CN102244603B - 传输承载时间的报文的方法、设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种传输承载时间的报文的方法、设备及系统，属于通信领域。所述方法包括：接收承载时间的报文，该承载时间的报文被标记时间戳信息；根据本地实时时间信息与承载时间的报文被标记的时间戳信息，计算承载时间的报文在传输过程中的延迟信息；根据计算得到的延迟信息，对承载时间的报文进行延迟补偿，并在延迟时间满足预设延迟要求后，将承载时间的报文转发。本发明通过对接收到的承载时间的报文进行延迟补偿，并在延迟时间满足预设延迟要求后再将该承载时间的报文发送出去，从而将该承载时间的报文在传输过程中的延迟时间保持在固定值，使DSL系统也能满足传输承载时间的报文所需的延迟相等且无抖动的要求，进而实现时间同步。

Description

传输承载时间的报文的方法、设备及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种传输承载时间的报文的方法、设备及系统。

背景技术

随着无线通信技术的发展，3G(3rd-generation，第三代移动通信技术)和4G(4rd-generation，第四代移动通信技术)的出现对无线通信系统提出了较高的要求，其中包括高精度的时间同步。

现有技术通过传输承载时间的报文来实现时间同步，针对以太网提供了承载高精度的时间同步信息的方式，基本实现方法是通过软硬件配合，给每一条同步时钟信息加上时间标签，使接收方根据时间标签记录同步时钟信息的发出和接收时间，进而计算得到时钟误差和延时，实现网络上的从时钟与主时钟的同步。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下缺点：

现有技术提供的技术方案要求系统无抖动且具有对称时延，但对于目前应用最为广泛的DSL(Digital Subscriber Line，数字用户线路)接入设备，由于DSL技术本身的复杂性，使得DSL设备的传输时延不对称、抖动较大，因此，现有技术不能广泛应用于DSL线路。

发明内容

为了使DSL系统满足传输承载时间的报文的要求，进而实现DSL系统的时间同步，本发明实施例提供了一种传输承载时间的报文的方法、设备及系统。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种传输承载时间的报文的方法，所述方法包括：

接收承载时间的报文，所述承载时间的报文被标记时间戳信息；

根据本地实时时间信息与所述承载时间的报文被标记的时间戳信息，计算所述承载时间的报文在传输过程中的延迟信息；

根据计算得到的所述延迟信息，对所述承载时间的报文进行延迟补偿，并在延迟时间满足预设延迟要求后，将所述承载时间的报文转发给从时钟节点，使所述从时钟节点在接收到报文之后，向主时钟节点发送延时请求报文，并接收所述主时钟节点根据接收到的延时请求报文返回的延时应答报文，根据接收到的延时应答报文中携带的时间、以及发送延时请求报文时记录的时间，计算与所述主时钟节点之间的网络传输延时，并根据计算结果调整时钟误差；

所述根据计算得到的所述延迟信息，对所述承载时间的报文进行延迟补偿，具体包括：

根据计算得到的所述延迟信息，缓存所述承载时间的报文，直至所述承载时间的报文的延迟时间满足所述预设延迟要求。

另一方面，提供了一种传输承载时间的报文的设备，所述设备包括：

接收模块，用于接收承载时间的报文，所述承载时间的报文被标记时间戳信息；

计算模块，用于根据本地实时时间信息与所述接收模块接收到的所述承载时间的报文被标记的时间戳信息，计算所述承载时间的报文在传输过程中的延迟信息；

延迟补偿模块，用于根据所述计算模块计算得到的所述延迟信息，对所述承载时间的报文进行延迟补偿，直至所述承载时间的报文的延迟时间满足预设延迟要求；

发送模块，用于在所述延迟补偿模块对所述承载时间的报文进行延迟补偿后，将所述承载时间的报文转发给从时钟节点，使所述从时钟节点在接收到报文之后，向主时钟节点发送延时请求报文，并接收所述主时钟节点根据接收到的延时请求报文返回的延时应答报文，根据接收到的延时应答报文中携带的时间、以及发送延时请求报文时记录的时间，计算与所述主时钟节点之间的网络传输延时，并根据计算结果调整时钟误差；

