時間戳生成方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種時間戳生成方法、裝置及系統(tǒng)，包括：通過數(shù)據(jù)包處理單元接收物理層收發(fā)單元或高層發(fā)送的數(shù)據(jù)包，識別數(shù)據(jù)包是否為精確時間同步協(xié)議PTP數(shù)據(jù)包，若是，則根據(jù)物理層時延獲取單元提供的物理層時延和非物理層時延獲取單元提供的非物理層時延生成精確時間戳并改寫數(shù)據(jù)包中的時間戳字段，有效提高了時間戳的精確度，提高整個通信網(wǎng)絡(luò)的時間同步精度。
【專利說明】時間戳生成方法、裝置及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術(shù)，尤其涉及一種時間戳生成方法、裝置及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著通信技術(shù)的發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)對時間同步的要求越來越高?，F(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)對時 間同步的要求已經(jīng)達(dá)到亞微秒量級，在未來，有可能使用大規(guī)模的協(xié)作通信，因此，如多小 區(qū)、多天線的協(xié)作通信可能需要納秒級甚至亞納秒級別的時間同步。IEEE1588V2時間同步 協(xié)議（Precision Time Protocol,簡稱：PTP)通過在通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送包含有時戳的 PTP數(shù)據(jù)包來實(shí)現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)的時間同步，是目前較為精確的一種時間同步方案。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收到一個PTP數(shù)據(jù)包后，會在物理層（Physical，簡 稱PHY)和媒體介入控制（Medium Access Control，簡稱：MAC)層之間識別PTP數(shù)據(jù)包，并為 該P(yáng)TP數(shù)據(jù)包添加時戳。在添加時間戳的過程中基于識別PTP數(shù)據(jù)包的延遲而進(jìn)行時延補(bǔ) 償。然而，這種方法獲得的時間戳精度不高，進(jìn)而導(dǎo)致整個通信網(wǎng)絡(luò)的時間同步精度不高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種時間戳生成方法、裝置及系統(tǒng)，用于避免在為PTP數(shù)據(jù)包添加時 間戳?xí)r，PHY層處理過程對時間戳精度的影響。
[0005] 本發(fā)明的第一個方面是提供一種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，包括：物理層收發(fā)單元，數(shù)據(jù)包處理單 元，物理層時延獲取單元，非物理層時延獲取單元；
[0006] 所述物理層收發(fā)單元，用于向所述數(shù)據(jù)包處理單元發(fā)送數(shù)據(jù)包；
[0007] 所述數(shù)據(jù)包處理單元，用于接收所述物理層收發(fā)單元或高層發(fā)送的所述數(shù)據(jù)包， 并識別所述數(shù)據(jù)包是否為精確時間同步協(xié)議PTP數(shù)據(jù)包，若是，則所述數(shù)據(jù)包處理單元根 據(jù)所述物理層時延獲取單元提供的物理層時延信息和所述非物理層時延獲取單元提供的 非物理層時延信息生成精確時間戳并改寫所述數(shù)據(jù)包中的時間戳字段；
[0008] 所述物理層時延獲取單元，用于獲取所述數(shù)據(jù)包經(jīng)過所述物理層收發(fā)單元的物理 層時延信息，并將所述物理層時延信息提供給所述數(shù)據(jù)包處理單元；
[0009] 所述非物理層時延獲取單元，用于獲取所述數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理層-非物理層接口時 間點(diǎn)和所述數(shù)據(jù)包處理單元中精確時間戳生成時間點(diǎn)之間的非物理層時延信息，并將所述 非物理層時延信息提供給所述數(shù)據(jù)包處理單元。
[0010] 結(jié)合本發(fā)明第一方面，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述數(shù)據(jù)包處理單元包括；數(shù) 據(jù)包識別子單元、時間戳生成改寫子單元；
[0011] 所述數(shù)據(jù)包識別子單元，用于接收所述物理層收發(fā)單元或高層發(fā)送的所述數(shù)據(jù) 包，并識別所述數(shù)據(jù)包是否為精確時間同步協(xié)議PTP數(shù)據(jù)包；
[0012] 所述時間戳生成改寫子單元，用于，在所述數(shù)據(jù)包識別子單元識別出所述數(shù)據(jù)包 為精確時間同步協(xié)議PTP數(shù)據(jù)包時，根據(jù)所述物理層時延獲取單元和所述非物理層時延獲 取單元生成精確時間戳并改寫所述數(shù)據(jù)包中的時間戳字段。
[0013] 結(jié)合本發(fā)明第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中所述 數(shù)據(jù)包識別子單元接收高層發(fā)送的所述數(shù)據(jù)包，則所述物理層時延獲取單元獲取所述數(shù)據(jù) 包經(jīng)過所述物理層收發(fā)單元的物理層時延信息為歷史物理層時延信息；所述非物理層時延 獲取單元獲取所述數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理層-非物理層接口時間點(diǎn)和所述數(shù)據(jù)包處理單元中精 確時間戳生成時間點(diǎn)之間的非物理層時延為歷史非物理層時延信息；所述歷史物理層時延 信息為所述數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的物理層時延信息；所述非物理層時延信息為所述數(shù) 據(jù)包之前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的非物理層時延信息；
[0014] 則所述時間戳生成改寫單元，用于根據(jù)所述物理層時延獲取單元獲取的所述歷史 物理層時延信息和所述非物理層時延獲取單元獲取的所述歷史非物理層時延信息預(yù)測生 成所述精確時間戳并改寫所述數(shù)據(jù)包中的時間戳字段。
[0015] 結(jié)合本發(fā)明第一方面的以及第一方面的前兩種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第三種可能的 實(shí)現(xiàn)方式中，所述物理層時延獲取單元獲取的所述數(shù)據(jù)包經(jīng)過所述物理層收發(fā)單元的物理 層時延信息包括以下任意一種或多種時延信息的組合：固定時延信息、恢復(fù)時鐘與本地時 鐘不匹配造成的動態(tài)細(xì)粒度時延信息、碼組對齊時延信息、存儲模塊讀寫時延信息、數(shù)據(jù)速 率匹配模塊時延信息。
[0016] 結(jié)合本發(fā)明第一方面的以及第一方面的前兩種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第四種可能的 實(shí)現(xiàn)方式中，所述非物理層時延獲取單元獲取的所述數(shù)據(jù)包經(jīng)過所述物理層-非物理層接 口時間點(diǎn)和所述數(shù)據(jù)包處理單元中時間戳生成時間點(diǎn)之間的非物理層時延信息包括所述 數(shù)據(jù)包在非物理層的以下任意一種或多種時延信息的組合：處理時延信息、隊(duì)列時延信息、 時鐘域不同造成的相差時延信息。
[0017] 結(jié)合本發(fā)明第一方面的以及第一方面的前四種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第五種可能的 實(shí)現(xiàn)方式中，所述數(shù)據(jù)包處理單元位于MAC層或者與MAC相連的隊(duì)列區(qū)。
[0018] 本發(fā)明的第二方面是提供一種時間戳生成方法，包括：
[0019] 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包或接收所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的高層發(fā)送的數(shù) 據(jù)包；
[0020] 所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)獲取所述數(shù)據(jù)包的物理層時延信息和非物理層時延信息；
[0021] 所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)識別所述數(shù)據(jù)包是否為精確時間同步協(xié)議PTP數(shù)據(jù)包，若是，則根 據(jù)所述物理層時延和所述非物理層時延生成精確時間戳并改寫所述數(shù)據(jù)包中的時間戳字 段。
[0022] 結(jié)合本發(fā)明第二方面，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收其他網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包；或者，接收所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的高層發(fā)送的數(shù)據(jù)包，包括：
