專利名稱：一種基于時間偏移的同步狀態(tài)監(jiān)測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及1588v2時間同步的同步狀態(tài)監(jiān)測，具體說是一種基于時間偏移的同步狀態(tài)監(jiān)測方法。尤指一種1588v2時間同步的同步狀態(tài)監(jiān)測方法，能夠對光通信網(wǎng)絡中具有1588v2時間同步功能的節(jié)點的同步運行狀態(tài)進行長期實時監(jiān)測和分析。
背景技術：
光通信網(wǎng)絡作為現(xiàn)代移動通信業(yè)務承載網(wǎng)絡，隨著技術的進步，需要具備時間同步功能，將時間同步信息傳送給每個網(wǎng)絡節(jié)點，實現(xiàn)高精度的時間同步。1588v2時間同步技術是一種被廣泛采納并應用的技術方案。但是，隨著承載網(wǎng)絡規(guī)模的擴大，時間同步網(wǎng)絡中節(jié)點數(shù)目也越來越多。如何對承載網(wǎng)絡中的時間同步節(jié)點進行運維管理，由于標準的缺失，成為目前研究的重要課題。尤其是1588v2時間同步大規(guī)模應用中同步狀態(tài)監(jiān)控缺失，導致 故障定位困難，1588v2時間同步技術在大規(guī)模組網(wǎng)應用中，如何監(jiān)控每個節(jié)點的長時間運行狀態(tài)，如何定位故障節(jié)點和類型，缺乏有效的技術手段，這給1588v2時間同步技術的推廣、運用、普及帶來困擾，形成了很大的障礙，迫切需要得到解決。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于時間偏移的同步狀態(tài)監(jiān)測方法，解決1588v2時間同步大規(guī)模應用中同步狀態(tài)監(jiān)控缺失，故障定位困難的技術問題，是對1588v2時間同步長時間運行運行狀態(tài)進行監(jiān)測和故障時定位的有效方法。為達到以上目的，本發(fā)明采取的技術方案是
一種基于時間偏移的同步狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟
通過接口 1588v2時間同步的PTP協(xié)議模塊，獲取時間同步周期計算的時間偏移數(shù)據(jù)Offset和偏移數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間TOD信息，
對采集的時間偏移數(shù)據(jù)Offset進行計算分析，得出對應的數(shù)據(jù)同步狀態(tài)的同步狀態(tài)指示信息，
將時間偏移數(shù)據(jù)Offset的值、同步狀態(tài)指示信息和對應的偏移數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間TOD信息，通過網(wǎng)管系統(tǒng)接口傳遞給網(wǎng)管系統(tǒng)匪S，
網(wǎng)管系統(tǒng)匪S將接收的數(shù)據(jù)進行儲存，進行對應圖像化顯示，并根據(jù)數(shù)據(jù)同步狀態(tài)指示觸發(fā)相應告警。在上述技術方案的基礎上，由協(xié)議接口單元PIU負責接口 1588v2時間同步的PTP協(xié)議模塊，采集所需要的數(shù)據(jù)，其中
時間偏移數(shù)據(jù)Offset，是由PTP協(xié)議，根據(jù)從時鐘Slave與主時鐘Master之間報文交互所采集的時間戳，計算出來的當前本地時間與上游主時間之間的偏差值，時間偏移數(shù)據(jù)Offset包括秒域數(shù)據(jù)和納秒域數(shù)據(jù)；
偏移數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間TOD信息，是時間偏移數(shù)據(jù)Offset的值產(chǎn)生時刻的時間，只需要精確到秒域。
在上述技術方案的基礎上，協(xié)議接口單元PIU進行數(shù)據(jù)采集的周期根據(jù)系統(tǒng)的不同，由時間同步周期來確定，與之一致，時間同步周期的典型值為I秒；
對于時間同步周期小于I秒的系統(tǒng)，需要記錄同一秒內所有時間偏移數(shù)據(jù)Offset，然后取平均值作為時間偏移數(shù)據(jù)Offset，該秒即為時間偏移數(shù)據(jù)Offset的值產(chǎn)生時刻TOD ；對于時間同步周期大于I秒的系統(tǒng)，則通過插值擴展的方式將數(shù)據(jù)按照I秒為單位進行記錄。在上述技術方案的基礎上，由計算分析單元ACU負責對采集到的時間偏移數(shù)據(jù)Offset進行分析計算，以確定節(jié)點時間同步的狀態(tài)是否有異常，具體的分析過程如下
步驟I, Offset越限分析單個時間偏移數(shù)據(jù)Offset超過門限范圍,確認為同步出現(xiàn)較大跳動，為異常狀態(tài)，設置該數(shù)據(jù)狀態(tài)Status為“偏移越限”，否則設置該數(shù)據(jù)狀態(tài)Status為“偏移正?！?
