监测网络节点的输出时间方法、 装置和系统 【技术领域】
本发明涉及通信网络领域， 特别涉及一种监测网络节点的输出时间方法、 装置和系统。 背景技术 在现代通信网络中， 实时性要求较高的业务对于整个通信网络时钟频率同步 甚至时间同步提出了很高的要求。IEEE1588 V2 协议就是一种频率时间同步协议， 简称 PTP(Precision Time Protocol， 精密时间协议 )， 该 PTP 是网络测量和控制系统的精密时间 同步协议标准。采用 PTP， 在频率同步的情况下， 时间精度可以达到微秒级。此标准能够精 确地把分散、 独立运行的时间同步起来。
在对现有技术进行分析后， 发明人发现现有技术至少具有如下缺点 ：
现有的通信网络通过 PTP 传递时间时， 输出时间精度易受网络拓扑或网络内部软 硬件环境变化等因素影响， 目前的维护手段只能对单节点的状态进行监测， 且节点监测只 是基于 PTP 协商功能来判决本节点或者逻辑直连的上下节点的端口状态和跟踪状态， 只能 反映各节点的时间是否处于跟踪状态， 而无法及时感知跟踪状态下节点和网络输出的时间 误差大小。一旦某一节点或某几个节点输出的时间误差较大， 就可能导致网络对外输出的 时间不可用。 另外， 当跟踪状态正常时， 即使使用仪表测量到网络对外输出的时间存在较大 的误差， 目前维护手段也无法指示当前跟踪路径上是哪些节点引入了异常。
发明内容 本发明实施例提供了一种监测网络节点的输出时间方法、 装置和系统。所述技术 方案如下 ：
一种监测网络节点的输出时间的方法， 所述方法包括 ：
在节点之间进行时间同步 ；
获取所述时间同步过程中产生的时间偏差 ；
由处理器将获取的时间偏差进行矢量累计， 得到时间偏差累计矢量 ；
确定所述时间偏差累计矢量的绝对值大于第一门限值时， 则确定输出时间不可 用；
将所述输出时间不可用的信息发送给监测服务器。
一种监测装置， 用于监测网络节点的输出时间， 所述监测装置包括 ：
时间同步模块， 用于与其他网络节点进行时间同步 ；
时间偏差获取模块， 用于获取所述时间同步过程中产生的时间偏差 ；
累计模块， 用于将获取的时间偏差进行矢量累计， 得到时间偏差累计矢量 ；
判断模块， 用于判断所述时间偏差累计矢量的绝对值是否大于第一门限值 ；
确定模块， 用于当所述判断模块确定所述时间偏差累计矢量的绝对值大于第一门 限值时， 则确定输出时间不可用 ；
发送模块， 用于将所述输出时间不可用的信息发送给监测服务器。
一种时间同步系统， 所述系统包括第一节点、 第二节点和监测服务器， 第一节点跟 踪第二节点的输出时间 ；
所述第一节点和第二节点都包括上述的监测装置 ；
所述监测服务器用于接收第一节点和第二节点发送的输出时间不可用的信息， 并 根据所述输出时间不可用的信息输出告警。
一种时间同步系统， 所述系统包括第一节点、 第二节点和监测服务器， 第一节点与 第二节点之间进行时间同步， 且第一节点跟踪第二节点的输出时间 ；
所述第一节点， 获取所述时间同步过程中产生的时间偏差， 将获取的时间偏差进 行矢量累计得到第一时间偏差累计矢量， 将第一时间偏差累计矢量发送给所述监测服务 器；
所述第二节点， 获取所述时间同步过程中产生的时间偏差， 将获取的时间偏差进 行矢量累计得到第二时间偏差累计矢量， 将第二时间偏差累计矢量发送给所述监测服务 器；
所述监测服务器， 计算所述第一时间偏差累计矢量与所述第二时间偏差累计矢量 的矢量差， 判断所述矢量差的绝对值是否大于第二门限值， 当所述获取单元获取的所述矢 量差的绝对值大于第二门限值时， 输出所述第一节点的输出时间出现异常的告警。 本发明实施例提供的技术方案的有益效果是 ：