[0023] 所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收所述高層發(fā)送的數(shù)據(jù)包，則所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)獲取所述數(shù)據(jù)的物理 層時延信息為歷史物理層時延信息；所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)獲取所述數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理層-非物理層 接口時間點(diǎn)和所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中精確時間戳生成時間點(diǎn)之間的非物理層時延信息為歷史非 物理層時延信息；所述歷史物理層時延信息為所述數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的物理層時延 信息；所述非物理層時延信息為所述數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的非物理層時延信息；
[0024] 對應(yīng)，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)所述物理層時延和所述非物理層時延生成精確時間戳 并改寫所述數(shù)據(jù)包中的時間戳字段包括：根據(jù)所述歷史物理層時延信息和所述歷史非物理 層時延信息預(yù)測生成所述精確時間戳并改寫所述數(shù)據(jù)包中的時間戳字段。
[0025] 結(jié)合本發(fā)明第二方面以及第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在第二種可能的 實(shí)現(xiàn)方式中，所述物理層時延信息包括以下任意一種或多種時延信息的組合：固定時延信 息、恢復(fù)時鐘與本地時鐘不匹配造成的動態(tài)細(xì)粒度時延信息、碼組對齊時延信息、存儲模塊 讀寫時延信息、數(shù)據(jù)速率匹配模塊時延信息。
[0026] 所述非物理層時延信息為所述數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理層-非物理層接口時間點(diǎn)和所述 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中精確時間戳生成時間點(diǎn)之間的時延信息，包括所述數(shù)據(jù)包在非物理層的以下任 意一種或多種時延信息的組合：處理時延信息、隊(duì)列時延信息、時鐘域不同造成的相差時延 信息。
[0027] 本發(fā)明的第三個方面是提供一種通信系統(tǒng)，包括上述第一方面以及第一方面各可 能的實(shí)現(xiàn)方式中任一一項(xiàng)所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
[0028] 本實(shí)施例提供的時間戳生成方法、裝置及系統(tǒng)，通過物理層收發(fā)單元從數(shù)據(jù)包處 理單元接收數(shù)據(jù)包并發(fā)送至其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；或者，從其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)包并發(fā)送至數(shù) 據(jù)包處理單元，物理層時延獲取單元獲取數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理層收發(fā)單元的物理層時延信息， 并將物理層時延信息提供給數(shù)據(jù)包處理單元；非物理層時延獲取單元獲取數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理 層-非物理層接口時間點(diǎn)和數(shù)據(jù)包處理單元中精確時間戳生成時間點(diǎn)之間的非物理層時 延信息，并將非物理層時延信息提供給數(shù)據(jù)包處理單元。同時數(shù)據(jù)包處理單元接收物理層 收發(fā)單元或高層發(fā)送的數(shù)據(jù)包，并識別數(shù)據(jù)包是否為精確時間同步協(xié)議PTP數(shù)據(jù)包，若是， 則數(shù)據(jù)包處理單元根據(jù)物理層時延獲取單元和非物理層時延獲取單元生成精確時間戳并 改寫數(shù)據(jù)包中的時間戳字段。實(shí)現(xiàn)時間戳依據(jù)物理層時延信息以及非物理層時延信息對時 間戳進(jìn)行補(bǔ)償，有效提高了時間戳的精確度，提高整個通信網(wǎng)絡(luò)的時間同步精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0030] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的工作原理示意圖；
[0033] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口應(yīng)用示意圖；
[0034] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例三提供的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的工作原理示意圖；
[0035] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例四提供的一種基于IEEE1588V2時間同步協(xié)議的精確時間時 間同步通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例五提供的時間戳生成方法的流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0038] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包 括：物理層收發(fā)單元10,數(shù)據(jù)包處理單元12,物理層時延獲取單元11，非物理層時延獲取單 元13 ;
[0039] 物理層收發(fā)單元10,用于向所述數(shù)據(jù)包處理單元發(fā)送數(shù)據(jù)包；
[0040] 具體地，用于從數(shù)據(jù)包處理單元12接收數(shù)據(jù)包并發(fā)送至其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；或者，用 于從其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)包并發(fā)送至數(shù)據(jù)包處理單元12 ;
[0041] 數(shù)據(jù)包處理單元12,用于接收物理層收發(fā)單元10或高層發(fā)送的數(shù)據(jù)包，并識別數(shù) 據(jù)包是否為精確時間同步協(xié)議PTP數(shù)據(jù)包，若是，則數(shù)據(jù)包處理單元12根據(jù)物理層時延獲 取單元11和非物理層時延獲取單元13生成精確時間戳并改寫數(shù)據(jù)包中的時間戳字段；
[0042] 物理層時延獲取單元11，用于獲取數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理層收發(fā)單元10的物理層時延 信息，并將物理層時延信息提供給數(shù)據(jù)包處理單元12 ;
[0043] 非物理層時延獲取單元13,用于獲取數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理層-非物理層接口時間點(diǎn)和 數(shù)據(jù)包處理單元12中精確時間戳生成時間點(diǎn)之間的非物理層時延信息，并將非物理層時 延信息提供給數(shù)據(jù)包處理單元12。
[0044] 參照圖1，物理層收發(fā)單元10與數(shù)據(jù)包處理單元12可以通過現(xiàn)有介質(zhì)無關(guān)接口 /媒體獨(dú)立接口（Media Independent Interface,簡稱：MII)連接，即物理層-非物理層接 口。物理層收發(fā)單元10將數(shù)據(jù)包從物理層傳送給數(shù)據(jù)包處理單元12,或者接收由高層發(fā) 送的數(shù)據(jù)包，例如，高層可以為該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的媒體訪問控制（Media Access Control,簡稱： MAC)層、操作（Operating System,簡稱0S)層以及應(yīng)用層。物理層時延獲取單元11則可 以通過一個獨(dú)立的物理層-非物理層接口，與數(shù)據(jù)包處理單元12連接，將物理層時延獲取 單元11獲取到的數(shù)據(jù)包在物理層收發(fā)單元10的物理層時延信息通過該獨(dú)立的物理層-非 物理層接口傳送給數(shù)據(jù)包處理單元12。需要說明的是，該獨(dú)立的物理層-非物理層接口可 以與原有用于傳輸數(shù)據(jù)包的MII接口配合和兼容，并且獨(dú)立的物理層-非物理層接口與MII 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的本地時鐘同步，實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立的物理層-非物理層接口與MII接口 傳輸數(shù)據(jù)的同步。這樣節(jié)省接口連線資源，以較小的代價(jià)即可實(shí)現(xiàn)物理層與MAC層的時延 信息傳輸。