所述門限范圍的設置，根據(jù)系統(tǒng)時間同步精度設計要求來確定，門限典型值為+250ns,
步驟2，Offset離散性分析對采集的時間偏移數(shù)據(jù)Offset的數(shù)據(jù)集進行標準差運算，對于標準差超過門限值的，認為同步狀態(tài)不穩(wěn)定，如果數(shù)據(jù)集第一個數(shù)據(jù)對應的數(shù)據(jù)狀態(tài)Status為“偏移正?！?則修改該數(shù)據(jù)狀態(tài)Status為“離散越限”；
如果該數(shù)據(jù)的狀態(tài)為“偏移越限”，則不作修改；
計算的數(shù)據(jù)集的長度典型值為100，離散門限典型值為30ns。在上述技術方案的基礎上，由網(wǎng)管接口單元匪SI負責將計算分析單元A⑶處理后的數(shù)據(jù)傳送給NMS，數(shù)據(jù)傳送周期與計算分析周期一致，所傳遞的數(shù)據(jù)分為兩種類型
第一種為偏移數(shù)據(jù)，其包含以下信息偏移數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間T0D，時間偏移數(shù)據(jù)Offset，偏移數(shù)據(jù)狀態(tài)Status，這里所述偏移數(shù)據(jù)狀態(tài)Status有兩種狀態(tài)偏移正常和偏移越限，對應于計算分析單元ACU的步驟I的分析結果，
第二種為狀態(tài)數(shù)據(jù)，其包含以下信息偏移數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間T0D，偏移數(shù)據(jù)狀態(tài)Status，這里所述偏移狀態(tài)數(shù)據(jù)有三種狀態(tài)偏移正常，偏移越限，離散越限，對應于計算分析單元ACU的步驟2的分析結果。在上述技術方案的基礎上，數(shù)據(jù)存儲單元DSU運行于匪S，負責接收網(wǎng)管接口單元WSI傳送過來的數(shù)據(jù)并進行存儲，
存儲的數(shù)據(jù)包含以下信息
偏移數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間T0D，時間偏移數(shù)據(jù)Offset，偏移數(shù)據(jù)狀態(tài)Status，按照偏移數(shù)據(jù)廣生的時間順序儲存，
當數(shù)據(jù)存儲單元DSU接收到狀態(tài)數(shù)據(jù)時，則需要根據(jù)攜帶的TOD信息，對應更新存儲數(shù)據(jù)的偏移數(shù)據(jù)狀態(tài)；
數(shù)據(jù)存儲單元DSU應至少保存72小時的數(shù)據(jù)以供分析查閱，并支持數(shù)據(jù)的導出保存。在上述技術方案的基礎上，圖形處理單元GPU負責根據(jù)數(shù)據(jù)存儲單元DSU保存的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進行圖形化處理，便于對同步狀態(tài)的觀察；
圖形處理單元GPU能將DSU保存的數(shù)據(jù)處理成折線圖進行顯示，支持整體和分頁顯示，處理原則如下
原則1，以TOD信息為X軸，以記錄的第一個數(shù)據(jù)的TOD為原點；原則2，以Offset信息為Y軸，單位為納秒；
原則3，根據(jù)Status信息，將對應折線顯示為不同顏色。在上述技術方案的基礎上，“偏移正常”顯示為藍色，“偏移越限”顯示為紅色，“離散越限”顯示為橙色。在上述技術方案的基礎上，告警單元ALMU負責及時查詢數(shù)據(jù)存儲單元DSU保存的數(shù)據(jù)，根據(jù)偏移數(shù)據(jù)狀態(tài)，觸發(fā)該時間點的告警，提醒維護者注意同步狀態(tài)出現(xiàn)異常；
告警單元ALMU有兩類告警
第一類告警偏移越限告警，關聯(lián)“偏移越限”數(shù)據(jù)狀態(tài)，指示時間同步出現(xiàn)大的跳動； 第二類告警偏移離散告警，關聯(lián)“離散越限”數(shù)據(jù)狀態(tài)，指示時間同步出現(xiàn)不穩(wěn)定狀
態(tài)。 本發(fā)明所述的基于時間偏移的同步狀態(tài)監(jiān)測方法，基于1588v2時間同步的時間戳機制，通過接口時間同步協(xié)議層，采集時間同步計算的偏移數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)計算分析，上報網(wǎng)管服務器進行數(shù)據(jù)的長期存儲、圖形化顯示和觸發(fā)同步狀態(tài)異常告警，有效地解決了1588v2時間同步大規(guī)模應用中同步狀態(tài)監(jiān)控缺失，故障定位困難的技術問題。