所述延迟补偿模块，具体用于根据所述计算模块计算得到的所述延迟信息，缓存所述承载时间的报文，直至所述承载时间的报文的延迟时间满足预设延迟要求。

再一方面，提供了一种数字用户线路DSL系统，所述系统包括：接收设备和发送设备；

所述接收设备，用于对接收到的承载时间的报文标记接收时的时间戳信息，并将所述承载时间的报文发送给所述发送设备；

所述发送设备，用于接收由所述接收设备发送的承载时间的报文，根据本地实时时间信息与所述承载时间的报文被标记的时间戳信息，计算所述承载时间的报文在传输过程中的延迟信息，并根据计算得到的所述延迟信息，对所述承载时间的报文进行延迟补偿，在延迟时间满足预设延迟要求后，将所述承载时间的报文转发给从时钟节点，使所述从时钟节点在接收到报文之后，向主时钟节点发送延时请求报文，并接收所述主时钟节点根据接收到的延时请求报文返回的延时应答报文，根据接收到的延时应答报文中携带的时间、以及发送延时请求报文时记录的时间，计算与所述主时钟节点之间的网络传输延时，并根据计算结果调整时钟误差。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：

通过对接收到的承载时间的报文进行延迟补偿，并在延迟时间满足预设延迟要求后再将该承载时间的报文发送出去，从而将该承载时间的报文在传输过程中的延迟时间保持在固定值，使DSL系统也能满足传输承载时间的报文所需的延迟相等且无抖动的要求，进而实现时间同步。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的传输承载时间的报文的方法流程图；

图2是本发明实施例二提供的IEEE 1588协议原理示意图；

图3是本发明实施例二提供的基带传输系统和DSL系统传输数据的原理示意图；

图4是本发明实施例二提供的DSL系统透传1588协议报文的时间同步示意图；

图5是本发明实施例二提供的DSL系统透传1588协议报文的原理示意图；

图6是本发明实施例二提供的传输承载时间的报文的方法流程图；

图7是本发明实施例二提供的NP层实现DSL系统透传1588协议报文的示意图；

图8是本发明实施例二提供的TPS-TC层实现DSL透传1588协议报文的示意图；

图9是本发明实施例三提供的传输承载时间的报文的装置结构示意图；

图10是本发明实施例四提供的DSL系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

参见图1，本实施例提供了一种传输承载时间的报文的方法，该方法流程具体如下：

101：接收承载时间的报文，该承载时间的报文被标记时间戳信息；

102：根据本地实时时间信息与承载时间的报文被标记的时间戳信息，计算承载时间的报文在传输过程中的延迟信息；

103：根据计算得到的延迟信息，对承载时间的报文进行延迟补偿，并在延迟时间满足预设延迟要求后，将承载时间的报文转发。

其中，本实施例不对预设延迟要求进行限定，具体实现时，可根据实际情况进行设定。

本实施例提供的方法，通过对接收到的承载时间的报文进行延迟补偿，并在延迟时间满足预设延迟要求后再将该承载时间的报文发送出去，从而将该承载时间的报文在传输过程中的延迟时间保持在固定值，使DSL系统也能满足传输承载时间的报文所需的延迟相等且无抖动的要求，进而实现时间同步。

实施例二

本实施例提供了一种传输承载时间的报文的方法，该方法为以Symbol为数据单元进行数据传输的DSL系统提供了传输承载时间的报文的解决方案，进而使DSL系统可通过传输承载时间的报文实现系统的时间同步。