[0045] 其中，數(shù)據(jù)包處理單元12以及非物理層時延獲取單元13可以設(shè)置在物理層和MAC 層之間，或者，設(shè)置在MAC層。數(shù)據(jù)包處理單元12接收到物理層時延獲取單元11發(fā)送的物 理層時延信息，又接收到非物理層時延獲取單元13發(fā)送的非物理層時延信息，因此，同時 根據(jù)物理層時延信息和非物理層時延信息對PTP數(shù)據(jù)包進(jìn)行時延補(bǔ)償生成精確時間戳。需 要說明的是，物理層收發(fā)單元10接收的數(shù)據(jù)包均為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，因此，物理層時延獲取 單元11獲取的物理層時延信息為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的物理層時延信息，只有通過數(shù)據(jù)包處理 單元12識別到多個以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包中某一個為PTP數(shù)據(jù)包時，數(shù)據(jù)包處理單元12根據(jù)確定 的PTP數(shù)據(jù)包以及與之對應(yīng)的物理層時延信息和非物理層時延信息生成精確時間戳，并對 該P(yáng)TP數(shù)據(jù)包進(jìn)行時延補(bǔ)償。
[0046] 另外，在一種實(shí)施場景下，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為發(fā)送節(jié)點(diǎn)，則該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)需要將高層，例 如MAC層，處理過的數(shù)據(jù)包經(jīng)物理層提供給其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，在物理層將數(shù)據(jù)包發(fā)送之前，數(shù) 據(jù)包處理單元12若識別到某一以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包為PTP數(shù)據(jù)包，則該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)需要對該P(yáng)TP數(shù) 據(jù)包添加時間戳；另一種實(shí)施場景下，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為接收節(jié)點(diǎn)，則該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收其他網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)發(fā)送的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，這些以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包首先通過該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的物理層處理，進(jìn)而通 過該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的其他高層，例如MAC層進(jìn)行處理，在物理層處理后，數(shù)據(jù)包處理單元12會對 這些以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包進(jìn)行識別，若識別到某一以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包為PTP數(shù)據(jù)包，則需要對該P(yáng)TP數(shù) 據(jù)包添加時間戳。
[0047] 另外，上述物理層收發(fā)單元10、物理層時延獲取單元11與數(shù)據(jù)包處理單元12,非 物理層延時獲取單元13通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的本地時鐘實(shí)現(xiàn)同步。
[0048] 本實(shí)施例提供的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，通過物理層收發(fā)單元從數(shù)據(jù)包處理單元接收數(shù)據(jù)包并 發(fā)送至其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；或者，從其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)包并發(fā)送至數(shù)據(jù)包處理單元，物理層 時延獲取單元獲取數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理層收發(fā)單元的物理層時延信息，并將物理層時延信息提 供給數(shù)據(jù)包處理單元；非物理層時延獲取單元獲取數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理層-非物理層接口時間 點(diǎn)和數(shù)據(jù)包處理單元中精確時間戳生成時間點(diǎn)之間的非物理層時延信息，并將非物理層時 延信息提供給數(shù)據(jù)包處理單元。同時數(shù)據(jù)包處理單元接收物理層收發(fā)單元或高層發(fā)送的數(shù) 據(jù)包，并識別數(shù)據(jù)包是否為精確時間同步協(xié)議PTP數(shù)據(jù)包，若是，則數(shù)據(jù)包處理單元根據(jù)物 理層時延獲取單元和非物理層時延獲取單元生成精確時間戳并改寫數(shù)據(jù)包中的時間戳字 段。實(shí)現(xiàn)依據(jù)物理層時延信息以及非物理層時延信息對時間戳進(jìn)行補(bǔ)償，有效提高了時間 戳的精確度，提高整個通信網(wǎng)絡(luò)的時間同步精度。
[0049] 進(jìn)一步的，在圖1提供的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的網(wǎng)絡(luò)節(jié) 點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，數(shù)據(jù)包處理單元12包括；數(shù)據(jù)包識別子單元121、時間戳生成 改寫子單元122 ;
[0050] 數(shù)據(jù)包識別子單元121，用于接收物理層收發(fā)單元10或高層發(fā)送的數(shù)據(jù)包，并識 別數(shù)據(jù)包是否為精確時間同步協(xié)議PTP數(shù)據(jù)包；
[0051] 若是，則時間戳生成改寫子單元122,用于根據(jù)物理層時延獲取單元11和非物理 層時延獲取單元11生成精確時間戳并改寫數(shù)據(jù)包中的時間戳字段。
[0052] 以下分別以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為接收節(jié)點(diǎn)、以及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為發(fā)送節(jié)點(diǎn)進(jìn)行說明。
[0053] 在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為接收節(jié)點(diǎn)，接收其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包時，S卩，數(shù)據(jù)包 方向是該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的物理層向該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的高層，例如MAC層。圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提 供的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的工作原理示意圖，如圖3所示，物理層收發(fā)單元10接收到的數(shù)據(jù)包由網(wǎng)絡(luò) 中其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送，而物理層時延獲取單元11獲取的物理層時延信息包括：物理層收發(fā) 單元10接收數(shù)據(jù)包中每個數(shù)據(jù)的時延信息。如圖3所示，物理層時延獲取單元11具體包 括：固定時延獲取單元110、動態(tài)精確時延獲取單元111、動態(tài)粗粒度時延獲取單元112、物 理層時延獲取子單元113。其中，固定時延獲取單元110用于獲取物理層收發(fā)單元10中相 關(guān)模塊產(chǎn)生的固定時延信息；動態(tài)精確時延獲取單元111用于獲取物理層收發(fā)單元10中相 關(guān)模塊產(chǎn)生的動態(tài)精確時延信息；動態(tài)粗粒度時延獲取單元112用于獲取物理層收發(fā)單元 10中相關(guān)模塊產(chǎn)生的動態(tài)粗粒度時延信息。物理層時延獲取子單元113接收上述固定時延 信息、動態(tài)精確時延信息以及動態(tài)粗粒度時延信息并將其加合為物理層時延信息，提供給 時間戳生成改寫子單元122。時間戳生成改寫子單元122可以根據(jù)數(shù)據(jù)包識別子單元121 提供的PTP確認(rèn)指示信息以及時間戳生成改寫子單元122接收到的物理層時延信息和非物 理層時延信息來生成PTP數(shù)據(jù)包的精確時間戳。對于固定時延信息、動態(tài)精確時延信息以 及動態(tài)粗粒度時延信息將在下文中的實(shí)施例中進(jìn)行詳細(xì)說明，此處不再贅述。
