TWI863171B - 時間同步網域同步時間之方法與裝置 - Google Patents

Abstract

一種時間同步方法，用於複數個時間同步網域，該時間同步方法包含有為該複數個時間同步網域建立對應之複數個精準時間協定實例；決定對應於該複數個精準時間協定實例之複數個本地最佳時鐘；根據對應於該複數個精準時間協定實例之該複數個本地最佳時鐘，決定一主時鐘；以及通知該複數個精準時間協定實例根據該主時鐘同步該複數個時間同步網域之時間。

Description

時間同步網域同步時間之方法與裝置

本發明係指一種時間同步方法以及裝置，尤指一種於多個時間同步網域中自動化決定主時鐘並進行時間同步的時間同步方法以及裝置。

時間精確協定(Precision Time Protocol，PTP)係由IEEE 1588所制定的時間同步的基礎標準，用於實現高精度之時鐘同步。然而，隨著市場演變，於各種不同網路之應用皆有其各自之不同需求，因此先前技術根據不同的應用而提出許多不同的PTP配置文件(Profile)，例如用於電力網路之Power Profile(IEEE Std C37.238)、電信網路之Telecom Profile(ITU-TG.8265.1)以及廣義精準時間同步協定(IEEE Std 802.1AS：Generalized Precision Time Protocol，gPTP)配置文件等。配置文件允許不同領域之應用可以設置不同的操作參數、屬性以及預設值等設定以符合需求，導致使用各種不同配置文件之設備以及網路之間無法有效互通。一般而言，為了確保時間同步，同一環境下的裝置或設備等皆要求使用相對應的配置文件，使得跨領域之時間整合相對困難。

先前技術透過時間閘道器整合多種不同類型之PTP配置文件，使得使用不同類型PTP配置文件之不同時間同步網域或設備，可以根據一指定之主 (Grandmaster，GM)時鐘進行時間之同步。在此方法中，主時鐘係藉由人為指定之特定網域中的最佳時鐘，在此情形下，當主時鐘發生故障時，可能發生沒有可替代主時鐘的時鐘亦或主時鐘由效能不符預期之時鐘取代的問題。

因此，先前技術有改良的必要，需要可以在主時鐘故障時，即時自動化決定一個最佳的時鐘以代替主時鐘進行時間同步。

因此，本發明之主要目的即在於提供一種於多個時間同步網域中選擇最佳主時鐘，以進行時間同步之方法，藉以改善習之技術之缺點。

本發明實施例揭露一種時間同步方法，用於複數個時間同步網域。該時間同步方法包含有為該複數個時間同步網域建立對應之複數個精準時間協定實例(Precision Time Protocol Instance，PTP Instance)；決定一全域最佳主時鐘；以及該複數個精準時間協定實例根據該全域最佳主時鐘同步該複數個時間同步網域之時間。

本發明實施例另揭露一種時間同步裝置，用於複數個時間同步網域。該時間同步裝置包含有一處理單元以及一儲存單元。該處理單元用來執行一程式碼；該儲存單元，耦接於該處理單元，用來儲存該程式碼，以指示該處理單元執行一時間同步方法。該時間同步方法包含有為該複數個時間同步網域建立對應之複數個精準時間協定實例；決定對應於該複數個精準時間協定實例之複數個本地最佳時鐘；根據對應於該複數個精準時間協定實例之該複數個本地最佳時鐘，決定一主時鐘；以及通知該複數個精準時間協定實例根據該主時 鐘同步該複數個時間同步網域之時間。

1:時間同步網路系統

10:時間同步裝置

12_1~12_4:時間同步網域

14_1~14_4:本地最佳時鐘

16_1~16_4:精準時間協定實例

18_0~18_4:時鐘資訊

2:流程

200~210:步驟

4:流程

400~414:步驟

50:時間同步裝置

6:流程

600~612:步驟

70:時間同步裝置

800~808:步驟

C1~C4:本地最佳時鐘之屬性

100:網路裝置

102:處理單元

104:儲存單元

106:程式碼

第1圖為本發明實施例一包含多個時間同步網域的時間同步網路系統示意圖。

第2圖為本發明實施例一時間同步流程之示意圖。

第3圖為本發明實施例一時間同步裝置之邏輯架構示意圖。

第4圖為本發明實施例一更新流程之示意圖。

第5圖為本發明實施例一時間同步裝置之邏輯架構示意圖。

第6圖為本發明實施例一更新流程之示意圖。

第7圖為本發明實施例一時間同步裝置之邏輯架構示意圖。

第8圖為本發明實施例一更新流程之示意圖。

第9A圖、第9B圖為本發明實施例主時鐘選舉方法之示意圖。

第10圖為本發明實施例一網路裝置之示意圖。

在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來做為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來做為區分的準則。在通篇說明書及後續的申請專利範圍當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。

