置参数确定ptp信号;时间服务器包括:第一时间服务器,和/或,第二时间服务器。
135.在一种可以实现的方式中,ptp状态参数为时间服务器的精确时间协议祖时钟(precision time protocol grandmaster,ptp gm)的状态参数。性能参数包括:ptp gm的时钟级别参数、ptp gm的时钟精度参数和ptp gm的时钟稳定性参数。配置参数包括:ptp gm的优先级参数和ptp gm的标识。
136.在一种可以实现的方式中,第一时间服务器获取第二时间服务器的参考ptp状态参数的方法具体包括:
137.第一时间服务器基于卫星共视法取参考ptp状态参数。
138.具体的,卫星共视法是目前远距离时间对比的主要方法之一,同时也是国际原子时合作的主要技术,其传递不确定度可精确到几纳秒。基本原理指的是地球上任意两地,在同一时刻接收到同一颗导航卫星,可以消除两条传播路径上的共同误差,从而能够对两地之间的时间进行对比及实现高精度的时间同步。
139.卫星共视法可以通过北斗/全球定位系统(global positioning system,gps)卫星系统实现远程时间频率源与协调世界时(universal time coordinated,utc)的比对,进而实施对远程时间频率源的实时驯服,最终实现其与utc的实时同步或校准。以utc作为参考时,可在远程端以一定的偏差(90%情况下优于10纳秒)及其不确定度水平(偏差合成标准不确定度优于5纳秒)复现utc,也就是在远程端实现了一个高性能的实时溯源到utc的原子时标。
140.与单向授时方法对比,基于卫星共视原理的卫星授时精度的提高体现在完全抵消星钟误差的影响,部分抵消星历误差、电离层延迟和对流层延迟误差。
141.在一种可以实现的方式中,第一时间服务器还可以基于其他通用技术取参考ptp状态参数,本技术实施例对此不作限定。
142.s602、当第一时间服务器的性能参数与第二时间服务器的性能参数满足预设参数条件,并且第一时间服务器与第二时间服务器满足时间同步条件时,第一时间服务器将第一时间服务器的配置参数和性能参数更新为第二时间服务器的配置参数和性能参数,并将更新后的配置参数和性能参数添加到第一时间服务器的目标ptp状态参数中,以得到第一
目标ptp信号。
143.在一种可以实现的方式中,预设参数条件包括:第二时间服务器的ptp gm的时钟级别参数优于或者等于第一时间服务器的ptp gm的时钟级别参数、且第二时间服务器的ptp gm的时钟精度参数优于或者等于第一时间服务器的ptp gm的时钟精度参数、且第二时间服务器的ptp gm的时钟稳定性参数优于或者等于第一时间服务器的ptp gm的时钟稳定性参数。
144.在一种可以实现的方式中,时间同步条件包括:第一时间服务器与第二时间服务器基于卫星共视法进行时间同步。
145.s603、第一时间服务器向网络设备发送第一目标ptp信号。
146.在一种可以实现的方式中,本技术提供的信号传输方法还包括:
147.当第一时间服务器的性能参数与第二时间服务器的性能参数不满足预设参数条件,和/或,第一时间服务器与第二时间服务器不满足时间同步条件时,第一时间服务器根据第一时间服务器的初始ptp状态参数,确定第二目标ptp信号。
148.第一时间服务器向网络设备发送第二目标ptp信号。
149.示例性的,以第一时间服务器为备用时间服务器,第二时间服务器为主用时间服务器为例。
150.主用时间服务器和备用时间服务器均部署有全球导航卫星系统(global navigation satellite system,gnss)天线。主用时间服务器和备用时间服务器可以通过gnss天线跟踪gnss卫星来驯服自身内部原子钟。
151.为了保证网络更高精度,主用时间服务器和备用时间服务器之间可以采用卫星共视技术来进行时间同步。备用时间服务器作为共视从站,主用时间服务器作为共视主站,两者之间通过接入环既有的地面链路来交互星钟误差等信息。
152.但是,结合图2可知,卫星共视技术仅解决了备用时间服务器和主用时间服务器的同步问题,对接入环的授时机制并没有改变,对上述提出的问题也不能解决。
153.本技术实施例中,共视主站和共视从站除了交互星钟误差等性能观测信息以外,共视主站在向共视从站发送的信息中增加共视主站自身作为的ptp gm的状态信息,包括:共视主站向接入环输出的ptp gm clock id、ptp gm clock class、ptp gm clock accuracy、ptp gm offset scaled log variance、ptp gm priority2等参数。
154.对于备用时间服务器而言,基于通用的时间同步方法,即使备用时间服务器接收到主用时间服务器的ptp gm状态信息也是没用的,因为备用时间服务器自己就是独立的gm,会向接入环中的网络设备输出自己的gm ptp一系列参数而无需参考主要时间服务器的。
155.本技术实施例中,备用时间服务器可以增加“虚拟边界时钟(boundary clock,bc)”的工作模式。
156.在“虚拟bc”的工作模式下,第一时间服务器可以将第一时间服务器的配置参数和性能参数更新为第二时间服务器的配置参数和性能参数,并将更新后的配置参数和性能参数添加到第一时间服务器的目标ptp状态参数中,以得到第一目标ptp信号。后续,第一时间服务器向网络设备发送第一目标ptp信号。
157.具体的,所谓“虚拟bc”的工作模式,是指从站接收到主站发送的ptp gm状态信息