[0054] 具體的，圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口應(yīng)用示意圖，如圖4所示，獨(dú) 立的接口為物理層和非物理層之間傳輸物理層時延信息的接口，獨(dú)立的物理層-非物理層 接口可以采用較為簡單的方式來實(shí)現(xiàn)，例如，與MII接口數(shù)據(jù)配合使用，獨(dú)立的物理層-非 物理層接口可以采用一根數(shù)據(jù)線來實(shí)現(xiàn)，如圖4所示，MII接口中與本發(fā)明相關(guān)的包括：RX_ CLK表不接收時鐘，RXD(receive data)表不接收數(shù)據(jù)。其中，SFD(Start Frame Delimiter) 表示巾貞起始，F(xiàn)CS(Frame Check Sequence)表示位于巾貞尾的巾貞校驗(yàn)，Preamble為用來輔助 PHY層接收數(shù)據(jù)的前導(dǎo)信號。
[0055] 進(jìn)一步地，參照圖3,在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為接收節(jié)點(diǎn)，接收其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的以太網(wǎng) 數(shù)據(jù)包時，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過非物理層時延獲取單元13對以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包中的每個幀的起始點(diǎn) 的時延信息進(jìn)行實(shí)時測量獲得物理層時延信息，物理層時延信息以lbit串行時延數(shù)據(jù)的 方式通過獨(dú)立的物理層-非物理層接口提供給非物理層的時間戳生成改寫子單元122。串 行時延數(shù)據(jù)與MII接口的數(shù)據(jù)和時鐘是對齊的，其中，與SFD對應(yīng)的物理層時延信息為比 特" 1"，表示與每個數(shù)據(jù)幀對應(yīng)的物理層時延信息的起始；與數(shù)據(jù)對應(yīng)的比特"0"或" 1"表 示本數(shù)據(jù)幀起始點(diǎn)時刻（SFD)的接收時延信息的數(shù)據(jù)；與FCS和Preamble對應(yīng)的物理層 時延信息為比特"〇"，表示本幀物理層時延信息的終止。這種接口設(shè)計(jì)只需要一根物理數(shù) 據(jù)線，既和MII接口或lOGbps以太網(wǎng)連接單兀接口（lOGbps Ethernet Attachment Unit Interface,簡稱：XAUI接口）標(biāo)準(zhǔn)相兼容，又節(jié)省接口連線資源，以較小的代價(jià)即可實(shí)現(xiàn)物 理層到高層的時延信息傳輸，例如MAC層。進(jìn)一步的，由于通過獨(dú)立的物理層-非物理層接 口的物理層時延信息與MII接口的數(shù)據(jù)和時鐘是對齊的，物理層收發(fā)單元10可以根據(jù)每一 個時鐘周期內(nèi)的數(shù)據(jù)包與物理層時延信息的對應(yīng)關(guān)系，時間戳生成改寫子單元122可以根 據(jù)數(shù)據(jù)包識別子單元121提供的PTP確認(rèn)指示信息以及時間戳生成改寫子單元122接收到 的物理層時延信息和非物理層時延信息來生成PTP數(shù)據(jù)包的精確時間戳。具體的，數(shù)據(jù)包 識別子單元121對每個以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包進(jìn)行判斷是否為PTP數(shù)據(jù)包，判斷過程會產(chǎn)生動態(tài)時 延，無論是不是PTP數(shù)據(jù)包，物理層時延獲取單元11會計(jì)算每個以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的物理層時 延信息，非物理層時延獲取單元13獲取以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理層至非物理層接口時間點(diǎn) 和數(shù)據(jù)包處理單元12中精確時間戳生成時間點(diǎn)之間的非物理層時延信息，并由時間戳生 成改寫子單元122將非物理層時延信息與物理層送來的物理層時延信息進(jìn)行相加獲得總 時延信息。當(dāng)確定為PTP數(shù)據(jù)包時，數(shù)據(jù)包識別子單元121發(fā)送一個觸發(fā)信息給時間戳生 成改寫子單元122,時間戳生成改寫子單元122利用這個觸發(fā)信息，讀取與之相對應(yīng)的總時 延信息，并作為時間戳的基準(zhǔn)生成精確時間戳，如果不是PTP數(shù)據(jù)包，則時間戳生成改寫子 單元122對獲得的總時延信息不予使用。例如，第6個周期為PTP數(shù)據(jù)包，則對應(yīng)第6個周 期內(nèi)的接收時延信息為該P(yáng)TP數(shù)據(jù)包的物理層時延信息，最后時間戳生成單元根據(jù)PTP數(shù) 據(jù)包的物理層時延信息和非物理層時延信息生成PTP數(shù)據(jù)包的精確時間戳。
[0056] 在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為發(fā)送節(jié)點(diǎn)，向其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包時，S卩，數(shù)據(jù)包方向是該網(wǎng) 頁節(jié)點(diǎn)的高層，例如MAC層向物理層。參照圖2,數(shù)據(jù)包識別子單元121接收高層發(fā)送的數(shù) 據(jù)包，則物理層時延獲取單元11獲取數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理層收發(fā)單元10的物理層時延信息為 歷史物理層時延信息；非物理層時延獲取單元11獲取數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理層-非物理層接口時 間點(diǎn)和數(shù)據(jù)包處理單元12中精確時間戳生成時間點(diǎn)之間的非物理層時延為歷史非物理層 時延信息。則時間戳生成改寫子單元122根據(jù)物理層時延獲取單元11獲取的歷史物理層 時延信息和非物理層時延獲取單元11獲取的歷史非物理層時延信息預(yù)測生成精確時間戳 并改寫數(shù)據(jù)包中的時間戳字段。
[0057] 歷史物理層時延信息為數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的物理層時延信息；非物理層時 延信息為數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的非物理層時延信息。
[0058] 具體的，圖5為本發(fā)明實(shí)施例三提供的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的工作原理示意圖，如圖5所示， 物理層收發(fā)單元10在物理層接收到的數(shù)據(jù)包由MAC層發(fā)送。與圖2類似，物理層時延獲取 單元11具體包括：固定時延獲取單元110、動態(tài)精確時延獲取單元111、動態(tài)粗粒度時延獲 取單元112、物理層時延獲取子單元113。上述單元功能也與實(shí)施例二中功能類似，此處不 再贅述。物理層時延獲取單元11獲取的物理層時延信息包括：物理層收發(fā)單元10接收數(shù) 據(jù)包中每個數(shù)據(jù)的時延信息。
[0059] 物理層收發(fā)單元10在物理層接收到的數(shù)據(jù)包由該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的高層，例如MAC層 發(fā)送，則時間戳生成改寫子單元122具體用于：物理層時延獲取單元11會計(jì)算每個以太網(wǎng) 數(shù)據(jù)包的物理層時延信息，非物理層時延獲取單元13獲取以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理層至非 物理層接口時間點(diǎn)和數(shù)據(jù)包處理單元12中精確時間戳生成時間點(diǎn)之間的非物理層時延信 息，由時間戳生成改寫子單元122將非物理層時延信息與物理層送來的物理層時延信息進(jìn) 行相加獲得總時延信息。需要說明的是，本實(shí)施例中上述物理層時延信息為歷史物理層時 延信息，上述非物理層時延信息為歷史非物理層時延信息。攜帶有時間戳的PTP數(shù)據(jù)包提 供給物理層收發(fā)單元10,最終通過物理層提供給其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
[0060] 具體的，例如，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)向其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送10個數(shù)據(jù)包，其中，第6個數(shù)據(jù)包為 PTP數(shù)據(jù)包，當(dāng)數(shù)據(jù)包識別子單元121對該P(yáng)TP數(shù)據(jù)包進(jìn)行識別時，前5個數(shù)據(jù)包已經(jīng)由MAC 層提供給物理層收發(fā)單元10,此時物理層時延獲取單元11可以根據(jù)上述5個數(shù)據(jù)包獲得 物理層時延信息，并將該物理層時延信息提供給時間戳生成改寫子單元122,時間戳生成改 寫子單元122接收物理層時延信息、以及接收非物理層時延獲取單元13獲取到的PTP數(shù)據(jù) 包非物理層時延信息。進(jìn)一步的，時間戳生成改寫子單元122根據(jù)PTP數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)?數(shù)據(jù)包的時延信息（即歷史物理層時延信息）和非物理層時延信息（即歷史非物理層時延信 息)，時間戳生成改寫子單元122根據(jù)歷史物理層時延信息以及歷史非物理層時延信息生成 PTP數(shù)據(jù)包的精確時間戳。