請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一時間同步網路系統1之示意圖。時間同步網路系統1包含時間同步網域(domain)12_1~12_4以及一時間同步裝置10。時間同步網域12_1~12_4可為根據不同類型之時間精確協定配置文件(Precision Time Protocol Profile，PTP Profile)之規範運作之時間同步網域，其中各時間同步網域可為有線網路、無線網路、或兩者組合而成之網域，可為由多個裝置以及多個網路交換器等設備所組成之網域(包含多個時鐘)，也可以是僅由單一裝置所組成之網域(僅有一個時鐘)。時間同步裝置10可為運行於時間同步網域中之閘道器(gateway)、交換器(switch)、路由器(router)以及橋接器(bridge)等網路裝置，且不限於此，其透過多個連接埠(未繪示於第1圖)分別連接至時間同步網域12_1~12_4。時間同步網域12_1~12_4根據一時間同步方法透過時間同步裝置10進行時間同步，藉此可以達到時間同步網域12_1~12_4中所有設備、裝置皆根據相同的主(GrandMaster，GM)時鐘之時間進行同步。此外，在時間同步網路系統1中，時間同步網域12_1~12_4之數量為4，其僅為說明之用，本發明實施例之時間同步裝置10可適用於任意數量之時間同步網域間的時間同步，而不限於此。

需注意的是，在沒有時間同步裝置10的情況下，時間同步網域12_1~12_4係根據不同之PTP配置文件運行時間同步機制，因而無法進行跨網域之時間同步整合。在此情形下，各時間同步網域分別具有一最佳時鐘(如第1圖中的最佳時鐘14_1~14_4)作為各時間同步網域的主時鐘，也就是說，屬於同一時間同步網域之裝置皆根據其所屬網域之主時鐘各自進行時間同步。其中，最佳時鐘係指根據時間來源、時間精準度、振盪器穩定度等因素評估之(適用特定時間同步網域的)最理想時鐘，亦可由人為所決定之最適用(特定時間同步網域的)時鐘。本發明實施例之時間同步裝置10即在執行一自動化的時間同步方法， 藉此整合不同時間同步網域之時間，使時間同步網路系統1中所有裝置皆可與同一主時鐘時間同步。該時間同步方法可歸納為一流程2，如第2圖所示，流程2包含以下步驟：

步驟200：開始。

步驟202：為複數個時間同步網域建立對應之複數個精準時間協定實例(Precision Time Protocol Instance，PTP Instance)。

步驟204：決定對應於精準時間協定實例之複數個本地最佳時鐘。

步驟206：根據對應於精準時間協定實例之本地最佳時鐘，決定一主時鐘。

步驟208：通知複數個精準時間協定實例根據該主時鐘同步複數個時間同步網域之時間。

步驟210：結束。

請同時參考第3圖，第3圖為本發明實施例之時間同步裝置10的邏輯架構圖。根據流程2，時間同步裝置10首先為時間同步網域12_1~12_4分別建立對應之精準時間協定實例16_1~16_4(步驟202)，並決定對應於精準時間協定實例16_1~16_4之最佳時鐘14_1~14_4(步驟204)。接著，時間同步裝置10根據最佳時鐘14_1~14_4決定一主時鐘(步驟206)，該主時鐘作為時間同步網域12_1~12_4中所有裝置之時間同步依據。最後，時間同步裝置10通知精準時間協定實例16_1~16_4根據該主時鐘同步時間同步網域12_1~12_4之時間(步驟208)。據此，時間同步網域12_1~12_4中之所有裝置可以運作於同一時域之中。

詳細來說，時間同步裝置10於步驟202建立之精準時間協定實例16_1~16_4使用對應於所連接之時間同步網域12_1~12_4之同類型精準時間協定配 置文件，因此，可以與所連接之時間同步網域交換PTP訊息(PTP message)並作為時間同步裝置10與時間同步網域12_1~12_4之間的溝通媒介。換句話說，時間同步網域12_1~12_4可以根據不限於Telecom Profile、Power Profile、gPTP等各種不同類型之精準時間協定配置文件運行，而精準時間協定實例16_1~16_4則應根據對應於時間同步網域12_1~12_4之時間協定配置文件運作並作為其中一節點運行。