后,由于从站本身时间信号溯源至主站,因此从站认为自己是个虚拟的ptp bc网元,如果接收到的主站的ptp gm clock class、ptp gm clock accuracy、ptp gm offset scaled log variance均与从站自身的ptp gm clock class、ptp gm clock accuracy、ptp gm offset scaled log variance相同,或者主站的ptp gm clock class、ptp gm clock accuracy、ptp gm offset scaled log variance优于自身的ptp对应参数值,则从站向接入环中的网络设备输出ptp信号时,会将自己输出ptp信号中的ptp gm clock class、ptp gm clock accuracy、ptp gm offset scaled log variance、ptp gm priority2和ptp gm clock id替换为主站的相应参数值,同时将从站自己输出的ptp steps removed改写为1(主用时间服务器输出的ptp steps removed为0)。
158.而从站原本的工作模式称之为正常工作模式。从站可以在正常工作模式和虚拟bc工作模式之间转换。工作模式可以是人工指定或者是自动选择。人工指定或者自动选择的条件为:当从站通过卫星共视跟踪主站正常,且接收到主站的ptp gm clock class、ptp gm clock accuracy、ptp gm offset scaled log variance均于从站自身的ptp对应参数值相同,或者主站的ptp gm clock class、ptp gm clock accuracy、ptp gm offset scaled log variance优于自身的ptp对应参数值,则从站运行于虚拟bc跟踪模式。
159.当从站不能正常通过卫星共视跟踪主站,或者发现接收到的主站的ptp gm clock class、ptp gm clock accuracy、ptp gm offset scaled log variance参数值中的任意一个参数值劣于从站自身对应的参数值时,则从站自动切换运行于正常工作模式。
160.正常工作模式下,从站向网络输出的ptp gm clock id、ptp gm clock class、ptp gm clock accuracy、ptp gm offset scaled log variance、ptp gm priority2参数均为从站自身独立的ptp gm参数。
161.结合上述示例,共视从站(即第一时间服务器)上应具有感知模块、分析模块、决策模块、输出模块。感知模块用于接收和解析主站发送的一系列ptp gm状态参数信息。分析模块用于分析对比主站的ptp gm状态信息和从站自身的ptp gm状态信息是否一致。决策模块用于选择工作模式。输出模块用于向网络输出ptp时间信号。
162.示例性的,结合图3,如图7所示,在ptp高精度时间同步网的网络接入环中的汇聚设备a与汇聚设备b之间出现链路故障的情况下,由于主用时间服务器和备用时间服务器均正常跟踪卫星,且备用时间服务器共视跟踪主用时间服务器,因此,备用时间服务器可以运行虚拟bc运行模式。
163.在这种情况下,ptp高精度时间同步网的网络接入环中的汇聚设备a可以接收到主用的小型化时间服务器(即第二时间服务器)发送的主用ptp信号。汇聚设备b可以接收到备用的小型化时间服务器(即第一时间服务器)发送的目标ptp信号(目标ptp信号中的ptp gm priority2和ptp gm clock id为主用的小型化时间服务器的ptp gm priority2和ptp gm clock id)。
164.其中,主用ptp信号包括:时钟优先级2=128;跳数=0;身份标识(identity document,id)为主用的小型化时间服务器的id。目标ptp信号包括:时钟优先级2=128;跳数=1;id为主用的小型化时间服务器的id。
165.接着,汇聚设备a可以向接入设备g发送主用ptp信号,汇聚设备a发送的主用ptp信号中的跳数=1。汇聚设备b可以向接入设备c发送目标ptp信号,汇聚设备b发送的目标ptp
信号中的跳数=2。
166.相应的,接入设备g可以向接入设备f发送主用ptp信号,接入设备g发送的主用ptp信号中的跳数=2。接入设备c可以向接入设备d发送目标ptp信号,接入设备c发送的目标ptp信号中的跳数=3。
167.相应的,接入设备f可以向接入设备e发送主用ptp信号,接入设备f发送的主用ptp信号中的跳数=3。
168.这样,整个ptp高精度时间同步网的网络接入环中,接收到ptp信号跳数最高的为接入设备d和接入设备e,接收到的ptp信号也仅为4跳,相比图3中,接收到ptp信号跳数最高的汇聚设备b,接收到的ptp信号为7跳,本技术提供的信号传输方法可以通过合理利用第一时间服务器的运行模式,解决了部分网络设备时间同步精度下降的问题。
169.在又一种可以实现的方式中,结合图2,如图8所示,在ptp高精度时间同步网的网络接入环中无链路故障的情况下,由于主用时间服务器和备用时间服务器均正常跟踪卫星,且备用时间服务器共视跟踪主用时间服务器,因此,备用时间服务器可以运行虚拟bc运行模式。