为了便于说明，本实施例以承载时间的报文为IEEE1588标准协议定义的1588报文为例。IEEE1588标准协议之所以满足网络单元间高精度的时间同步，基本原理是通过同步信号周期性的对网络中所有节点的时钟进行校正。如图2所示，其中，D1为主时钟到从时钟的路径延时，D2为从时钟到主时钟的路径延时，设从时钟和主时钟之间的偏差为Offset，则由图2可以得出：

TS0＝TM1+Offset，TS1-TS0＝D1，则Offset＝TS1-TM1-D1；

同理，TM2＝TS2-Offset+D2，则Offset＝TS2-TM2+D2。

如果两个方向的延时D1＝D2，则Offset＝(TS1+TS2-TM1-TM2)/2，由此得到从时钟和主时钟之间的偏差，则通过调整偏差，即可将从时钟精确地同步到主时钟上。

然而，如图3所示的基带传输系统与DSL系统传输数据的原理示意图，由于基带传输系统是以Bit流的形式传输数据的，发送端和接收端之间有稳定的定时和延时关系，且数据抖动较小，因而可以满足传输1588报文的条件。而对于采用Symbol(简称Sym)数据单元传输数据的DSL系统，不仅发送端和接收端之间采用要求较低的定时关系，且由于每个Symbol数据单元承载了较多的数据，导致数据在线路上传输存在较大的数据抖动；同时，DSL线路中的不同频带对数据信号传输的延迟不同，导致双向延迟不相等，因此，目前应用最为广泛的DSL接入设备，无法满足传输1588报文应具有的时延对称且无抖动的需求。

为此，本实施例提供的方法采取延迟补偿的方式，来消除数据包在DSL系统中的发送端、DSL线路、以及接收端产生的延迟和抖动，使得经过DSL系统传输的数据包保持稳定的延迟，满足1588报文传输的要求。具体原理如图4所示，通过同步信息和同步时钟在发送端和接收端构造虚拟本地时间，1588报文在数据包的接收端被标记上接收时刻的虚拟本地时间，由发送端通过本地时间信息和1588报文中标记的时间信息计算出1588报文在DSL系统中的延迟时间，并对1588报文进行缓存，直至1588报文在系统中的延迟时间满足预设延迟要求后，再由发送端将该1588报文从DSL系统中发送出去。其中，本实施例不对预设延迟要求进行限定，具体应用时，可根据实际情况进行设定，例如，如果计算的延迟时间为0.4μs，而预设延迟要求为0.5μs，则需要将1588报文缓存0.1μs之后再发送出去。

另外，IEEE1588标准协议定义的1588报文包括同步报文(Sync)，跟随报文(Follow_up)，延迟请求报文(Delay_Req)，延迟应答报文(Delay_Resp)4种，接下来，在上述图4所示的原理基础上，结合图5提供的DSL系统透传1588报文的过程，对本实施例提供的传输承载时间的报文的方法进行详细说明。参见图6，方法流程具体如下：

601：主时钟节点定时向从时钟节点发送一个同步报文和跟随报文；

针对该步骤，同步报文是从主时钟周期性发出的(一般为每两秒一次)，该同步报文包含了一个时间戳，描述了同步报文被发出的预计时间。由于同步报文包含的是预计的发出时间而不是真实的发出时间，所以同步报文的真实发出时间被测量后，携带在随后的跟随报文中发出。

602：接收端收到同步报文后，在同步报文中增加接收端本地时间标记，并将携带接收端本地时间标记的同步报文发送给发送端；

其中，接收端增加的本地时间标记即为接收端接收同步报文时的时间，采用本地时间记时，记时信息在接收端和发送端之间进行同步。

603：发送端对接收到的同步报文进行延迟补偿之后，再将同步报文发送给从时钟节点；

具体地，本实施例不对发送端对同步报文进行延迟补偿的方式做具体限定，仅以数据缓存的方式为例进行说明。通过数据缓存的方式对同步报文的延迟时间进行修正，从而保证同步报文在系统中的传输延迟时间为固定值，即保证图5所示的Td2等于Td+Tline,其中，Td为设置的目标数据延迟，Tline为物理层下路传输引入的数据延迟。具体实现时，可根据发送端本地实时时间与同步报文被标记的时间，采用本地时钟或者网络同步时钟计算同步报文的延迟信息，并根据计算得到的延迟信息，对同步报文进行缓存，直至同步报文的延迟时间达到预设延迟要求，再将该同步报文发送给从节点，本实施例不对预设延迟要求进行限定。