於步驟204中，時間同步網域12_1~12_4中之每一網域皆有一本地最佳時鐘(14_1~14_4)，在各網域獨立運行的情況下，本地最佳時鐘14_1~14_4即作為各網域的(本地)主時鐘運行。本地最佳時鐘14_1~14_4可根據最佳主時鐘演算法(Best Master Clock Algorithm，BMCA)決定，精準時間協定實例16_1~16_4透過與對應時間同步網域12_1~12_4交換PTP訊息即可取得各網域之本地最佳時鐘14_1~14_4之資訊。據此，時間同步裝置10可以取得相關於時間同步網域12_1~12_4之本地最佳時鐘14_1~14_4，並儲存本地最佳時鐘14_1~14_4之時鐘資訊18_1~18_4。

於步驟206中，時間同步裝置10根據本地最佳時鐘14_1~14_4之時鐘資訊18_1~18_4決定一主時鐘，該主時鐘作為時間同步網域12_1~12_4中所有裝置之時間同步依據。在一實施例中，時間同步裝置10可另存有一全域主時鐘資訊，用以儲存主時鐘的時鐘資訊18_0。於時間同步網路系統1之初始化階段，時間同步裝置10首先可根據一主時鐘選舉方法，由本地最佳時鐘14_1~14_4中決定出一最佳時鐘做為時間同步網路系統1之主時鐘，並將其時鐘資訊儲存於時鐘資訊18_0中。於時間同步網路系統1之運行階段，精準時間協定實例16_1~16_4可持續監聽PTP訊息，時間同步裝置10可據此決定是否更新時間同步網路系統1之 主時鐘。為便於說明，假設精準時間協定實例16_1~16_4中任一精準時間協定實例16_x之原時鐘資訊為18_x，其記錄對應於時間同步網域12_x之本地最佳時鐘為14_x；另假設時鐘資訊18_0中已記錄之最佳時鐘為本地最佳時鐘14_1~14_4中某一本地最佳時鐘14_y，其對應於時間同步網域12_y；其中，x、y可相同或不同。當精準時間協定實例16_x接收到來自對應時間同步網域12_x之新時鐘的時鐘發布訊息(Announce message)時，該時鐘發布訊息包含一新時鐘資訊18_x_new，時間同步裝置10可根據時鐘發布訊息中之新時鐘資訊18_x_new決定是否更新時間同步網路系統1之主時鐘。時間同步裝置10決定是否更新時間同步網路系統1之主時鐘的方法可歸納為一更新流程4，如第4圖所示，更新流程4包含以下步驟：

步驟400：開始。

步驟402：比較新時鐘資訊18_x_new與時鐘資訊18_x。

步驟404：判斷新時鐘資訊18_x_new對應的新時鐘是否優於時鐘資訊18_x對應的本地最佳時鐘14_x。若是，則執行步驟406；若否，則執行步驟414。

步驟406：將精準時間協定實例16_x之本地最佳時鐘的時鐘資訊18_x更新為新時鐘資訊18_x_new，並繼續執行步驟408。

步驟408：比較更新後之時鐘資訊18_x與主時鐘之時鐘資訊18_0，並繼續執行步驟410。

步驟410：判斷更新後之時鐘資訊18_x對應的新時鐘是否優於主時鐘。若是，則執行步驟412；若否，則執行步驟414。

步驟412：將主時鐘之時鐘資訊18_0更新為更新後之時鐘資訊18_x。

步驟414：結束。

簡單來說，當任一精準時間協定實例16_x收到時鐘發布訊息時，時間同步裝置10需根據時鐘發布訊息帶有的時鐘資訊來判斷新的時鐘是否優於現 行的主時鐘。首先，新時鐘的時鐘資訊18_x_new需先與對應於精準時間協定實例16_x之本地最佳時鐘的時鐘資訊18_x進行比較(步驟402)，由比較結果判斷新時鐘是否優於原本地最佳時鐘14_x(步驟404)。若是，代表新時鐘為當下時間同步網域12_x中的最佳時鐘，應以新時鐘取代原本地最佳時鐘，並更新時鐘資訊18_x(步驟406)；若否，則結束流程。接著，新時鐘的時鐘資訊18_x_new(同更新後的時鐘資訊18_x)需進一步與主時鐘之時鐘資訊18_0進行比較(步驟408)，由比較結果判斷新的本地最佳時鐘14_x是否優於主時鐘(步驟410)。若是，則代表新時鐘為當下時間同步網路系統1中的最佳時鐘，應以新時鐘取代主時鐘，並更新時鐘資訊18_0(步驟412)；若否，則結束流程。