170.在这种情况下,ptp高精度时间同步网的网络接入环中的汇聚设备a可以接收到主用的小型化时间服务器(即第二时间服务器)发送的主用ptp信号。汇聚设备b可以接收到备用的小型化时间服务器(即第一时间服务器)发送的目标ptp信号(目标ptp信号中的ptp gm priority2和ptp gm clock id为主用的小型化时间服务器的ptp gm priority2和ptp gm clock id)。
171.其中,主用ptp信号包括:时钟优先级2=128;跳数=0;身份标识(identity document,id)为主用的小型化时间服务器的id。目标ptp信号包括:时钟优先级2=128;跳数=1;id为主用的小型化时间服务器的id。
172.接着,汇聚设备a可以向接入设备g和汇聚设备b发送主用ptp信号。
173.汇聚设备b在接收到汇聚设备a发送的主用ptp信号和备用的小型化时间服务器发送的目标ptp信号后,由于主用ptp信号与目标ptp信号的ptp gm clock class、ptp gm clock accuracy、ptp gm offset scaled log variance、ptp gm priority2、ptp gm clock id均相同,steps removed也相同(都是1),因此,汇聚设备b根据汇聚设备a和备用的小型化时间服务器的端口号,确定合适的ptp信号。
174.由于ptp高精度时间同步网的网络接入环中的汇聚设备a的端口号小于(即优于)备用的小型化时间服务器的端口号,因此,汇聚设备b选用汇聚设备a发送的主用ptp信号进行时间同步。
175.后续,汇聚设备b可以向接入设备c发送主用ptp信号。
176.相应的,接入设备g可以向接入设备f发送主用ptp信号。接入设备c可以向接入设备d发送主用ptp信号。
177.相应的,接入设备f可以向接入设备e发送主用ptp信号。接入设备d可以向接入设备e发送主用ptp信号。
178.在又一种可以实现的方式中,如图9所示,在ptp高精度时间同步网的网络接入环中无链路故障,但主用时间服务器发生故障的情况下,由于主用时间服务器发生故障,因此,备用时间服务器无法通过卫星共视跟踪主用时间服务器,备用时间服务器可以运行正
常工作模式。
179.在这种情况下,ptp高精度时间同步网的网络接入环中的汇聚设备b可以接收到备用的小型化时间服务器(即第一时间服务器)发送的ptp信号(ptp信号中的ptp gm priority2和ptp gm clock id为备用的小型化时间服务器的ptp gm priority2和ptp gm clock id)。
180.其中,备用ptp信号包括:时钟优先级2=129;跳数=0;id为备用的小型化时间服务器的id。
181.接着,汇聚设备b可以分别向汇聚设备a和接入设备c发送ptp信号。汇聚设备a和接入设备c可以基于获取到的ptp信号作为时间同步的信号进行时间同步。
182.相应的,接入设备c可以向接入设备d发送ptp信号,接入设备d可以向接入设备e发送ptp信号。
183.接入设备g在接收到汇聚设备a发送的ptp信号后,可以向接入设备f发送ptp信号。
184.接入设备d、接入设备e、接入设备f、接入设备g也可以基于获取到的ptp信号作为时间同步的信号进行时间同步,具体过程在此不再赘述。
185.综上所述,本技术实施例提出了一种信号传输方法,应用于第一时间服务器,该信号传输方法包括:在获取第二时间服务器的参考精确时间协议ptp状态参数(包括第二时间服务器的性能参数和第二时间服务器的配置参数)后,第一时间服务器可以判断第一时间服务器的性能参数与第二时间服务器的性能参数是否满足预设参数条件,并且第一时间服务器与第二时间服务器是否满足时间同步条件。
186.当第一时间服务器的性能参数与第二时间服务器的性能参数满足预设参数条件,并且第一时间服务器与第二时间服务器满足时间同步条件时,第一时间服务器可以将第一时间服务器的配置参数和性能参数更新为第二时间服务器的配置参数和性能参数,并将更新后的配置参数和性能参数添加到第一时间服务器的目标ptp状态参数中,以得到第一目标ptp信号。后续,第一时间服务器可以向网络设备发送第一目标ptp信号。
187.由于ptp状态参数中的性能参数用于表示时间服务器确定时间精度的性能,配置参数用于指示网络设备根据配置参数确定ptp信号,并且上述时间服务器包括:第一时间服务器,和/或,第二时间服务器,因此,本技术可以合理的利用第一时间服务器的ptp信号,将第一时间服务器的ptp信号中的配置参数和性能参数更新为第二时间服务器的配置参数和性能参数。
188.这样一来,第一时间服务器的ptp信号中的配置参数和性能参数与第二时间服务器的ptp信号中的配置参数和性能参数相同,并且在第一时间服务器与第二时间服务器满足时间同步条件的情况下,网络设备可以从第一时间服务器的ptp信号和第二时间服务器更新后的ptp信号中,选择跳数较小的ptp信号作为合适的ptp信号。这样,网络设备既可以保证使用alternate bmca算法确定ptp信号,又可以选择跳数较小的ptp信号作为合适的ptp信号,提高了网络设备的网络授时精度,满足了网络设备高精度的时间同步需求。
189.上述主要从方法的角度对本技术实施例提供的方案进行了介绍。为了实现上述功能,其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,本技术能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方
式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