604：从时钟节点收到同步报文后，向主时钟节点发送延时请求报文；

针对该步骤，从时钟节点可记录下同步报文的真实接收时间，并使用跟随报文中的真实发出时间和接收方的真实接收时间，计算出从时钟与主时钟之间的时差，并据此更正从属时钟的时间。但此时计算出的时差包含了网络传输造成的延时，所以从时钟节点使用延时请求报文来定义网络的传输延时。

该延时请求报文的间隔是独立设置的，一般应较同步报文间隔长。从时钟节点记录延时请求报文的准确发送时间，在发送端和接收端之间同样采用延迟补偿的方法传输该延时请求报文，从而保证延时请求报文在系统中的传输延迟时间为固定值，即使得图5中的TS2’-TS2”同样等于Td+Tline。

605：主时钟节点根据接收到的延时请求报文向从时钟节点返回一个延时应答报文；

其中，延时应答报文中携带主时钟节点接收延时请求报文的时间，以便由从时钟节点根据该延时请求报文中携带的时间调整时钟漂移误差。另外，在发送端和接收端之间同样采用延迟补偿的方法传输该延时应答报文，从而保证延时应答报文在系统中的传输延迟时间为固定值，即使得图5中的TS3’-TS3”同样等于Td+Tline。

606：从时钟节点根据接收到的延时应答报文中携带的时间、以及从时钟节点自身发送延时请求报文时记录的时间，计算主时钟节点和从时钟节点之间的网络传输延迟，并根据计算结果调整时钟误差。

下面，结合NP(Network Processor，网络处理器)层实现DSL透传1588报文的具体应用场景对本实施例提供的方法进行举例说明，如图7所示，NP负责对输入的以太网报文进行处理，切分为ATM(Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式)信元或PTM(Packet Transfer Mode，分组传输模式)信元，并送给套片的TPS-TC(Transport Protocol Specific-Transmission Convergence，传输协议指定-传输汇聚)层进行处理，当NP检测到输入得以太网报文为1588报文时，采用本地的时间戳信息为此以太网报文打上标记；

其中，本地时间戳信息由两部分组成，一部分是Symbol计数器,此Symbol计数器经过接收端和发送端同步后，维护一个一致的计数器；本地时间戳的另外一部分采用本地时钟技术，该本地时钟在接收端和发送端之间经过物理层同步，保证两端计数的精度，此时间用来记录两个Symbol间隔内的精确时间。

在发送端，当NP恢复出来时间定时报文后，将把报文中的时间戳信息和本地实时时间信息对比，并计算出数据包的延迟信息，当计算出的延迟信息没有达到预定的延迟时，此数据包将会在Buffer中等待，当达到预定的延迟后，此数据报文将会被发出，从而保证1588报文在DSL系统中的滞留时间固定。

除上述NP层实现DSL透传1588报文的应用场景外，本实施例提供的方法对TPS-TS层实现DSL透传1588报文的应用场景同样适用，如图8所示，当和DSL套片对接的NP本身就是主时钟节点或者NP对数据报文的延迟比较固定，抖动可以忽略的情况下，可以采用TPS-TC直接继续1588报文的延迟补偿，补偿方法和采用NP的方法基本相同，在此不作赘述。

需要说明的是，本实施例提供的方法不仅仅适用于DSL系统，对于其他采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)技术，以及采用Symbol作为数据单元进行数据传输的系统同样适用，本实施例对此不作具体限定。