在另一實施例中，於步驟206中，時間同步裝置10同上述實施例存有一全域主時鐘資訊，用以儲存主時鐘的時鐘資訊18_0。然而，於時間同步網路系統1之初始化階段，時間同步裝置10不需先由本地最佳時鐘14_1~14_4中決定出最佳時鐘做為時間同步網路系統1之主時鐘，可將時鐘資訊18_0設置為空值(Null)。於時間同步網路系統1之運行階段，精準時間協定實例16_1~16_4同樣可持續監聽PTP訊息。當精準時間協定實例16_1~16_4中之一精準時間協定實例16_x接收到來自對應時間同步網域12_x之一新時鐘之時鐘發布訊息時，時間同步裝置10則根據時鐘發布訊息中之一新時鐘資訊決定是否更新時間同步網路系統1之主時鐘。時間同步裝置10決定是否更新主時鐘之方法同上述更新流程4，然而於步驟408中，在原本的主時鐘的時鐘資訊18_0被設置為空的情況下，可直接執行步驟412以新時鐘之時鐘資訊取代主時鐘之時鐘資訊18_0。

請參考第5圖，第5圖為本發明實施例之一時間同步裝置50的邏輯架構圖。時間同步裝置50可取代第3圖之時間同步裝置10，使得時間同步網域12_1 ~12_4可運作於同一時域之中。在此實施例中，時間同步裝置50沒有如同時間同步裝置10中用以儲存主時鐘的「全域」主時鐘資訊，相對地，時間同步裝置50將主時鐘之時鐘資訊18_0儲存於精準時間協定實例16_1~16_4中。也就是說，精準時間協定實例16_1~16_4中，除儲存本地最佳時鐘14_1~14_4之時鐘資訊18_1~18_4之外，還另外儲存主時鐘之時鐘資訊18_0。於時間同步網路系統1之初始化階段，時間同步裝置50可根據主時鐘選舉方法先由本地最佳時鐘14_1~14_4中決定出最佳時鐘做為時間同步網路系統1之主時鐘，亦可將時鐘資訊18_0設置為空值(Null)。於時間同步網路系統1之運行階段，於步驟206中，精準時間協定實例16_1~16_4同樣地可持續監聽PTP訊息，時間同步裝置50可據此決定是否更新時間同步網路系統1之主時鐘。同上述例子，假設精準時間協定實例16_1~16_4中任一精準時間協定實例16_x之原時鐘資訊為18_x，其記錄對應於時間同步網域12_x之本地最佳時鐘為14_x。當精準時間協定實例16_x接收到來自對應時間同步網域12_x之新時鐘的時鐘發布訊息時，該時鐘發布訊息包含一新時鐘資訊18_x_new，時間同步裝置50可根據時鐘發布訊息中之新時鐘資訊18_x_new決定是否更新時間同步網路系統1之主時鐘。時間同步裝置50決定是否更新時間同步網路系統1之主時鐘的方法可歸納為一更新流程6，如第6圖所示，更新流程6包含以下步驟：