本發(fā)明有如下附圖
圖I為功能模塊框圖
圖2為數(shù)據(jù)插值擴展示例 圖3為數(shù)據(jù)存儲結構例圖 圖4為數(shù)據(jù)狀態(tài)轉移圖 圖5為狀態(tài)數(shù)據(jù)結構例圖 圖6為偏移正常典型圖形示例 圖7為偏移越限典型圖形示例 圖8為離散越限典型圖形示例
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案的更加清晰明了，下面結合附圖和實例對本發(fā)明進行進一步的說明。此處的說明僅限于解釋，并不限定本發(fā)明。本發(fā)明所述的基于時間偏移的同步狀態(tài)監(jiān)測方法，包括以下步驟
通過接口 1588v2時間同步的PTP協(xié)議模塊，獲取時間同步周期計算的時間偏移數(shù)據(jù)Offset和偏移數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間TOD信息，
對采集的時間偏移數(shù)據(jù)Offset進行計算分析，得出對應的數(shù)據(jù)同步狀態(tài)的同步狀態(tài)指示信息，
將時間偏移數(shù)據(jù)Offset的值、同步狀態(tài)指示信息和對應的偏移數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間TOD信息，通過網(wǎng)管系統(tǒng)接口傳遞給網(wǎng)管系統(tǒng)匪S，
網(wǎng)管系統(tǒng)匪S將接收的數(shù)據(jù)進行儲存，進行對應圖像化顯示，并根據(jù)數(shù)據(jù)同步狀態(tài)指示(同步狀態(tài)指示信息)觸發(fā)相應告警。在上述技術方案的基礎上，如圖I所示，由協(xié)議接口單元PIU負責接口 1588v2時間同步的PTP協(xié)議模塊，采集所需要的數(shù)據(jù),其中
時間偏移數(shù)據(jù)Offset，亦可稱為時間偏移值，是由PTP協(xié)議，根據(jù)從時鐘(Slave)與主時鐘(Master)之間報文交互所采集的時間戳，計算出來的當前本地時間與上游主時間之間的偏差值，時間偏移數(shù)據(jù)Offset包括秒域(s)數(shù)據(jù)和納秒域數(shù)據(jù)(ns)；
偏移數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間TOD信息，亦可稱為日時間，是時間偏移數(shù)據(jù)Offset的值產(chǎn)生時刻的時間，只需要精確到秒域。在上述技術方案的基礎上，協(xié)議接口單元PIU進行數(shù)據(jù)采集的周期根據(jù)系統(tǒng)的不同，由時間同步周期來確定，與之一致，時間同步周期的典型值為I秒；
對于時間同步周期小于I秒的系統(tǒng)，需要記錄同一秒內所有時間偏移數(shù)據(jù)Offset，然后取平均值作為時間偏移數(shù)據(jù)Offset，該秒即為時間偏移數(shù)據(jù)Offset的值產(chǎn)生時刻TOD ；對于時間同步周期大于I秒的系統(tǒng)，則通過插值擴展的方式將數(shù)據(jù)按照I秒為單位進 行記錄。在上述技術方案的基礎上，由計算分析單元ACU負責對采集到的時間偏移數(shù)據(jù)Offset進行分析計算，以確定節(jié)點時間同步的狀態(tài)是否有異常，具體的分析過程如下
步驟I, Offset越限分析單個時間偏移數(shù)據(jù)Offset超過門限范圍，確認為同步出現(xiàn)較大跳動，為異常狀態(tài)，設置該數(shù)據(jù)狀態(tài)(Status)為“偏移越限”，否則設置該數(shù)據(jù)狀態(tài)(Status)為“偏移正?！保?br> 所述門限范圍的設置，根據(jù)系統(tǒng)時間同步精度設計要求來確定，門限典型值為±250ns，對于超過門限范圍(>±250ns)的時間偏移數(shù)據(jù)Offset的值，均確定為“偏移越限”；
步驟2，Offset離散性分析對采集的時間偏移數(shù)據(jù)Offset的數(shù)據(jù)集進行標準差(Standard Deviation)運算,對于標準差超過門限值的,認為同步狀態(tài)不穩(wěn)定,如果數(shù)據(jù)集第一個數(shù)據(jù)對應的數(shù)據(jù)狀態(tài)(Status)為“偏移正?！保瑒t修改該數(shù)據(jù)狀態(tài)(Status)為“離散越限”;
如果該數(shù)據(jù)的狀態(tài)為“偏移越限”，則不作修改；