通过节点获取每次时间同步中的时间偏差， 并对该时间偏差进行长期累积监测， 可以反映该节点时间调整的趋势和幅度， 在跟踪状态下评估节点的输出时间质量， 监测节 点的时间偏移， 对增强地面承载网通过 PTP 传递精确时间的可用性和可维护性有积极的意 义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案， 下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例， 对于 本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他 的附图。
图 1 是本发明实施例提供的一种监测网络节点的输出时间的方法的流程图 ；
图 2 是本发明实施例提供的节点连接示意图 ；
图 3 是本发明实施例提供的一种监测网络节点的输出时间的方法的流程图 ；
图 4 是本发明实施例提供的一种监测装置的结构示意图 ；
图 5 是本发明实施例提供的一种时间同步系统的结构示意图
图 6 是本发明实施例提供的一种时间同步系统的结构示意图。 具体实施方式
为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。
图 1 是本发明实施例提供的一种监测网络节点的输出时间的方法的流程图。该实施例的执行主体为时间同步系统中的第一节点， 该时间同步系统中至少包括第一节点和第 二节点， 且该第一节点和第二节点在该时间同步系统中逻辑直连， 参见图 1， 该实施例具体 包括 ：
101、 在节点之间进行时间同步 ；
本领域技术人员可以获知， 通信网络中的第一节点和第二节点均为网元， 该第一 节点和第二节点通过一条以上物理链路相连。第一节点和第二节点之间确定了传输的物 理链路和时间组网配置时， 启动 PTP， 该第一节点和第二节点根据配置情况自行进行端口协 商， 选取一条最优的物理链路作为跟踪路径完成时间同步。其中， 时间同步是 PTP 中的已知 过程， 在此暂不赘述。
102、 获取所述时间同步过程中产生的时间偏差 ；
在进行时间同步时， 第一节点为第二节点的从节点， 该第一节点跟踪第二节点， 第 一节点调整本地时间与第二节点的时间进行同步， 使得本地时间与第二节点的时间相同或 相近。
103、 由处理器将获取的时间偏差进行矢量累计， 得到时间偏差累计矢量 ；
在本实施例中， 每隔第一预设时长， 第一节点和第二节点进行一次时间同步， 每次 时间同步过程记录时间偏差并对该时间偏差进行矢量累计， 得到时间偏差累计矢量 ；
进一步地， 所述方法还包括 ： 将得到的时间偏差累计矢量发送给监测服务器。 每隔 第二预设时长， 将该时间点之前得到该时间偏差累计矢量发送给监测服务器， 使得监测服 务器根据预设时长内得到的时间偏差累计矢量监测节点的输出时间质量。 这个发送的是该 时间点之前的累计值， 而不是一段时间内的累计值， 监测服务器通过收到的每个时间段的 累计值， 可以看出该节点时间的偏移趋势。其中， 第一预设时长是进行同步的间隔， 第二预 设时长是发送时间偏差累计矢量的间隔， 该第一预设时长和第二预设时长为技术人员在系 统初始时进行设置。
其中， 该时间偏差的绝对值为该次时间同步中第一节点时间调整的幅度， 而该时 间偏差累计矢量的绝对值为该第一节点在预设时长内时间调整的总幅度。
另外， 根据时间偏差和时间偏差累计矢量的方向用于指示第一节点进行时间调整 的趋势是向前调整还是向后调整。
104、 确定所述时间偏差累计矢量的绝对值大于第一门限值时， 则确定输出时间不 可用。
在本实施例中， 该步骤 104 具体包括 ： 判断所述时间偏差累计矢量的绝对值是否 大于第一门限值， 如果是， 则确定所述第一节点的输出时间不可用， 如果否， 则确定所述第 一节点的输出时间可用。 本领域技术人员可以获知， 每次进行时间同步后， 第一节点的时间 与第二节点的时间应是相同或相近， 但是如果第一节点或第二节点中有任一个的输出时间 故障或频率差， 则再进行一次时间同步时， 还会出现时间偏差， 因此当第一节点确定该时间 偏差累计矢量的绝对值大于第一门限值， 则说明该第一节点或第二节点的时间出现问题， 该第一节点的输出时间不可用。 其中， 该第一门限值为时间同步系统中的预设值， 由技术人 员设置。