步驟600：開始。

步驟602：比較新時鐘資訊18_x_new與時鐘資訊18_x。

步驟604：判斷新時鐘資訊18_x_new對應的新時鐘是否優於時鐘資訊18_x對應的本地最佳時鐘14_x。若是，則執行步驟606；若否，則執行步驟612。

步驟606：將精準時間協定實例16_x之本地最佳時鐘的時鐘資訊18_x更新為新時鐘資訊18_x_new，並繼續執行步驟608。

步驟608：根據主時鐘選舉方法，由本地最佳時鐘14_1~14_4中決定 出一最佳時鐘做為主時鐘，並繼續執行步驟610。

步驟610：將儲存於精準時間協定實例16_1~16_4中之主時鐘之時鐘資訊18_0更新為更新後之時鐘資訊18_x。

步驟612：結束。

簡單來說，當任一精準時間協定實例16_x收到時鐘發布訊息時，時間同步裝置50需根據時鐘發布訊息帶有的時鐘資訊來決定一新的的主時鐘。首先，新時鐘的時鐘資訊18_x_new需先與對應於精準時間協定實例16_x之本地最佳時鐘的時鐘資訊18_x進行比較(步驟602)，由比較結果判斷新時鐘是否優於原本地最佳時鐘14_x(步驟604)。若是，代表新時鐘為當下時間同步網域12_x中的最佳時鐘，應以新時鐘取代原本地最佳時鐘，並更新時鐘資訊18_x(步驟606)；若否，則結束流程。接著，根據主時鐘選舉方法，進行時鐘比較，由本地最佳時鐘14_1~14_4中決定出一最佳時鐘做為新的主時鐘(步驟608)。最後，以新的主時鐘資訊更新精準時間協定實例16_1~16_4中的時鐘資訊18_0(步驟610)。

另一方面，請參考第7圖，第7圖為本發明實施例之一時間同步裝置70的邏輯架構圖。時間同步裝置70可取代第3圖之時間同步裝置10或第5圖之時間同步裝置50，使得時間同步網域12_1~12_4可運作於同一時域之中。在此實施例中，時間同步裝置70未有如時間同步裝置10、50中用以儲存本地最佳時鐘14_1~14_4之時鐘資訊18_1~18_4，僅儲存有一全域主時鐘資訊，用以儲存主時鐘的時鐘資訊18_0。於時間同步網路系統1之初始化階段，時間同步裝置70可將時鐘資訊18_0設置為空值(Null)，或可根據主時鐘選舉方法由精準時間協定實例16_1~16_4之defaultDS(Default Parameter Data Set)選出最佳者作為時鐘資訊18_0之初始值。於時間同步網路系統1之運行階段，於步驟206中，精準時間協定實例16_1 ~16_4同樣地可持續監聽PTP訊息，時間同步裝置70可據此決定是否更新時間同步網路系統1之主時鐘。同上述例子，當精準時間協定實例16_x接收到來自對應時間同步網域12_x之新時鐘的時鐘發布訊息時，該時鐘發布訊息包含一新時鐘資訊18_x_new，時間同步裝置70可根據時鐘發布訊息中之新時鐘資訊18_x_new決定是否更新時間同步網路系統1之主時鐘。時間同步裝置70決定是否更新時間同步網路系統1之主時鐘的方法可歸納為一更新流程8，如第8圖所示，更新流程8包含以下步驟：

步驟800：開始。

步驟802：比較新時鐘資訊18_x_new與時鐘資訊18_0。

步驟804：判斷新時鐘資訊18_x_new對應的新時鐘是否優於時鐘資訊18_0對應的主時鐘。若是，則執行步驟806；若否，則執行步驟808。

步驟806：將主時鐘之時鐘資訊18_0更新為新時鐘資訊18_x_new。

步驟808：結束。

簡單來說，當任一精準時間協定實例16_x收到時鐘發布訊息時，時間同步裝置70需根據時鐘發布訊息帶有的時鐘資訊來決定是否更新主時鐘。首先，新時鐘的時鐘資訊18_x_new需先與對應於主時鐘的時鐘資訊18_0進行比較(步驟802)，由比較結果判斷新時鐘是否優於原本的主時鐘(步驟804)。若是，則代表新時鐘為當下時間同步網路系統1中的最佳時鐘，應以新時鐘取代主時鐘，並更新時鐘資訊18_0(步驟806)；若否，則結束流程。

於步驟206中決定或更新主時鐘之時鐘資訊18_0後，於步驟208中時間同步裝置10需對精準時間協定實例16_x以外的所有精準時間協定實例發送通知。收到通知的精準時間協定實例16_1~16_4則可根據通知中的新時鐘之時鐘資 訊同步其對應之時間同步網域12_1~12_4之時間。據此，時間同步網路系統1中之所有裝置，包含所有連接的時間同步網域12_1~12_4之裝置，皆可根據一個跨網域的主時鐘達實現時間同步。