計算的數(shù)據(jù)集的長度典型值為100，離散門限典型值為30ns。在上述技術方案的基礎上，由網(wǎng)管接口單元匪SI負責將計算分析單元A⑶處理后的數(shù)據(jù)傳送給NMS，數(shù)據(jù)傳送周期與計算分析周期一致，所傳遞的數(shù)據(jù)分為兩種類型
第一種為偏移數(shù)據(jù)，其包含以下信息偏移數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間T0D，時間偏移數(shù)據(jù)Offset，偏移數(shù)據(jù)狀態(tài)Status，這里所述偏移數(shù)據(jù)狀態(tài)Status有兩種狀態(tài)偏移正常和偏移越限，對應于計算分析單元ACU的步驟I的分析結果，
第二種為狀態(tài)數(shù)據(jù)，其包含以下信息偏移數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間T0D，偏移數(shù)據(jù)狀態(tài)Status，這里所述偏移狀態(tài)數(shù)據(jù)有三種狀態(tài)偏移正常，偏移越限，離散越限，對應于計算分析單元ACU的步驟2的分析結果。由于要進行Offset的離散性計算分析，同一 Offset的狀態(tài)數(shù)據(jù)較偏移數(shù)據(jù)要遲一些產(chǎn)生，在偏移數(shù)據(jù)中攜帶偏移越限狀態(tài)的設計是為了 NMS及時觸發(fā)偏移越限告警。在上述技術方案的基礎上，數(shù)據(jù)存儲單元DSU運行于匪S，負責接收網(wǎng)管接口單元WSI傳送過來的數(shù)據(jù)并進行存儲，
存儲的數(shù)據(jù)包含以下信息偏移數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間TOD，時間偏移數(shù)據(jù)Offset，偏移數(shù)據(jù)狀態(tài)Status，按照偏移數(shù)據(jù)廣生的時間順序儲存，
當數(shù)據(jù)存儲單元DSU接收到狀態(tài)數(shù)據(jù)時，則需要根據(jù)攜帶的TOD信息，對應更新存儲數(shù)據(jù)的偏移數(shù)據(jù)狀態(tài)；
數(shù)據(jù)存儲單元DSU應至少保存72小時的數(shù)據(jù)以供分析查閱，并支持數(shù)據(jù)的導出保存。在上述技術方案的基礎上，圖形處理單元GPU負責根據(jù)數(shù)據(jù)存儲單元DSU保存的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進行圖形化處理，便于對同步狀態(tài)的觀察；
圖形處理單元GPU能將DSU保存的數(shù)據(jù)處理成折線圖進行顯示，支持整體和分頁顯示，處理原則如下
原則1，以TOD信息為X軸，以記錄的第一個數(shù)據(jù)的TOD為原點； 原則2,以Offset信息為Y軸，單位為納秒(ns)；
原則3，根據(jù)Status信息，將對應折線顯示為不同顏色，例如“偏移正?！憋@示為藍色，“偏移越限”顯示為紅色，“離散越限”顯示為橙色。在上述技術方案的基礎上，告警單元ALMU負責及時查詢數(shù)據(jù)存儲單元DSU保存的數(shù)據(jù)，根據(jù)偏移數(shù)據(jù)狀態(tài)，觸發(fā)該時間點的告警，提醒維護者注意同步狀態(tài)出現(xiàn)異常；
告警單元ALMU有兩類告警
第一類告警偏移越限告警，關聯(lián)“偏移越限”數(shù)據(jù)狀態(tài)，指示時間同步出現(xiàn)大的跳動； 第二類告警偏移離散告警，關聯(lián)“離散越限”數(shù)據(jù)狀態(tài)，指示時間同步出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)。1588v2時間同步技術應用于承載網(wǎng)，隨著網(wǎng)絡規(guī)模越來越大，節(jié)點數(shù)目越來越多，對于時間同步狀態(tài)的監(jiān)測也就越來越困難。缺乏有效的監(jiān)測方法，對于時間同步狀態(tài)是否穩(wěn)定的分析判斷，故障時問題節(jié)點的查找等運維問題也變得難以完成。本發(fā)明能夠有效解決1588v2時間同步大規(guī)模應用中同步狀態(tài)監(jiān)控缺失，故障定位困難的技術問題。數(shù)據(jù)的準確采集和存儲，能夠對時間同步的過往同步狀態(tài)和變化進行準確觀察。圖形化顯示，使同步狀態(tài)的觀測和分析過程變得一目了然。告警的設置能夠及時提供異常定位信息，提醒并方便維護者進行故障的處理，能夠很大程度的降低時間同步網(wǎng)維護的工作量和難度。以下為本發(fā)明的一個實施例，本實例是在POTS設備中實現(xiàn)，將各部分實現(xiàn)和工作方式說明如下