进一步地， 当所述第一节点为时间同步系统中的末节点时， 第一节点可以根据所 述时间偏差累计矢量监测该时间同步系统通过所述末节点对外输出的时间质量。105、 将所述输出时间不可用的信息发送给监测服务器。
在本实施例中， 为了向监测服务器告警该节点的输出时间不可用， 将输出时间不 可用的信息发送给监测服务器。
需要说明的是， 为了使所监测的输出时间偏移具有实际参考意义， 本发明可基于 网络已经完成时间跟踪的条件下实施。
通过节点获取每次时间同步中的时间偏差， 并对该时间偏差进行长期累积监测， 可以反映该节点时间调整的趋势和幅度， 在跟踪状态下评估节点的输出时间质量， 监测节 点的时间偏移对增强地面承载网通过 PTP 传递精确时间的可用性和可维护性有积极的意 义。
图 2 是本发明实施例提供的节点连接示意图。节点之间的连接关系如图 2 所示， NE1、 NE2、 NE3、 NE4、 NE5 和 NE6 分别通过光纤 1 ～ 5 物理连接， BITS 作为时间源输入， NE1 ～ NE6 启动 PTP， 则根据 PTP， 可以实现 NE1、 NE2、 NE3、 NE4、 NE6 和 NE5 的同步， NE6 跟踪路径 为： NE5-NE4-NE6。另外， 该网络中各网元时间跟踪状态正常， NE6 输出时间可用。
图 3 是本发明实施例提供的一种监测网络节点的输出时间的方法的流程图。本实 施例仅以图 2 所示的架构中的节点 NE5 和 NE4 为例进行说明， NE5 和 NE4 在网络中逻辑直 连， 该实施例具体包括 ： 301、 NE4 和 NE5 确定物理链路后， 进行端口协商 ；
本领域技术人员可以获知， NE4 和 NE5 之间根据时间同步协议进行端口协商， 其具 体协商过程在 PTP 标准中有明确描述， 在此不再赘述。
302、 当 NE4 为从端口， NE5 为主端口时， NE4 与 NE5 开始时间同步 ；
303、 NE4 根据时间同步过程中与 NE5 交互的协议信息获取时标 ；
其中， 时标通过 NE4 和 NE5 之间进行同步时交互的协议信息获得 ； 其具体过程说明 如下 ：
(1)NE5 在 t1 时刻发送 Sync 信息给 NE4， NE5 记录该时刻点时标 T1， 并将该时标 T1 通过 Sync 信息 ( 或者 Follow_up 信息 ) 传递到 NE4 ；
(2)Sync 信息到达 NE4 的时刻为 t2， 由 NE4 记录该时刻点的时标 T2 ；
(3)NE4 在时刻 t3 发送 Delay_Req 信息给 NE5， 由 NE4 记录该时刻点时标 T3 ；
(4)Delay_Req 信息到达 NE5 的时刻为 t4， 由 NE5 记录该时刻点的时标 T4， 并将该 时标通过 Delay_Resp 信息传递到 NE4。
304、 NE4 根据时标 T1、 T2、 T3 和 T4 计算时间偏差， 并根据该时间偏差调整本地时 间， 以完成 NE4 对 NE5 的跟踪 ；
假设信息从 NE5 到 NE4 的时间延迟与信息从 NE4 到 NE5e 的时间延迟相等且都为 Delay， 另外， 同一时刻在 NE4 上的时标相对于在 NE5 上的时标偏差 ( 即 NE4 相对于 NE5 的 时间偏差 ) 为 Offset， 则在 NE4 根据记录的 T2、 T3 和通过协议信息得到的 T1、 T4， 如下一元 一次方程式成立 ：
T2-T1 ＝ Delay+Offset
T4-T3 ＝ Delay-Offset
通过解上述方程， NE4 就可以计算出 NE5 与 NE4 间路径上的延迟 Delay， 以及 NE4 相对于 NE5 的时间偏差 Offset ：
Delay ＝ [(T2-T1)+(T4-T3)]/2