190.本技术实施例可以根据上述方法示例对信号传输装置进行功能模块的划分,例如,可以对应各个功能划分各个功能模块,也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。可选的,本技术实施例中对模块的划分是示意性的,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式。
191.如图10所示,为本技术实施例提供的一种信号传输装置的结构示意图。该信号传输装置可以用于执行图6-图9所示的信号传输的方法。图10所示信号传输装置应用于第一时间服务器。第一时间服务器包括:获取单元1001、处理单元1002和发送单元1003;
192.获取单元1001,用于获取第二时间服务器的参考精确时间协议ptp状态参数;参考ptp状态参数包括:第二时间服务器的性能参数和第二时间服务器的配置参数;性能参数用于表示时间服务器确定时间精度的性能;配置参数用于指示网络设备根据配置参数确定ptp信号;时间服务器包括:第一时间服务器,和/或,第二时间服务器;
193.处理单元1002,用于当第一时间服务器的性能参数与第二时间服务器的性能参数满足预设参数条件,并且第一时间服务器与第二时间服务器满足时间同步条件时,将第一时间服务器的配置参数和性能参数更新为第二时间服务器的配置参数和性能参数,并将更新后的配置参数和性能参数添加到第一时间服务器的目标ptp状态参数中,以得到第一目标ptp信号;
194.发送单元1003,用于向网络设备发送第一目标ptp信号。
195.可选的,ptp状态参数为时间服务器的精确时间协议祖时钟ptp gm的状态参数;
196.性能参数包括:ptp gm的时钟级别参数、ptp gm的时钟精度参数和ptp gm的时钟稳定性参数;
197.配置参数包括:ptp gm的优先级参数和ptp gm的标识。
198.可选的,预设参数条件包括:
199.第二时间服务器的ptp gm的时钟级别参数优于或者等于第一时间服务器的ptp gm的时钟级别参数、且第二时间服务器的ptp gm的时钟精度参数优于或者等于第一时间服务器的ptp gm的时钟精度参数、且第二时间服务器的ptp gm的时钟稳定性参数优于或者等于第一时间服务器的ptp gm的时钟稳定性参数;
200.时间同步条件包括:
201.第一时间服务器与第二时间服务器基于卫星共视法进行时间同步。
202.可选的,获取单元1001,具体用于:
203.基于卫星共视法取参考ptp状态参数。
204.可选的,处理单元1002,还用于当第一时间服务器的性能参数与第二时间服务器的性能参数不满足预设参数条件,和/或,第一时间服务器与第二时间服务器不满足时间同步条件时,根据第一时间服务器的初始ptp状态参数,确定第二目标ptp信号;
205.发送单元1003,还用于向网络设备发送第二目标ptp信号。
206.本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质包括计算机执行指令,当计算机执行指令在计算机上运行时,使得计算机执行如上述实施例提供的信
号传输方法。
207.本技术实施例还提供一种计算机程序,该计算机程序可直接加载到存储器中,并含有软件代码,该计算机程序经由计算机载入并执行后能够实现上述实施例提供的信号传输方法。
208.本领域技术人员应该可以意识到,在上述一个或多个示例中,本技术所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时,可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机可读存储介质和通信介质,其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
209.通过以上的实施方式的描述,所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将装置的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。
210.在本技术所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式。例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
211.另外,在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解,本技术实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机,芯片等)或处理器(processor)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、移动硬盘、rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
212.以上所述,仅为本技术的具体实施方式,但本技术的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此,本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
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