Piu (協(xié)議接口單元)實現(xiàn)實例
PIU放置于POTS設備運行PTP協(xié)議的線路盤中。當PTP協(xié)議每完成一次同步運算后，將更新標志置“I”。PIU輪詢更新標志，檢測到同步完成時，在相關寄存器中獲取當前同步周期完成的TOD和Offset，并將更新標志置“O”。PIU在獲取所需數(shù)據(jù)后，將分析同步周期。當同步周期設置小于I秒時，則需要采集I秒內所有Offset，計算平均值再與對應的TOD存入數(shù)據(jù)隊列中。當同步周期設置大于I秒的時候，則按照插值擴展的方式，將數(shù)據(jù)擴展為I秒為單位記錄于數(shù)據(jù)隊列中。差值擴展的方式見圖2的示例說明。數(shù)據(jù)隊列的設計考慮后續(xù)計算，隊列長度設置為最多100個數(shù)據(jù)條目。每個條目的數(shù)據(jù)結構的具體設計參看圖3。每存入一新數(shù)據(jù)，隊列長度加I。其中新數(shù)據(jù)的狀態(tài)設置為“初始狀態(tài)”，這里賦為“O”值。數(shù)據(jù)隊列條目每I秒添加一個新條目，每添加一新條目，數(shù)據(jù)隊列條目數(shù)加I。A⑶(計算分析單元)實現(xiàn)實例
ACU置于PIU同一線路盤相同任務中，順序執(zhí)行，對數(shù)據(jù)隊列中的數(shù)據(jù)進行計算分析。運行周期為I秒。計算分析的第一步是對數(shù)據(jù)隊列中狀態(tài)為“初始狀態(tài)”的數(shù)據(jù)進行偏移門限計算分析。根據(jù)《高精度時間同步技術要求》，將門限設置為±250ns。對于超過門限范圍(>±250ns)的時間偏移數(shù)據(jù)Offset的值，將其對應的數(shù)據(jù)狀態(tài)由“初始狀態(tài)”修改為“偏移越限”，這里賦值為“2”。對于在門限范圍(彡±250ns)的時間偏移數(shù)據(jù)Offset的值，將其對應的數(shù)據(jù)狀態(tài)由“初始狀態(tài)”修改為“偏移正常”，這里賦值為“ I ”。計算分析的第二步是對數(shù)據(jù)隊列的所有100條目的Off set進行標準差(StandardDeviation)計算。數(shù)據(jù)隊列條目小于100時不進行此項計算分析。這項計算的目的是分析偏差的離散性。根據(jù)目前時間同步設備的精度，離散門限設定為30ns。對于超過離散門 限(>30ns)的計算值，將數(shù)據(jù)隊列頂端的第一個條目的數(shù)據(jù)狀態(tài)由“偏移正?！毙薷臑椤半x散越限”，這里賦值為“3” ;如果該條目數(shù)據(jù)狀態(tài)為“偏移越限”則不修改狀態(tài)。對于符合離散門限(<30ns)的計算值，則維持數(shù)據(jù)隊列頂端的第一個條目的數(shù)據(jù)狀態(tài)不變。數(shù)據(jù)狀態(tài)的轉換方式參見圖4。計算分析結束，將數(shù)據(jù)隊列末端最后的條目拷貝到偏移數(shù)據(jù)發(fā)送隊列；將頂端的第一個條目數(shù)據(jù)移送到狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送隊列，數(shù)據(jù)隊列條目數(shù)變?yōu)?9。匪SI (網(wǎng)管接口單元)實現(xiàn)實例
匪SI置于一線路盤，負責將偏移數(shù)據(jù)發(fā)送隊列和狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送隊列中的數(shù)據(jù)，按照NMS接口的封裝協(xié)議封裝數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)送給遠端的NMS。在POTS設備中，偏移數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)均按照即時性能數(shù)據(jù)上報NMS。數(shù)據(jù)的發(fā)送頻率取決于NMS獲取性能數(shù)據(jù)的頻率。將偏移數(shù)據(jù)發(fā)送隊列和狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送隊列的條目的長度均設置為20。其中偏移數(shù)據(jù)結構參見圖3，狀態(tài)數(shù)據(jù)結構參見圖5。DSU (數(shù)據(jù)存儲單元)實現(xiàn)實例