Offset ＝ [(T2-T1)-(T4-T3)]/2
NE4 根据计算得出的时间偏差 Offset 调整 NE4 本地精确时间， 就可以消除相对于 NE5 的时间偏差， 同步精确时间到与 NE5 一致。
305、 NE4 将获取的时间偏差进行矢量累计， 得到时间偏差累计矢量， 执行步骤 306 和 309 ；
需要说明的是， 这里记录的时间偏差为矢量， 对该矢量进行累计， 可以获知在一段 时间内时间的调整幅度和调整趋势。当第 N 次进行时间同步后， NE4 和 NE5 时间同步， 如果 第 N+1 次进行时间同步时， 还存在时间偏差， 通过累计可知该 NE4 和 NE5 之间的时间偏差方 向， 如果该矢量向同一方向不断增长， 则说明 NE4 或 NE5 在第 N 次同步后， 时间又出现偏移 现象。
该步骤 305 中的累计过程可以由节点内部的处理器进行。
306、 NE4 判断该时间偏差累计矢量的绝对值是否大于第一门限值，
如果是， 则执行步骤 307 ；
如果否， 则确定该 NE4 的输出时间可用， 结束。 当该时间偏差累计矢量的绝对值大于第一门限值， 不论该矢量方向是否改变， 都 说明 NE4 或 NE5 的时间出现异常， 该异常可能是由于 (1) 本地时钟有固定频偏或是 (2) 光纤 收发链路不对称 ( 即协议信息从主端口 Master 到从端口 Slave 的时间延迟与从 Slave 到 Master 的时间延迟相等 ) 造成的。以 SDH 光承载网为例， Master 和 Slave 间光纤收发链路 不对称性变化 1m， 导致计算出的时间偏差 Offset 就增加约为 5ns 的误差， 1us 的误差只需 要引入 200m 光纤不对称性为就可以了。同样的如果跟踪路径上某节点时钟存在固定频偏， 则该节点计算出的时间偏差 Offset 就会不断向同一个方向偏移， 最终对外输出的时间也 会随之错误的偏移。另外， 节点在处理协议信息的时标出现误差也会导致时间偏差 Offset 计算有误。
307、 确定该 NE4 的输出时间不可用， 将输出时间不可用的信息发送给监测服务 器；
本领域技术人员可以获知， 本实施例所述的监测服务器是指具有数据收集功能模 块的服务器， 这里所说监测服务器不一定是一个单独的服务器， 也可以是其他服务器的一 个功能模块。
308、 监测服务器接收 NE4 发送的输出时间不可用的信息， 输出 NE4 的输出时间出 现异常的告警， 结束。
监测服务器可以将该可用节点和不可用节点输出或提示给监测服务器用户， 以使 得用户能够根据输出或提示进行维护。
进一步地， 该实施例还包括 ：
309、 NE4 每隔第二预设时长， 将该发送时间点之前得到的第一时间偏差累计矢量 发送给监测服务器 ；
本实施例仅以图 2 所示的架构中的节点 NE4 和 NE5 为例进行说明， NE4 和 NE5 在网 络中逻辑直连， 且 NE4 跟踪 NE5 的输出时间， NE4 和 NE5 分别对自身的输出时间进行监测， 并将时间偏差累计矢量发送给监测服务器， NE5 为第二节点， NE5 发送的时间偏差累计矢量
为第二时间偏差累计矢量， NE4 为第一节点， NE4 发送的时间偏差累计矢量为第一时间偏差 累计矢量。
310、 监测服务器接收第一时间偏差累计矢量和第二时间偏差累计矢量 ；
在实际中， 监测服务器可以接收两个以上的节点发送的时间偏差累计矢量， 并根 据该时间偏差累计矢量对节点的输出时间质量进行监测。
311、 监测服务器计算所述第一时间偏差累计矢量与所述第二时间偏差累计矢量 的矢量差， 并判断所述矢量差的绝对值是否大于第二门限值，
如果是， 则执行步骤 312 ；
如果否， 则确定 NE4 未出现异常， 结束 ；
其中， 该第二门限值为时间同步系统中的预设值， 由技术人员设置。
312、 确定 NE4 出现异常， 输出所述第一节点的输出时间出现异常的告警。