[0061] 其中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的物理層收發(fā)單元10包含PMA子單元和PCS子單元：PMA子單元包 含輸入緩存器（input buffer)、均衡器（Equalizer)、增益控制器（Gain Controller)、時鐘 數(shù)據(jù)恢復(fù)器（CDR)、串并轉(zhuǎn)換器（Deserializer)等模塊；PCS子單元包含字符校準(zhǔn)器（Word Aligner)、速率匹配 FIFO (Rate-Match FIFO)、解碼器（如，10B/8B 解碼器或 66B/64B 解碼 器）、相位補(bǔ)償FIFO (Phase Compensation FIFO)等模塊。物理層時延獲取單元11根據(jù)物 理層收發(fā)單元10提供的時延指示信息來計(jì)算物理層PMA子單元和PCS子單元的固定時延、 動態(tài)粗粒度時延以及動態(tài)細(xì)粒度時延，并通過獨(dú)立的物理層-非物理層接口（Interface) 提供物理層時延信息給時間戳生成改寫子單元122來計(jì)算精確時延并生成精確時間戳，時 間戳生成改寫子單元122將生成的精確時間戳寫入PTP數(shù)據(jù)包。首先，通過數(shù)據(jù)包識別子 單元121對PTP數(shù)據(jù)包的進(jìn)行識別，同時，由非物理層時延獲取單元11獲取數(shù)據(jù)包經(jīng)過物 理層-非物理層接口時間點(diǎn)和數(shù)據(jù)包處理單元12中精確時間戳生成時間點(diǎn)之間的非物理 層時延信息，并將非物理層時延信息提供給數(shù)據(jù)包處理單元12中的時間戳生成改寫子單 元122,并找出PTP數(shù)據(jù)包中時間戳信息的位置。當(dāng)數(shù)據(jù)包被判斷是PTP數(shù)據(jù)包時，則時間 戳生成改寫子單元122根據(jù)獨(dú)立的物理層-非物理層接口（Interface)提供的物理層時延 信息（即歷史物理層時延信息)，以及非物理層時延獲取單元13計(jì)算和測量的非物理層時延 信息（即歷史非物理層時延信息)來進(jìn)行時間戳生成，并由時間戳生成單元14將生成的時間 戳寫入相應(yīng)的PTP數(shù)據(jù)包。
[0062] 對于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為發(fā)送節(jié)點(diǎn)的場景，PTP數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的時延信息為： PTP數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)淖詈笠粋€數(shù)據(jù)包的時延信息；或者，PTP數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù) 包的平均時延信息。需要說明的是，PTP數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包在經(jīng)過物理層收發(fā)單元 10處理時產(chǎn)生的時延具有平滑性，即不同數(shù)據(jù)包之間其對應(yīng)的時延變化差異較小，因此對 于PTP數(shù)據(jù)包的物理層時延信息，可以根據(jù)PTP數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的時延信息獲得， 即歷史物理層時延信息，具體的，可以通過兩種方式，即PTP數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)淖詈笠粋€數(shù) 據(jù)包的時延信息；或者，PTP數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)包的平均時延信息。類似的，在網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為發(fā)送節(jié)點(diǎn)的場景，非物理層時延獲取單元13獲取數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理層-非物理層 接口時間點(diǎn)和數(shù)據(jù)包處理單元12中精確時間戳生成時間點(diǎn)之間的非物理層時延，也可以 是PTP數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的非物理層時延信息，即歷史非物理層時延信息。
[0063] 進(jìn)一步的，參照圖1、圖2及圖5,需要說明的是，該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的高層，例如MAC層向 物理層發(fā)送數(shù)據(jù)包之前，首先，由數(shù)據(jù)包識別單元12進(jìn)行PTP數(shù)據(jù)包識別和處理以及時間 戳信息位置判斷，同時非物理層時延獲取單元13獲取數(shù)據(jù)包經(jīng)過非物理層接口-物理層時 間點(diǎn)和數(shù)據(jù)包處理單元12中精確時間戳生成時間點(diǎn)之間的非物理層時延信息，并將非物 理層時延信息提供給數(shù)據(jù)包處理單元12中的時間戳生成改寫子單元122,物理層的接收延 時信息由物理層時延獲取單元11根據(jù)物理層收發(fā)單元10提供的物理層時延信息（即歷史 物理層時延信息)來進(jìn)行時延預(yù)測計(jì)算，并通過獨(dú)立的物理層-非物理層接口提供給時間戳 生成改寫子單元122,當(dāng)數(shù)據(jù)包識別單元12確定該數(shù)據(jù)包是PTP數(shù)據(jù)包時，時間戳生成改 寫子單元122根據(jù)物理層時延獲取單元11測得的物理層時延信息和非物理層時延獲取單 元13計(jì)算和測量的數(shù)據(jù)包非物理層時延信息生成精確時間戳，并由時間戳生成改寫子單 元122將生成的精確時間戳寫入相應(yīng)的PTP數(shù)據(jù)包。
[0064] 對于上述各實(shí)施例，物理層時延獲取單元11獲取的數(shù)據(jù)包在物理層收發(fā)單元10 的物理層時延信息包括以下任意一種或多種時延信息的組合：固定時延信息、恢復(fù)時鐘與 本地時鐘不匹配造成的動態(tài)細(xì)粒度時延信息、碼組對齊時延信息、存儲模塊讀寫時延信息、 數(shù)據(jù)速率匹配模塊時延信息。
[0065] 通常來說，上述時延信息，是從物理層通道對所述數(shù)據(jù)包的處理過程得到的。
[0066] 需要說明的是，物理層產(chǎn)生的時延可分為固定時延、動態(tài)粗粒度時延和動態(tài)細(xì)粒 度時延。
[0067] 其中，固定延時信息是指網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的物理層收發(fā)單元10在處理過程中相對固定、 不隨時間變化或變化可以忽略的時延，例如，接收信號進(jìn)入器件的輸入緩存器帶來的固定 時延，以及信號經(jīng)固定長度的乘加均衡濾波操作帶來的固定處理時鐘周期時延等?？筛鶕?jù) 物理層中模塊的器件特性或參數(shù)直接求得，例如，固定抽頭的均衡器以及10B/8B解碼器； 或采用仿真工具進(jìn)行時延仿真或直接測量得到，例如，輸入緩存器（Input Buffer)可通過 查詢硬件參數(shù)或通過時延仿真信息得到。
[0068] 動態(tài)粗粒度時延包括：存儲模塊讀寫時延信息、數(shù)據(jù)速率匹配模塊時延信息。動 態(tài)粗粒度時延是指信號在處理過程中使用的數(shù)倍處理時鐘（如125MHz)周期數(shù)并不固定， 而是動態(tài)變化的，例如，由信號處理過程中先入先出緩存器（FIFO/Buf f er )讀寫操作造成的 非固定整數(shù)倍時鐘周期時延，即存儲模塊讀寫時延信息；以及由于收發(fā)數(shù)據(jù)速率不匹配引 起的非固定整數(shù)倍處理時鐘周期延時，即數(shù)據(jù)速率匹配模塊時延信息等；并且，動態(tài)粗粒度 時延可以由物理層各引入動態(tài)延時的模塊，輸出的動態(tài)調(diào)整信息來計(jì)算，例如，在MII接口 中，在相鄰數(shù)據(jù)包之間會發(fā)送空閑（IDLE)字段，來進(jìn)行填充，收發(fā)通道中的Rate Match模 塊會根據(jù)數(shù)據(jù)速率情況增加或刪除部分IDLE字段，這時就會造成動態(tài)粗粒度時延（整數(shù)周 期）。