DSU設計在遠端WS，利用WS服務器巨大的數(shù)據(jù)存儲空間，來保存接收到的數(shù)據(jù)。設計數(shù)據(jù)庫保存72小時的數(shù)據(jù)，所存儲的數(shù)據(jù)能夠轉換成Excel表格文件從NMS服務器導出保存和分析。DSU接收到偏移數(shù)據(jù)，按照數(shù)據(jù)攜帶的時間，順序存儲。存儲的數(shù)據(jù)結構參見圖3。DSU接收到狀態(tài)數(shù)據(jù)，按照數(shù)據(jù)攜帶的時間，更新對應已存儲偏移數(shù)據(jù)中的狀態(tài)信
肩、O對于超過72小時的數(shù)據(jù)，需要從匪S服務器數(shù)據(jù)庫中刪除，以保證有足夠的空間存儲新的數(shù)據(jù)。GPU (圖形處理單元)實現(xiàn)實例
GPU在遠端匪S實現(xiàn)，對存儲在數(shù)據(jù)庫里的時間偏移數(shù)據(jù)按照時間軸向進行圖形化顯示，便于運維人員對節(jié)點的時間同步狀態(tài)進行監(jiān)測。GPU根據(jù)查看指令所設定的查看區(qū)間，顯示對應的數(shù)據(jù)圖形，或是對采集的數(shù)據(jù)進行實時圖形顯示。圖形為折線形式，將分離的采樣數(shù)據(jù)連接起來形成曲線。當數(shù)據(jù)狀態(tài)為“偏移正?！睍r，對應折線顯示藍色；當數(shù)據(jù)狀態(tài)為“偏移越限”時，對應折線顯示為紅色；當數(shù)據(jù)狀態(tài)為“離散越限”時，對應折線顯示為橙色。X軸表示時間，刻度單位為秒，位于圖形底部。Y軸表示時間偏移值，單位為納秒(ns)。平行于X軸，位于Y軸O點的實線，為零偏移指示線；平行于X軸，位于Y軸±250ns點的2條虛線指示的是則是偏移門限。將時間偏移圖形典型的3種形態(tài)結合圖例說明如下
I、偏移正常
如圖6例圖所示，顯示的時間同步穩(wěn)定時的典型數(shù)據(jù)圖形。偏移數(shù)據(jù)位于偏移門限范圍內，通常貼近X軸。臨近數(shù)據(jù)的數(shù)值接近，變化小。2、偏移越限
如圖7例圖所示，顯示的是時間同步偏移數(shù)據(jù)出現(xiàn)越限時的典型數(shù)據(jù)圖形。時間同步偏移數(shù)據(jù)不連續(xù)越限，一般表明相鄰同步節(jié)點出現(xiàn)性能劣化或節(jié)點同步狀態(tài)不穩(wěn)定。時間同步偏移數(shù)據(jù)連續(xù)越限，一般說明時間同步同步丟失。3、離散越限
如圖8例圖所示，顯示的是時間同步偏移數(shù)據(jù)離散越限時的典型數(shù)據(jù)圖形。時間同步偏移數(shù)據(jù)的離散性，反應的是時間同步的穩(wěn)定性。離散越限，一般表明時間同步設備出現(xiàn)時間冋步不穩(wěn)定或系統(tǒng)時鐘頻率出現(xiàn)波動。ALMU (告警單元)實現(xiàn)實例
ALMU在遠端NMS實現(xiàn)，通過告警指示，提示運維人員時間同步狀態(tài)出現(xiàn)異常，需要關注異常情況和查找原因。告警的觸發(fā)根據(jù)接收到的偏移狀態(tài)數(shù)據(jù)。告警有以下兩類
I、偏移越限告警，關聯(lián)“偏移越限”數(shù)據(jù)狀態(tài)，指示時間同步出現(xiàn)大的跳動，在系統(tǒng)中定義為“重要告警”。ALMU在接收到新的偏移數(shù)據(jù)時，查詢對應的數(shù)據(jù)狀態(tài)來觸發(fā)告警。2、偏移離散告警，關聯(lián)“離散越限”數(shù)據(jù)狀態(tài)，指示時間同步出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，在系統(tǒng)中定義為“提示告警”。ALMU在接收到新的狀態(tài)數(shù)據(jù)時，查詢對應的數(shù)據(jù)狀態(tài)來觸發(fā)告警。偏移離散告警較偏移越限告警，時間點要滯后約100秒。本說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業(yè)技術人員公知的現(xiàn)有技術。
權利要求
1.一種基于時間偏移的同步狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟 通過接口 1588V2時間同步的PTP協(xié)議模塊，獲取時間同步周期計算的時間偏移數(shù)據(jù)Offset和偏移數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間TOD信息， 對采集的時間偏移數(shù)據(jù)Offset進行計算分析，得出對應的數(shù)據(jù)同步狀態(tài)的同步狀態(tài)指示信息， 將時間偏移數(shù)據(jù)Offset的值、同步狀態(tài)指示信息和對應的偏移數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間TOD信息，通過網(wǎng)管系統(tǒng)接口傳遞給網(wǎng)管系統(tǒng)匪S， 網(wǎng)管系統(tǒng)匪S將接收的數(shù)據(jù)進行儲存，進行對應圖像化顯示，并根據(jù)數(shù)據(jù)同步狀態(tài)指示觸發(fā)相應告警。