具體而言，於步驟206中，時間同步裝置10根據主時鐘選舉方法決定最佳時鐘做為時間同步網路系統1之主時鐘的方法可參考第9A圖以及第9B圖。詳細來說，時間同步裝置10根據本地最佳時鐘14_1~14_4之時鐘資訊18_1~18_4進行比較，以選舉最佳時鐘。在一實施例中，如第9A圖所示，C1~C4分別代表本地最佳時鐘14_1~14_4的屬性(例如根據時鐘資訊18_1~18_4記錄的資訊所得，於後詳述)。時間同步裝置10持續比較屬性C1~C4中之任二屬性，直到判斷出屬性C1~C4其中之一屬性優於其他所有屬性為止。首先，第一輪比較是由屬性C1分別與所有其他本地最佳時鐘之屬性C2~C4進行比較，若屬性C1優於屬性C2~C4，則可決定屬性C1所對應之本地最佳時鐘14_1為最佳時鐘並結束流程；反之，則可判斷本地最佳時鐘14_1並非最佳時鐘並進一步進行第二輪比較。第二輪比較是由屬性C2分別與所有其他本地最佳時鐘之屬性C1、C3、C4進行比較，若屬性C2優於屬性C1、C3、C4，則可決定屬性C2所對應之本地最佳時鐘14_2為最佳時鐘並結束流程；反之，則可判斷本地最佳時鐘14_2並非最佳時鐘並進一步進行第三輪比較。第三輪以後之比較以此類推，直至判斷出最佳時鐘為止。根據以上流程決定之最佳時鐘即做為時間同步網路系統1之主時鐘，用以做為時間同步網路系統1所有裝置時間同步之依據。

在另一實施例中，如第9B圖所示，C1~C4同樣分別代表本地最佳時鐘14_1~14_4的屬性。在此實施例中，時間同步裝置10不重複地持續比較屬性C1~C4中之任二屬性，直到判斷出屬性C1~C4其中之一屬性優於其他所有屬性時 為止。首先，第一輪比較是由屬性C1分別與所有其他本地最佳時鐘之屬性C2~C4進行比較，若屬性C1優於屬性C2~C4，則可決定屬性C1所對應之本地最佳時鐘14_1為最佳時鐘並結束流程；反之，則可判斷本地最佳時鐘14_1並非最佳時鐘並進一步進行第二輪比較。第二輪比較是由屬性C2分別與未比較過的其他本地最佳時鐘之屬性C3、C4進行比較，若屬性C2優於屬性C3、C4，則可決定屬性C2所對應之本地最佳時鐘14_2為最佳時鐘並結束流程；反之，則可判斷最佳時鐘14_2並非最佳時鐘並進一步進行第三輪比較。最後，第三輪比較是由屬性C3與未比較過的其他本地最佳時鐘之屬性C4進行比較，若屬性C3優於屬性C4，則可決定屬性C3所對應之本地最佳時鐘14_3為最佳時鐘並結束流程；反之，則可判斷本地最佳時鐘14_4為最佳時鐘。根據以上流程決定之最佳時鐘即做為時間同步網路系統1之主時鐘，用以做為時間同步網路系統1所有裝置時間同步之依據。

需注意的是，第9A圖、第9B圖係表示時間同步裝置10決定最佳時鐘之可行方式，但不限於此，凡可由時間同步網域12_1~12_4之本地最佳時鐘14_1~14_4中自動化選出一個跨網域之最佳時鐘以作為時間同步網路系統1之主時鐘皆適用於本發明。

此外，上述時鐘資訊18_0~18_4包含但不限於相關於主時鐘能力資訊之timePropertiesDS(Time Properties Parameter Data Set)、parentDS(Parent Parameter Data Set)以及相應之優先權向量(Time-synchronization Spanning Tree Priority Vector)。因此，上述時鐘屬性(C1~C4)的比較可以是根據其對應之時鐘資訊中的優先權向量進行比較。優先權向量包含的參數有rootSystemIdentity、stepsRemoved、sourcePortIdentity以及接收埠之portNumber，其中rootSystemIdentity更包含參數priority1、clockClass、clockAccuracy、offsetScaledLogVariance、priority2 以及clockIdentity。以上所述參數名稱可參考IEEE 802.1AS-2020中之相關定義，本領域具通常知識者當可理解其代表之意義。本發明實施例係依序比較優先權向量之參數，並以數值越小為越佳做為比較之依據，且不限於此。

進一步地，請參考第10圖，其為本發明實施例之一網路裝置100之示意圖。網路裝置100可為運行於時間同步網域中之閘道器(gateway)、交換器(switch)、路由器(router)以及橋接器(bridge)等網路裝置，用於實現時間同步裝置10、50及70。如第10圖所示，網路裝置100可包含一處理單元102以及一儲存單元104。處理單元102可為一微處理器或特定應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)。儲存單元104可為任一資料儲存裝置，用來儲存一程式碼106，並透過處理單元102讀取及執行程式碼106。舉例來說，儲存單元104可為唯讀式記憶體(ROM)、快閃記憶體(flash memory)、隨機存取記憶體(RAM)、硬碟及光學資料儲存裝置(optical data storage device)及非揮發性儲存單元等，但不限於此。