[0069] 動態(tài)精確時延是由于收發(fā)通道模塊用到的不同時鐘的相位差所引起的，具體指， 指由于處理時鐘速率或相位不匹配造成的小于一個時鐘處理周期的精細(xì)時延，例如，由于 字校準(zhǔn)（Word Alignment)操作引入的隨機(jī)比特滑動造成的動態(tài)分?jǐn)?shù)倍時鐘周期延時，即 串行數(shù)據(jù)滑碼時延信息；物理層收發(fā)各模塊的處理時鐘有部分是使用時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)（Clock and Data Recovery，簡稱：CDR)恢復(fù)時鐘（Recover Clock)，有部分是使用本地時鐘（Local Clock)，這兩個時鐘之間會造成不匹配，當(dāng)⑶R恢復(fù)時鐘進(jìn)行FIFO數(shù)據(jù)寫入操作，而用本 地時鐘進(jìn)行FIFO數(shù)據(jù)讀出操作，此時讀出的數(shù)據(jù)和寫入的數(shù)據(jù)存在不固定的相位差，這些 相位差通常包含小于一個時鐘處理周期（如處理時鐘125MHz，一個周期為8納秒）的動態(tài) 時延，即恢復(fù)時鐘與本地時鐘不匹配造成的動態(tài)細(xì)粒度時延信息。具體可以通過BangBang 鑒相器或雙混頻時差（Dual Mixer Time Difference，簡稱：DMTD)鑒相方法來測量。動態(tài) 細(xì)粒度延時可以利用產(chǎn)生動態(tài)延時的異步時鐘進(jìn)行鑒相計(jì)算來獲得，或通過字校準(zhǔn)（Word Align)模塊在產(chǎn)生比特滑碼時輸出滑碼指示信息來進(jìn)行時延計(jì)算。
[0070] 進(jìn)一步的，物理層時延信息以包括32個比特位的串行數(shù)據(jù)表示，其中，32個比特 位中的高16個比特位用于表示固定時延信息、存儲模塊讀寫時延信息、數(shù)據(jù)速率匹配模塊 時延信息，32個比特位中的低16個比特位用于表示恢復(fù)時鐘與本地時鐘不匹配造成的動 態(tài)細(xì)粒度時延信息、串行數(shù)據(jù)滑碼時延信息。并且，32個比特位中的高16個比特位用于表 示時延信息的整數(shù)倍納秒（ns)部分，所述32個比特位中的低16個比特位用于表示時延信 息的整數(shù)倍皮秒（ps)部分，例如延時信息為8. 001ns，則可表示為（0000_0000_0000_1000_ 0000_0000_0000_0001) 2。
[0071] 進(jìn)一步的，非物理層時延獲取單元11獲取的數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理層-非物理層接口時 間點(diǎn)和數(shù)據(jù)包處理單元12中時間戳生成時間點(diǎn)之間的時延信息，S卩非物理層時延信息包 括數(shù)據(jù)包在非物理層的以下任意一種或多種時延信息的組合：處理時延信息、隊(duì)列時延信 息、時鐘域不同造成的相差時延信息。
[0072] 需要說明的是，對于上述各實(shí)施例，數(shù)據(jù)包處理單元12位于MAC層或者與MAC相 連的隊(duì)列區(qū)。其中MAC相連的隊(duì)列區(qū)為該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中與MAC相連的緩存器、寄存器等緩存 寄存操作區(qū)。
[0073] 本文上述實(shí)施例中描述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可用于各種采用1588協(xié)議進(jìn)行時間同步的 通信系統(tǒng)，例如當(dāng)前2G，3G通信系統(tǒng)和下一代通信系統(tǒng)，例如全球移動通信系統(tǒng)（GSM， Global System for Mobile communications),石馬分多址（CDMA, Code Division Multiple Access)系統(tǒng)，時分多址（TDMA，Time Division Multiple Access)系統(tǒng)，寬帶碼分多 址（WCDMA， Wideband Code Division Multiple Access Wireless)，頻分多址（FDMA, Frequency Division Multiple Addressing)系統(tǒng)，正交頻分多址（OFDMA，Orthogonal Frequency-Division Multiple Access)系統(tǒng)，單載波 FDMA (SC-FDMA)系統(tǒng)，通用分組無線 業(yè)務(wù)（GPRS，General Packet Radio Service)系統(tǒng)，長期演進(jìn)（LTE，Long Term Evolution) 系統(tǒng)，以及其他此類通信系統(tǒng)或者需要精確時間同步的工業(yè)控制系統(tǒng)，交通控制系統(tǒng)時間 同步，雷達(dá)及航空網(wǎng)絡(luò)的精確時間同步等領(lǐng)域。
[0074] 下面通過具體的實(shí)施例對采用上述實(shí)施例中描述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信系統(tǒng)進(jìn)行說 明，圖6為本發(fā)明實(shí)施例四提供的一種基于IEEE1588V2時間同步協(xié)議的精確時間時間同步 通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以應(yīng)用在需要精確時間戳的時間 同步系統(tǒng)，例如基于IEEE1588V2時間同步協(xié)議的精確時間時間同步通信系統(tǒng)，如圖6所示， 其由控制中心1、核心交換機(jī)2、匯聚交換機(jī)3、接入交換機(jī)4、終端設(shè)備5組成?？蓪?shí)現(xiàn)每個 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的時間同步，以及整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的時間同步?？刂浦行?作為主時鐘提供端，產(chǎn) 生精確的時間戳，時間戳通過PTP數(shù)據(jù)包經(jīng)過各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，如圖6中所示：核心交換機(jī)2、匯 聚交換機(jī)3、接入交換機(jī)4。各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過上述實(shí)施例中的各個模塊，根據(jù)接收到的精確 時間戳信息以及PTP數(shù)據(jù)包來使得本地時間（時鐘）和主時鐘端時間（時鐘）精確同步。 作為中間節(jié)點(diǎn)的核心交換機(jī)2、匯聚交換機(jī)3、接入交換機(jī)1均記錄進(jìn)入本節(jié)點(diǎn)和離開本節(jié) 點(diǎn)的精確時間并生成精確時間戳信息，并且通過上述實(shí)施例有效地避免各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在物理 層和MAC層處理時產(chǎn)生的時延，通信網(wǎng)絡(luò)中每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都支持高精度時間戳生成，則整 個通信系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)高精度的時間同步。
[0075] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例五提供的時間戳生成方法的流程示意圖，如圖6所示，包括如 下步驟：
[0076] S100,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包或接收高層發(fā)送的數(shù)據(jù)包。
[0077] 具體的，本實(shí)施例中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，可以作為接收節(jié)點(diǎn)接收其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù) 據(jù)包，也可作為發(fā)送節(jié)點(diǎn)，向其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包。在作為發(fā)送節(jié)點(diǎn)時，該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的 物理層首先需要接收該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的高層，例如MAC層、0S層、應(yīng)用層等，發(fā)送的需要發(fā)送給 其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包。
[0078] S101，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)包的物理層時延信息和非物理層時延信息。
[0079] 具體的，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)包的物理層時延信息和非物理層時延信息，可以通過 在物理層設(shè)置物理層時延獲取單元對物理層進(jìn)行測量得到物理層時延信息，類似的，在非 物理層，設(shè)置非物理層時延獲取單元獲得非物理層時延信息。詳細(xì)的方案可以參照本發(fā)明 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的各實(shí)施例，此處不再贅述。
[0080] S102,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)識別數(shù)據(jù)包是否為精確時間同步協(xié)議PTP數(shù)據(jù)包，若是，則根據(jù)物 理層時延和非物理層時延生成精確時間戳并改寫數(shù)據(jù)包中的時間戳字段。