2.如權利要求I所述的基于時間偏移的同步狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于由協(xié)議接口 單元PIU負責接口 1588v2時間同步的PTP協(xié)議模塊，采集所需要的數(shù)據(jù)，其中 時間偏移數(shù)據(jù)Offset，是由PTP協(xié)議，根據(jù)從時鐘Slave與主時鐘Master之間報文交互所采集的時間戳，計算出來的當前本地時間與上游主時間之間的偏差值，時間偏移數(shù)據(jù)Offset包括秒域數(shù)據(jù)和納秒域數(shù)據(jù)； 偏移數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間TOD信息，是時間偏移數(shù)據(jù)Offset的值產(chǎn)生時刻的時間，只需要精確到秒域。
3.如權利要求2所述的基于時間偏移的同步狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于協(xié)議接口單元PIU進行數(shù)據(jù)采集的周期根據(jù)系統(tǒng)的不同，由時間同步周期來確定，與之一致，時間同步周期的典型值為I秒； 對于時間同步周期小于I秒的系統(tǒng)，需要記錄同一秒內所有時間偏移數(shù)據(jù)Offset，然后取平均值作為時間偏移數(shù)據(jù)Offset，該秒即為時間偏移數(shù)據(jù)Offset的值產(chǎn)生時刻TOD ； 對于時間同步周期大于I秒的系統(tǒng)，則通過插值擴展的方式將數(shù)據(jù)按照I秒為單位進行記錄。
4.如權利要求I所述的基于時間偏移的同步狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于由計算分析單元ACU負責對采集到的時間偏移數(shù)據(jù)Offset進行分析計算，以確定節(jié)點時間同步的狀態(tài)是否有異常，具體的分析過程如下 步驟I,Offset越限分析單個時間偏移數(shù)據(jù)Offset超過門限范圍,確認為同步出現(xiàn)較大跳動，為異常狀態(tài)，設置該數(shù)據(jù)狀態(tài)Status為“偏移越限”，否則設置該數(shù)據(jù)狀態(tài)Status為“偏移正常”; 所述門限范圍的設置，根據(jù)系統(tǒng)時間同步精度設計要求來確定，門限典型值為+250ns, 步驟2，Offset離散性分析對采集的時間偏移數(shù)據(jù)Offset的數(shù)據(jù)集進行標準差運算，對于標準差超過門限值的，認為同步狀態(tài)不穩(wěn)定，如果數(shù)據(jù)集第一個數(shù)據(jù)對應的數(shù)據(jù)狀態(tài)Status為“偏移正?！?則修改該數(shù)據(jù)狀態(tài)Status為“離散越限”； 如果該數(shù)據(jù)的狀態(tài)為“偏移越限”，則不作修改； 計算的數(shù)據(jù)集的長度典型值為100，離散門限典型值為30ns。
5.如權利要求4所述的基于時間偏移的同步狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于由網(wǎng)管接口單元NMSI負責將計算分析單元ACU處理后的數(shù)據(jù)傳送給NMS，數(shù)據(jù)傳送周期與計算分析周期一致，所傳遞的數(shù)據(jù)分為兩種類型第一種為偏移數(shù)據(jù)，其包含以下信息偏移數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間TOD，時間偏移數(shù)據(jù)Offset，偏移數(shù)據(jù)狀態(tài)Status，這里所述偏移數(shù)據(jù)狀態(tài)Status有兩種狀態(tài)偏移正常和偏移越限，對應于計算分析單元ACU的步驟I的分析結果， 第二種為狀態(tài)數(shù)據(jù)，其包含以下信息偏移數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間T0D，偏移數(shù)據(jù)狀態(tài)Status，這里所述偏移狀態(tài)數(shù)據(jù)有三種狀 態(tài)偏移正常，偏移越限，離散越限，對應于計算分析單元ACU的步驟2的分析結果。
