[发明专利]非对称延迟的时间同步方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及时间同步领域，特别涉及一种非对称延迟的时间同步方法及系统。

背景技术

时间同步的目的是使得本地时钟的时间与参考时钟源的时间保持某种程度的一致。在网络环境下，通常将提供标准时间的时钟称为服务器，而待同步的本地时钟称为客户端。一般方法是记录参考时钟和本地时钟之间的时间戳，并互相交换时间戳数据，通过分析、计算出二者时钟间的时间偏差                                                ，用来纠正本地时钟时间以达到同步目的。SNTP、NTP、PTP(IEEE1588)就是这种模式的典范，因其具有简单实用的特点，而被广泛用于网络时间同步，以满足不同精度的时间同步。

网络时间同步过程中，通常假设主时钟和从时钟之间的往返单程时间延迟是相等，利用四个时间戳，计算从时钟与主时钟之间的时间偏差，进而纠正本地时钟，使得从时钟与主时钟之间的时间同步。参考图1，为了便于描述，引入一个绝对的理想时钟，作为客户端和服务器的基准时钟。在一般的时间同步过程中，客户端获取本地时间T₁，并将T₁封装入时间同步请求报文，发给服务器。服务器收到请求报文后，记录请求报文达到时间T₂，再生成响应报文，记录发送响应报文的时间T₃，并把T₁、T₂、T₃封装入响应报文回送给客户端。客户端记录收到响应报文的时间T₄，最后利用T₁、T₂、T₃、T₄计算时间偏差，用来纠正本地时钟时间，从而完成一次时间同步。假设时间同步的期间服务器和客户端的时钟偏差是不变的。从客户端到服务端的单程时间为，从服务端到客户端的单程时间为。令,为往返时延之差，又称为双程时延抖动。令θ>0（若θ<0，结果相同情况），则有如下基本关系：

                                           （1）

当客户端最后在时刻获取四个时戳后，计算t₄时刻的时间偏差才最具有意义，因此由（1）式有如下结果:

                （2）

如果满足，即近似满足往返的单程时延相等的条件，此时，则有。

如果，则，由此可见非对称延迟会增加同步误差。在绝大多数网络中，受线路的可用带宽、线路的长度和其他时变因素的制约，往返时间的两个单程时间并不完全相等。从而使得，假设条件（）并不成立，实际计算的时间偏差不够精确，从而主从时钟的时间并不能精确同步。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种精确度高的同步时间的方法及系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种非对称延迟的时间同步方法，该方法包括如下步骤：

a)客户端生成时间同步请求报文并发送给服务器，同时记录所述时间同步请求报文的第一发送时间且将所述第一发送时间封装入所述时间同步请求报文；所述服务器收到所述时间同步请求报文后，记录所述时间同步请求报文到达服务器的第一到达时间，再生成所述时间同步请求报文的响应报文并发送给客户端，记录发送所述响应报文的第二发送时间，并把所述第一发送时间、第一到达时间、第二发送时间封装入所述响应报文后发送给客户端；所述客户端记录收到封装后的所述响应报文的第二到达时间，同时解析获得封装后的所述响应报文包含的第一发送时间、第一到达时间、第二发送时间;其中，所述第一发送时间、第一到达时间、第二发送时间和第二到达时间构成第一组时间戳；

b)间隔时间后，重复步骤a)，客户端得到与步骤a)中相对应的第二组时间戳；

c)客户端根据所述第一组时间戳和第二组时间戳计算时间偏差并根据该时间偏差来完成一次时间同步；其中，所述间隔时间小于所述时间同步请求报文在所述客户端与服务器之间的往返时间RTT。

进一步地，所述客户端与服务器不断进行时间同步，相邻两次时间同步之间的时间间隔T_s大于所述时间同步请求报文在所述客户端与服务器之间的往返时间RTT。 

进一步地，所述时间同步是根据IEEE1588时间同步协议执行的。