本实施例提供的方法，通过对接收到的承载时间的报文进行延迟补偿，并在延迟时间满足预设延迟要求后再将该承载时间的报文发送出去，从而将该承载时间的报文在传输过程中的延迟时间保持在固定值，使DSL系统也能满足传输承载时间的报文所需的延迟相等且无抖动的要求，进而实现时间同步。

实施例三

参见图9，本实施例提供了一种传输承载时间的报文的设备，该设备包括：

接收模块901，用于接收承载时间的报文，该承载时间的报文被标记时间戳信息；

计算模块902，用于根据本地实时时间信息与接收模块901接收到的承载时间的报文被标记的时间戳信息，计算承载时间的报文在传输过程中的延迟信息；

延迟补偿模块903，用于根据计算模块902计算得到的延迟信息，对承载时间的报文进行延迟补偿，直至承载时间的报文的延迟时间满足预设延迟要求；

发送模块904，用于在延迟补偿模块903对承载时间的报文进行延迟补偿后，将承载时间的报文转发。

其中，计算模块902，具体用于根据本地实时时间信息与接收模块901接收到的承载时间的报文被标记的时间戳信息，采用本地时钟或网络同步时钟计算承载时间的报文在传输过程中的延迟信息。

延迟补偿模块903，具体用于根据计算模块902计算得到的延迟信息，缓存承载时间的报文，直至承载时间的报文的延迟时间满足预设延迟要求。

综上所述，本实施例提供的设备，通过对接收到的承载时间的报文进行延迟补偿，并在延迟时间满足预设延迟要求后再将该承载时间的报文发送出去，从而将该承载时间的报文在传输过程中的延迟时间保持在固定值，使DSL系统也能满足传输承载时间的报文所需的延迟相等且无抖动的要求，进而实现时间同步。

实施例四

参见图10，本实施例提供了一种DSL系统，该系统包括：接收设备1001和发送设备1002；

接收设备1001，用于对接收到的承载时间的报文标记接收时的时间戳信息，并将承载时间的报文发送给发送设备1002；

发送设备1002，用于接收由接收设备1001发送的承载时间的报文，根据本地实时时间信息与所述承载时间的报文被标记的时间戳信息，计算承载时间的报文在传输过程中的延迟信息，并根据计算得到的延迟信息，对承载时间的报文进行延迟补偿，在延迟时间满足预设延迟要求后，将承载时间的报文转发。

其中，发送设备1002，具体用于在计算承载时间的报文在传输过程中的延迟信息时，根据本地实时时间信息与承载时间的报文被标记的时间戳信息，采用本地时钟或网络同步时钟计算承载时间的报文在传输过程中的延迟信息。

另外，发送设备1002，具体用于在根据计算得到的延迟信息，对承载时间的报文进行延迟补偿时，根据计算得到的延迟信息，缓存承载时间的报文，直至承载时间的报文的延迟时间满足预设延迟要求。

本实施例提供的系统，通过发送设备对接收到的承载时间的报文进行延迟补偿，并在延迟时间满足预设延迟要求后再将该承载时间的报文发送出去，从而将该承载时间的报文在传输过程中的延迟时间保持在固定值，使DSL系统也能满足传输承载时间的报文所需的延迟相等且无抖动的要求，进而实现时间同步。

需要说明的是：上述实施例提供的传输承载时间的报文的设备在传输同步报文时，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，即将设备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。另外，上述实施例提供的传输承载时间的报文的设备即为DSL系统中的发送设备，该传输承载时间的报文的设备、DSL系统与传输承载时间的报文的方法实施例均属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本发明实施例中的部分步骤，可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，如光盘或硬盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种传输承载时间的报文的方法，其特征在于，所述方法包括：