6.如權利要求5所述的基于時間偏移的同步狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于數(shù)據(jù)存儲單元DSU運行于WS，負責接收網(wǎng)管接口單元WSI傳送過來的數(shù)據(jù)并進行存儲， 存儲的數(shù)據(jù)包含以下信息 偏移數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間T0D，時間偏移數(shù)據(jù)Offset，偏移數(shù)據(jù)狀態(tài)Status，按照偏移數(shù)據(jù)廣生的時間順序儲存， 當數(shù)據(jù)存儲單元DSU接收到狀態(tài)數(shù)據(jù)時，則需要根據(jù)攜帶的TOD信息，對應更新存儲數(shù)據(jù)的偏移數(shù)據(jù)狀態(tài)； 數(shù)據(jù)存儲單元DSU應至少保存72小時的數(shù)據(jù)以供分析查閱，并支持數(shù)據(jù)的導出保存。
7.如權利要求6所述的基于時間偏移的同步狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于圖形處理單元GPU負責根據(jù)數(shù)據(jù)存儲單元DSU保存的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進行圖形化處理，便于對同步狀態(tài)的觀察； 圖形處理單元GPU能將DSU保存的數(shù)據(jù)處理成折線圖進行顯示，支持整體和分頁顯示，處理原則如下 原則1，以TOD信息為X軸，以記錄的第一個數(shù)據(jù)的TOD為原點； 原則2，以Offset信息為Y軸，單位為納秒； 原則3，根據(jù)Status信息，將對應折線顯示為不同顏色。
8.如權利要求7所述的基于時間偏移的同步狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于“偏移正?！憋@示為藍色，“偏移越限”顯示為紅色，“離散越限”顯示為橙色。
9.如權利要求6所述的基于時間偏移的同步狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于告警單元ALMU負責及時查詢數(shù)據(jù)存儲單元DSU保存的數(shù)據(jù)，根據(jù)偏移數(shù)據(jù)狀態(tài)，觸發(fā)該時間點的告警，提醒維護者注意同步狀態(tài)出現(xiàn)異常； 告警單元ALMU有兩類告警 第一類告警偏移越限告警，關聯(lián)“偏移越限”數(shù)據(jù)狀態(tài)，指示時間同步出現(xiàn)大的跳動； 第二類告警偏移離散告警，關聯(lián)“離散越限”數(shù)據(jù)狀態(tài)，指示時間同步出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于時間偏移的同步狀態(tài)監(jiān)測方法，通過接口1588v2時間同步的PTP協(xié)議模塊，獲取時間同步周期計算的時間偏移數(shù)據(jù)Offset和偏移數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間TOD信息，對采集的Offset進行計算分析，得出對應的數(shù)據(jù)同步狀態(tài)的同步狀態(tài)指示信息，將Offset的值、同步狀態(tài)指示信息和對應的TOD信息，通過網(wǎng)管系統(tǒng)接口傳遞給網(wǎng)管系統(tǒng)NMS，NMS將接收的數(shù)據(jù)進行儲存，進行對應圖像化顯示，并根據(jù)數(shù)據(jù)同步狀態(tài)指示觸發(fā)相應告警。本發(fā)明所述的方法，基于1588v2時間同步的時間戳機制，通過接口時間同步協(xié)議層，采集時間同步計算的偏移數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)計算分析，上報網(wǎng)管服務器進行數(shù)據(jù)的長期存儲、圖形化顯示和觸發(fā)同步狀態(tài)異常告警。
文檔編號H04L12/26GK102833027SQ20121035560
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月21日 優(yōu)先權日2012年9月21日
發(fā)明者陳朝輝 申請人:烽火通信科技股份有限公司