[0081] 本實(shí)施例提供的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包；或者， 接收所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的高層發(fā)送的數(shù)據(jù)包。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)包的物理層時延信息和非物理 層時延信息。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)識別數(shù)據(jù)包是否為精確時間同步協(xié)議PTP數(shù)據(jù)包，若是，則根據(jù)物理 層時延和非物理層時延生成精確時間戳并改寫數(shù)據(jù)包中的時間戳字段。實(shí)現(xiàn)時間戳依據(jù)物 理層接收時延以及PTP數(shù)據(jù)包識別時延信息對時間戳進(jìn)行補(bǔ)償，有效提高了時間戳的精確 度，提高整個通信網(wǎng)絡(luò)的時間同步精度。
[0082] 進(jìn)一步的，對于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為發(fā)送節(jié)點(diǎn)時，圖7中S100具體包括：
[0083] 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收高層發(fā)送的數(shù)據(jù)包，則網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)的物理層時延信息為歷史 物理層時延信息；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理層-非物理層接口時間點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中精 確時間戳生成時間點(diǎn)之間的非物理層時延信息為歷史非物理層時延信息；
[0084] 則網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)歷史物理層時延信息和歷史非物理層時延信息預(yù)測生成精確時 間戳并改寫數(shù)據(jù)包中的時間戳字段。
[0085] 需要說明的是，PTP數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包在經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的物理層時產(chǎn)生的 時延具有平滑性，即不同數(shù)據(jù)包之間其對應(yīng)的時延變化差異較小，因此對于PTP數(shù)據(jù)包的 物理層時延信息，可以根據(jù)PTP數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的時延信息獲得，即歷史物理層 時延信息，具體的，可以通過兩種方式，即PTP數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)淖詈笠粋€數(shù)據(jù)包的時延信 息；或者，PTP數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)包的平均時延信息。類似的，在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為發(fā) 送節(jié)點(diǎn)的場景，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理層-非物理層接口時間點(diǎn)和數(shù)據(jù)包處理單元 12中精確時間戳生成時間點(diǎn)之間的非物理層時延信息，也可以是PTP數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)臄?shù) 據(jù)包的非物理層時延信息，即歷史非物理層時延信息。進(jìn)一步的，對于上述實(shí)施例，物理層 時延信息包括以下任意一種或多種時延信息的組合：固定時延信息、恢復(fù)時鐘與本地時鐘 不匹配造成的動態(tài)細(xì)粒度時延信息、碼組對齊時延信息、存儲模塊讀寫時延信息、數(shù)據(jù)速率 匹配模塊時延信息。其具體含義已在上文中進(jìn)行了詳細(xì)說明，此處不再贅述。
[0086] 非物理層時延信息為所述數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理層-非物理層接口時間點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 中精確時間戳生成時間點(diǎn)之間的時延，包括數(shù)據(jù)包在非物理層的以下任意一種或多種時延 信息的組合：處理時延信息、隊(duì)列時延信息、時鐘域不同造成的相差時延信息。
[0087] 對于上述實(shí)施例，圖7中S101、S102的功能是在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的MAC層或者與MAC相 連的隊(duì)列區(qū)實(shí)現(xiàn)的，其中MAC相連的隊(duì)列區(qū)為該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中與MAC相連的緩存器、寄存器等 緩存寄存操作區(qū)。
[0088] 進(jìn)一步的，對于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為接收節(jié)點(diǎn)、發(fā)送節(jié)點(diǎn)這兩種情況，下面通過具體的實(shí) 施例進(jìn)行說明。
[0089] 在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為接收節(jié)點(diǎn)，接收其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包時，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)物理層 時延信息中包括在物理層接收的數(shù)據(jù)包中每個數(shù)據(jù)的時延信息；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)包中識別 出精確時間同步協(xié)議PTP數(shù)據(jù)包，并獲取識別出PTP數(shù)據(jù)包的非物理層時延信息，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 根據(jù)物理層時延信息和非物理層時延信息生成PTP數(shù)據(jù)包的精確時間戳，并將精確時間戳 寫入PTP數(shù)據(jù)包中。
[0090] 具體的，可以參照上文圖3所提供的技術(shù)方案，此處不再贅述。
[0091] 若在物理層接收到的數(shù)據(jù)包由網(wǎng)絡(luò)中其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送，則網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)物理層 時延信息和非物理層時延信息生成PTP數(shù)據(jù)包的精確時間戳，具體為：
[0092] 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)包進(jìn)行識別過程中產(chǎn)生的PTP確認(rèn)指示信息以及物理層時延 信息和非物理層時延信息來生成PTP數(shù)據(jù)包的精確時間戳。
[0093] 在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為發(fā)送節(jié)點(diǎn)，向其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包時，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)物理層時延 信息中包括在物理層接收的數(shù)據(jù)包中每個數(shù)據(jù)的時延信息。
[0094] 若在物理層接收到的數(shù)據(jù)包由媒體接入MAC層發(fā)送，則網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)物理層時延 信息和非物理層時延信息生成PTP數(shù)據(jù)包的時間戳，具體為：
[0095] 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)包進(jìn)行識別過程中產(chǎn)生的ΡΤΡ確認(rèn)指示信息以及物理層時延 信息和非物理層時延信息來生成ΡΤΡ數(shù)據(jù)包的精確時間戳。
[0096] 具體的，可以參照上文圖5所提供的技術(shù)方案，此處不再贅述。
[0097] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)現(xiàn)上述各方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通 過程序指令相關(guān)的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中。該程 序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述各方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括：ROM、RAM、磁碟 或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