接收承载时间的报文，所述承载时间的报文被标记时间戳信息；

根据本地实时时间信息与所述承载时间的报文被标记的时间戳信息，计算所述承载时间的报文在传输过程中的延迟信息；

根据计算得到的所述延迟信息，对所述承载时间的报文进行延迟补偿，并在延迟时间满足预设延迟要求后，将所述承载时间的报文转发给从时钟节点，使所述从时钟节点在接收到报文之后，向主时钟节点发送延时请求报文，并接收所述主时钟节点根据接收到的延时请求报文返回的延时应答报文，根据接收到的延时应答报文中携带的时间、以及发送延时请求报文时记录的时间，计算与所述主时钟节点之间的网络传输延时，并根据计算结果调整时钟误差；

所述根据计算得到的所述延迟信息，对所述承载时间的报文进行延迟补偿，具体包括：

根据计算得到的所述延迟信息，缓存所述承载时间的报文，直至所述承载时间的报文的延迟时间满足所述预设延迟要求。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间戳信息是由接收设备标记的，且为所述接收设备接收所述承载时间的报文的时间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述承载时间的报文在传输过程中的延迟信息，具体包括：

采用本地时钟或网络同步时钟计算所述承载时间的报文在传输过程中的延迟信息。

4.一种传输承载时间的报文的装置，其特征在于，所述装置包括：

接收模块，用于接收承载时间的报文，所述承载时间的报文被标记时间戳信息；

计算模块，用于根据本地实时时间信息与所述接收模块接收到的所述承载时间的报文被标记的时间戳信息，计算所述承载时间的报文在传输过程中的延迟信息；

延迟补偿模块，用于根据所述计算模块计算得到的所述延迟信息，对所述承载时间的报文进行延迟补偿，直至所述承载时间的报文的延迟时间满足预设延迟要求；

发送模块，用于在所述延迟补偿模块对所述承载时间的报文进行延迟补偿后，将所述承载时间的报文转发给从时钟节点，使所述从时钟节点在接收到报文之后，向主时钟节点发送延时请求报文，并接收所述主时钟节点根据接收到的延时请求报文返回的延时应答报文，根据接收到的延时应答报文中携带的时间、以及发送延时请求报文时记录的时间，计算与所述主时钟节点之间的网络传输延时，并根据计算结果调整时钟误差；

所述延迟补偿模块，具体用于根据所述计算模块计算得到的所述延迟信息，缓存所述承载时间的报文，直至所述承载时间的报文的延迟时间满足预设延迟要求。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述计算模块，具体用于根据本地实时时间信息与所述接收模块接收到的所述承载时间的报文被标记的时间戳信息，采用本地时钟或网络同步时钟计算所述承载时间的报文在传输过程中的延迟信息。

6.一种数字用户线路DSL系统，其特征在于，所述系统包括：接收设备和发送设备；

所述接收设备，用于对接收到的承载时间的报文标记接收时的时间戳信息，并将所述承载时间的报文发送给所述发送设备；

所述发送设备，用于接收由所述接收设备发送的承载时间的报文，根据本地实时时间信息与所述承载时间的报文被标记的时间戳信息，计算所述承载时间的报文在传输过程中的延迟信息，并根据计算得到的所述延迟信息，对所述承载时间的报文进行延迟补偿，在延迟时间满足预设延迟要求后，将所述承载时间的报文转发给从时钟节点，使所述从时钟节点在接收到报文之后，向主时钟节点发送延时请求报文，并接收所述主时钟节点根据接收到的延时请求报文返回的延时应答报文，根据接收到的延时应答报文中携带的时间、以及发送延时请求报文时记录的时间，计算与所述主时钟节点之间的网络传输延时，并根据计算结果调整时钟误差。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述发送设备，具体用于在计算所述承载时间的报文在传输过程中的延迟信息时，采用本地时钟或网络同步时钟计算所述承载时间的报文在传输过程中的延迟信息。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述发送设备，具体用于在根据计算得到的所述延迟信息，对所述承载时间的报文进行延迟补偿时，根据计算得到的所述延迟信息，缓存所述承载时间的报文，直至所述承载时间的报文的延迟时间满足所述预设延迟要求。