[发明专利]工业互联网中基于端延时的时钟偏差测量及同步方法

说明书

本发明涉及工业互联网中基于端延时的时钟偏差测量及同步方法，该方法利用带时间戳的报文在主从时钟往返传输延时完成工业互联网中的网络链路延时准确测量，从而实现时钟偏差测量及同步，操作简单，实现容易，适用范围广，具有较高的实时性与正确率。

技术领域

本发明涉及工业互联网领域，具体涉及一种工业互联网中基于端延时的时钟偏差测量及同步方法。

背景技术

随着工业化与信息化的深度融合，智能制造业加速了新一代网络信息技术与制造业的深度融合，也使得当前工业互联网建设如火如荼。建设工业互联网的目的在于打通工业产业链上的所有生产要素，并推动形成全新的工业生产制造体系，营造智能化的产业服务环境。由于工业互联网与生产制造紧密相关，建设工业互联网的难点技术在于构建一个具备普适性与可靠性的网络，从而用于多种生产场景。兼备适应性与可靠性的网络的一个重要指标是网络延时可预测、可确定。

当前的信息化网络架构主要以通用以太网技术完成多设备间的数据传输，实现共享网络基础设施，但各设备间的数据传输存在抖动的问题，无法实现良好的实时稳定的数据传输。而随着以太网技术在现有的工业网络中的深度应用，为了保证业务的稳定可靠，通信双方需要准确知道各链路上的延迟，网络链路上的延时测量问题亟待解决。而如何准确地获得网络延时，其关键难点在于准确地实现时钟同步，即以同一时钟系统测量网络延时。

发明内容

针对现有的工业互联网延时难以实时准确测量问题，本发明提出一种工业互联网中基于端延时的时钟偏差测量及同步方法，具体技术方案如下：

一种工业互联网中基于端延时的时钟偏差测量及同步方法，该方法具体包括如下步骤：

S1：确定通信双方的主时钟与从时钟身份；

S2：主时钟利用组播发送的方式，向从时钟发送Sync报文，由此主时钟拥有该报文的发送时间τ₁；当从时钟收到该Sync报文后，从时钟按自己的时钟系统在本地记录接收到该报文的时间为τ₂；

S3：主时钟为了让从时钟获得Sync报文的发送时间，将立即发送Follow_Up报文，该报文中含有Sync报文的发送时间τ₁；由此，从时钟获得主从时钟的时间偏差与网络传输延时之和τ₂-τ₁；

S4：从时钟为了推理出网络传输延时，将以单播的形式向主时钟定向发送Pdelay_Req报文，用于实现网络链路传输延时的计算，从时钟按自己的时钟系统在本地记录Pdelay_Req报文的发送时间τ₃；主时钟收到该报文后，按自己的时钟系统在本地记录报文的接收时间τ₄；

S5：为了让从时钟获得τ₄，主时钟将在接收Pdelay_Req报文后，以单播的形式向从时钟定向发送Pdelay_Resp报文，Pdelay_Resp报文中含有时间τ₄，主时钟在本地按自己的时钟系统记录Pdelay_Resp报文的发送时间τ₅；从时钟收到该报文后，按自己的时钟系统在本地记录报文的接收时间τ₆；

S6：为了让从时钟获得Pdelay_Resp报文在主时钟处的发送时间，主时钟将继续以单播的形式向从时钟定向发送Pdelay_Resp_Follow_Up报文，Pdelay_Resp_Follow_Up报文中含有时间τ₅。

S7：从时钟此时已在本地记录下τ₁～τ₆六个时间戳，从而计算得到从时钟相对于主时钟的时钟偏差为(τ₂-τ₁)-[(τ₄-τ₃)+(τ₆-τ₅)]/2；