[〇〇98] 最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制； 盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其 依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征 進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技 術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于，包括：物理層收發(fā)單元，數(shù)據(jù)包處理單元，物理層時延 獲取單元，非物理層時延獲取單元； 所述物理層收發(fā)單元，用于向所述數(shù)據(jù)包處理單元發(fā)送數(shù)據(jù)包； 所述數(shù)據(jù)包處理單元，用于接收所述物理層收發(fā)單元或高層發(fā)送的所述數(shù)據(jù)包，并識 別所述數(shù)據(jù)包是否為精確時間同步協(xié)議PTP數(shù)據(jù)包，若是，則所述數(shù)據(jù)包處理單元根據(jù)所 述物理層時延獲取單元提供的物理層時延信息和所述非物理層時延獲取單元提供的非物 理層時延信息生成精確時間戳并改寫所述數(shù)據(jù)包中的時間戳字段； 所述物理層時延獲取單元，用于獲取所述數(shù)據(jù)包經(jīng)過所述物理層收發(fā)單元的所述物理 層時延信息，并將所述物理層時延信息提供給所述數(shù)據(jù)包處理單元； 所述非物理層時延獲取單元，用于獲取所述數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理層-非物理層接口時間點(diǎn) 和所述數(shù)據(jù)包處理單元中精確時間戳生成時間點(diǎn)之間的所述非物理層時延信息，并將所述 非物理層時延信息提供給所述數(shù)據(jù)包處理單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)包處理單元包括；數(shù)據(jù)包識 別子單元、時間戳生成改寫子單元； 所述數(shù)據(jù)包識別子單元，用于接收所述物理層收發(fā)單元或高層發(fā)送的所述數(shù)據(jù)包，并 識別所述數(shù)據(jù)包是否為精確時間同步協(xié)議PTP數(shù)據(jù)包； 所述時間戳生成改寫子單元，用于，在所述數(shù)據(jù)包識別子單元識別出所述數(shù)據(jù)包為精 確時間同步協(xié)議PTP數(shù)據(jù)包時，根據(jù)所述物理層時延獲取單元和所述非物理層時延獲取單 元生成精確時間戳并改寫所述數(shù)據(jù)包中的時間戳字段。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)包識別子單元接收所述高 層發(fā)送的所述數(shù)據(jù)包，則所述物理層時延獲取單元獲取所述數(shù)據(jù)包經(jīng)過所述物理層收發(fā)單 元的物理層時延信息為歷史物理層時延信息；所述非物理層時延獲取單元獲取所述數(shù)據(jù)包 經(jīng)過物理層-非物理層接口時間點(diǎn)和所述數(shù)據(jù)包處理單元中精確時間戳生成時間點(diǎn)之間 的非物理層時延為歷史非物理層時延信息；所述歷史物理層時延信息為所述數(shù)據(jù)包之前傳 輸?shù)臄?shù)據(jù)包的物理層時延信息；所述非物理層時延信息為所述數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的 非物理層時延信息； 則所述時間戳生成改寫單元，用于根據(jù)所述物理層時延獲取單元獲取的所述歷史物理 層時延信息和所述非物理層時延獲取單元獲取的所述歷史非物理層時延信息預(yù)測生成所 述精確時間戳并改寫所述數(shù)據(jù)包中的時間戳字段。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3任一一項(xiàng)所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述物理層時延獲取單 元獲取的所述數(shù)據(jù)包經(jīng)過所述物理層收發(fā)單元的所述物理層時延信息包括以下任意一種 或多種時延信息的組合：固定時延信息、恢復(fù)時鐘與本地時鐘不匹配造成的動態(tài)細(xì)粒度時 延信息、碼組對齊時延信息、存儲模塊讀寫時延信息、數(shù)據(jù)速率匹配模塊時延信息。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?3任一一項(xiàng)所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述非物理層時延獲取 單元獲取的所述數(shù)據(jù)包經(jīng)過所述物理層-非物理層接口時間點(diǎn)和所述數(shù)據(jù)包處理單元中 時間戳生成時間點(diǎn)之間的非物理層時延信息包括所述數(shù)據(jù)包在非物理層的以下任意一種 或多種時延信息的組合：處理時延信息、隊(duì)列時延信息、時鐘域不同造成的相差時延信息。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?5任一一項(xiàng)所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)包處理單元 12位于MAC層或者與MAC相連的隊(duì)列區(qū)。
7. -種時間戳生成方法，其特征在于，包括： 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包或接收所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的高層發(fā)送的數(shù)據(jù) 包； 所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)獲取所述數(shù)據(jù)包的物理層時延信息和非物理層時延信息； 所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)識別所述數(shù)據(jù)包是否為精確時間同步協(xié)議PTP數(shù)據(jù)包，若是，則根據(jù)所 述物理層時延和所述非物理層時延生成精確時間戳并改寫所述數(shù)據(jù)包中的時間戳字段。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的 數(shù)據(jù)包；或者，接收所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的高層發(fā)送的數(shù)據(jù)包，包括： 所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收所述高層發(fā)送的數(shù)據(jù)包，則所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)獲取所述數(shù)據(jù)的物理層時 延信息為歷史物理層時延信息；所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)獲取所述數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理層-非物理層接口 時間點(diǎn)和所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中精確時間戳生成時間點(diǎn)之間的非物理層時延信息為歷史非物理 層時延信息；所述歷史物理層時延信息為所述數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的物理層時延信 息；所述非物理層時延信息為所述數(shù)據(jù)包之前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的非物理層時延信息； 對應(yīng)，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)所述物理層時延和所述非物理層時延生成精確時間戳并改 寫所述數(shù)據(jù)包中的時間戳字段包括：根據(jù)所述歷史物理層時延信息和所述歷史非物理層時 延信息預(yù)測生成所述精確時間戳并改寫所述數(shù)據(jù)包中的時間戳字段。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述物理層時延信息包括以下任意一 種或多種時延信息的組合：固定時延信息、恢復(fù)時鐘與本地時鐘不匹配造成的動態(tài)細(xì)粒度 時延信息、碼組對齊時延信息、存儲模塊讀寫時延信息、數(shù)據(jù)速率匹配模塊時延信息。 所述非物理層時延信息為所述數(shù)據(jù)包經(jīng)過物理層-非物理層接口時間點(diǎn)和所述網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)中精確時間戳生成時間點(diǎn)之間的時延信息，包括所述數(shù)據(jù)包在非物理層的以下任意一 種或多種時延信息的組合：處理時延信息、隊(duì)列時延信息、時鐘域不同造成的相差時延信 肩、。
10. -種通信系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1?6任一一項(xiàng)項(xiàng)所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
【文檔編號】H04L29/06GK104113517SQ201310140394
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月22日
【發(fā)明者】趙國棟, 李波杰, 張錦芳 申請人:華為技術(shù)有限公司