網路裝置100用以表示實現本發明實施例所需之必要元件，本領域具通常知識者當可據以做不同之修飾、調整，而不限於此。舉例來說，當以網路裝置100實現時間同步裝置10時，可將時間同步方法之流程2編譯為程式碼106，並儲存於儲存單元104中，由處理單元102執行時間同步方法。此外，儲存單元104亦用於儲存時鐘資料18_0~18_4以及時間同步方法運行時所需之資料，且不限於此。

在先前技術中，使用不同類型PTP配置文件之不同時間同步網域或設備係根據人為指定之主時鐘進行時間之同步，當主時鐘發生故障時，可能發 生沒有可替代主時鐘的時鐘亦或主時鐘由效能不符預期之時鐘取代的問題。相較之下，本發明可自動化決定主時鐘並進行跨網域之時間同步，即使主時鐘發生故障時，本發明也可自動地以另一最佳效能之時鐘替代主時鐘，因而可大幅提升系統可靠性與運作效能。

綜上所述，本發明提供一時間同步方法與裝置，可於多個異質時間同步網域中自動化決定主時鐘並進行跨網域之時間同步，避免主時鐘發生故障時可能產生的問題，改善習知技術之缺點。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1:時間同步網路系統

10:時間同步裝置

12_1~12_4:時間同步網域

14_1~14_4:本地最佳時鐘

16_1~16_4:精準時間協定實例

18_0~18_4:時鐘資訊

Claims (18)

1. 一種時間同步方法，用於複數個時間同步網域，該時間同步方法包含有：為該複數個時間同步網域建立對應之複數個精準時間協定實例(Precision Time Protocol Instance，PTP Instance)；根據該複數個時間同步網域決定一全域最佳主時鐘；以及該複數個精準時間協定實例根據該全域最佳主時鐘同步該複數個時間同步網域之時間。
2. 如請求項1所述之時間同步方法，其中根據該複數個時間同步網域決定該全域最佳主時鐘之步驟包含：決定對應於該複數個精準時間協定實例之複數個本地最佳時鐘；以及根據對應於該複數個精準時間協定實例之該複數個本地最佳時鐘，決定該全域最佳主時鐘。
3. 如請求項2所述之時間同步方法，其中決定對應於該複數個精準時間協定實例之該複數個本地最佳時鐘，係根據一最佳主時鐘演算法(Best Master Clock Algorithm，BMCA)，決定該複數個時間同步網域之每一時間同步網域的一最佳時鐘，以判斷對應於該複數個精準時間協定實例之複數個本地最佳時鐘。
4. 如請求項2所述之時間同步方法，其中根據對應於該複數個精準時間協定實例之該複數個本地最佳時鐘決定該全域最佳主時鐘之步驟，係持續比較該複數個本地最佳時鐘中任二本地最佳時鐘，直到判斷出其 中之一本地最佳時鐘為最佳時，決定該本地最佳時鐘為該全域最佳主時鐘。
5. 如請求項4所述之時間同步方法，其中持續比較該複數個本地最佳時鐘中任二本地最佳時鐘之步驟，包含不重複比較該複數個本地最佳時鐘中任二本地最佳時鐘。
6. 如請求項4所述之時間同步方法，其中持續比較該複數個本地最佳時鐘中任二本地最佳時鐘，係持續比較該複數個本地最佳時鐘中任二本地最佳時鐘的優先權向量。
7. 如請求項2所述之時間同步方法，其另包含當該複數個精準時間協定實例之一精準時間協定實例接收對應之時間同步網域之一第一時鐘之一發布訊息(Announce message)時，進行以下步驟：比較該第一時鐘以及對應於該精準時間協定實例之一本地最佳時鐘；當該第一時鐘優於對應於該精準時間協定實例之該本地最佳時鐘時，以該第一時鐘取代對應於該精準時間協定實例之該本地最佳時鐘；比較已更新為該第一時鐘之該本地最佳時鐘與該全域最佳主時鐘；當已更新為該第一時鐘之該本地最佳時鐘優於該全域最佳主時鐘時，以已更新為該第一時鐘之該本地最佳時鐘取代該全域最佳主時鐘；以及通知該複數個精準時間協定實例根據已更新的該全域最佳主時鐘同步該複數個時間同步網域之時間。
8. 如請求項1所述之時間同步方法，其另包含當該複數個精準時間協定實例之一精準時間協定實例接收對應之時間同步網域之一第一時鐘之 一發布訊息(Announce message)時，進行以下步驟：比較該第一時鐘與該全域最佳主時鐘；當該第一時鐘優於該全域最佳主時鐘時，以該第一時鐘取代該全域最佳主時鐘；以及通知該複數個精準時間協定實例根據已更新的該全域最佳主時鐘同步該複數個時間同步網域之時間。
9. 如請求項1所述之時間同步方法，其中該複數個時間同步網域使用不同類型之精準時間協定配置文件(Precision Time Protocol Profile，PTP Profile)。
10. 一種時間同步裝置，用於複數個時間同步網域，該時間同步裝置包含有：一處理單元，用來執行一程式碼；以及一儲存單元，耦接於該處理單元，用來儲存該程式碼，以指示該處理單元執行一時間同步方法，該時間同步方法包含有：為該複數個時間同步網域建立對應之複數個精準時間協定實例(Precision Time Protocol Instance，PTP Instance)；根據該複數個時間同步網域決定一全域最佳主時鐘；以及該複數個精準時間協定實例根據該全域最佳主時鐘同步該複數個時間同步網域之時間。
11. 如請求項10所述之時間同步裝置，其中根據該複數個時間同步網域決定該全域最佳主時鐘之步驟包含： 決定對應於該複數個精準時間協定實例之複數個本地最佳時鐘；以及根據對應於該複數個精準時間協定實例之該複數個本地最佳時鐘，決定該全域最佳主時鐘。
12. 如請求項11所述之時間同步裝置，其中決定對應於該複數個精準時間協定實例之該複數個本地最佳時鐘，係根據一最佳主時鐘演算法(Best Master Clock Algorithm，BMCA)，決定該複數個時間同步網域之每一時間同步網域的一最佳時鐘，以判斷對應於該複數個精準時間協定實例之複數個本地最佳時鐘。
13. 如請求項11所述之時間同步裝置，其中根據對應於該複數個精準時間協定實例之該複數個本地最佳時鐘決定該全域最佳主時鐘之步驟，係持續比較該複數個本地最佳時鐘中任二本地最佳時鐘，直到判斷出其中之一本地最佳時鐘為最佳時，決定該本地最佳時鐘為該全域最佳主時鐘。
14. 如請求項13所述之時間同步裝置，其中持續比較該複數個本地最佳時鐘中任二本地最佳時鐘之步驟，包含不重複比較該複數個本地最佳時鐘中任二本地最佳時鐘。
15. 如請求項13所述之時間同步方法，其中持續比較該複數個本地最佳時鐘中任二本地最佳時鐘，係持續比較該複數個本地最佳時鐘中任二本地最佳時鐘的優先權向量。
16. 如請求項11所述之時間同步裝置，其另包含當該複數個精準時間 協定實例之一精準時間協定實例接收對應之時間同步網域之一第一時鐘之一發布訊息(Announce message)時，進行以下步驟：比較該第一時鐘以及對應於該精準時間協定實例之一本地最佳時鐘；當該第一時鐘優於對應於該精準時間協定實例之該本地最佳時鐘時，以該第一時鐘取代對應於該精準時間協定實例之該本地最佳時鐘；比較已更新為該第一時鐘之該本地最佳時鐘與該全域最佳主時鐘；當已更新為該第一時鐘之該本地最佳時鐘優於該全域最佳主時鐘時，以已更新為該第一時鐘之該本地最佳時鐘取代該全域最佳主時鐘；以及通知該複數個精準時間協定實例根據已更新的該全域最佳主時鐘同步該複數個時間同步網域之時間。
17. 如請求項10所述之時間同步裝置，其另包含當該複數個精準時間協定實例之一精準時間協定實例接收對應之時間同步網域之一第一時鐘之一發布訊息(Announce message)時，進行以下步驟：比較該第一時鐘與該全域最佳主時鐘；當該第一時鐘優於該全域最佳主時鐘時，以該第一時鐘取代該全域最佳主時鐘；以及通知該複數個精準時間協定實例根據已更新的該全域最佳主時鐘同步該複數個時間同步網域之時間。
18. 如請求項10所述之時間同步裝置，其中該複數個時間同步網域使用不同類型之精準時間協定配置文件(Precision Time Protocol Profile，PTP Profile)。

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