由于 NE5 处于 NE4 的跟踪路径上， NE5 为主端口， NE4 为从端口， 该 NE4 根据 NE5 的 时间进行时间同步， 在 NE4 异常的情况下， 经过同步， NE4 与 NE5 之间应该保持时间相近或 同步， 而由于 NE4 异常， 其下一次同步需要调整的幅度可能会很大， 出现很大的时间偏差， 从而造成 NE5 和 NE4 时间偏差累计矢量的矢量差绝对值大于第二门限值。 需要说明的是， 通过对在同一跟踪路径上逻辑直连的节点间矢量差的绝对值的判 断， 可获知跟踪路径上所有异常节点， 进一步地， 监测服务器还可以根据同一跟踪路径上的 节点按照从后向前的顺序进行两两判断， 以便获知该跟踪路径上首个引入异常的节点， 以 图 2 所示的系统为例， 对于 NE6 的跟踪路径 NE5-NE4-NE6 来说， 如果监测服务器接收到的 NE4 和 NE6 的时间偏差累计矢量的差值的绝对值小于第二门限值， 则可对 NE4 和 NE5 的时间 偏差累计矢量的差值的绝对值进行判断， 当该绝对值大于第二门限值， 则可获知该跟踪路 径上首个引入异常的节点为 NE4。
通过节点获取每次时间同步中的时间偏差， 并对该时间偏差进行长期累积监测， 可以反映该节点时间调整的趋势和幅度， 在跟踪状态下评估节点的输出时间质量， 监测节 点的时间偏移， 对增强地面承载网通过 PTP 传递精确时间的可用性和可维护性有积极的意 义。进一步地， 基于 PTP 原理， 只要网络输出节点跟踪路径上的某节点的时间偏差 Offset 出现偏移， 则说明该网络输出节点的输出时间也会跟踪偏移， 并且可据此判断该跟踪路径 上首个时间偏差累计矢量出现较大偏移的节点为可能引入偏移的节点。
图 4 是本发明实施例提供的一种监测装置， 用于监测网络节点的输出时间， 。参见 图 4， 该监测装置包括 ：
时间同步模块 401， 用于与其他网络节点进行时间同步 ；
时间偏差获取模块 402， 用于获取所述时间同步过程中产生的时间偏差 ；
累计模块 403， 用于将获取的时间偏差进行矢量累计， 得到时间偏差累计矢量 ；
判断模块 404， 用于判断所述时间偏差累计矢量的绝对值是否大于第一门限值 ；
确定模块 405， 用于当所述判断模块确定所述时间偏差累计矢量的绝对值大于第 一门限值时， 则确定输出时间不可用 ；
发送模块 406， 用于将所述输出时间不可用的信息发送给监测服务器。
所述发送模块 406 还用于将所述累计模块 403 得到的时间偏差累计矢量发送给监 测服务器。
本实施例提供的装置， 具体可以为节点上的功能模块， 与方法实施例属于同一构 思， 其具体实现过程详见方法实施例， 这里不再赘述。
图 5 是本发明实施例提供的一种时间同步系统的结构示意图。 参见图 5， 该系统包 括：
所述系统包括第一节点 A1、 第二节点 B1 和监测服务器 C1， 第一节点 A1 跟踪第二 节点 B1 的输出时间 ；
所述第一节点 A1 和第二节点 B1 都包括上述实施例所述的监测装置 ；
所述监测服务器 C1 用于接收第一节点 A1 和第二节点 B1 发送的输出时间不可用 的信息， 并根据所述输出时间不可用的信息输出告警。
其中， 所述第一节点 A1， 还用于向所述监测服务器 C1 发送第一时间偏差累计矢 量；
所述第二节点 B1， 还用于向所述监测服务器发送第二时间偏差累计矢量 ；
所述监测服务器 C1 包括 ：
接收单元 C11， 用于接收所述第一时间偏差累计矢量和所述第二时间偏差累计矢 量；
计算单元 C12， 用于计算所述第一时间偏差累计矢量与所述第二时间偏差累计矢 量的矢量差 ；
判断单元 C13， 用于判断所述矢量差的绝对值是否大于第二门限值， 并当所述获取 单元获取的所述矢量差的绝对值大于第二门限值时， 确定所述第一节点的输出时间出现异 常；
输出单元 C14， 用于输出所述第一节点的输出时间出现异常的告警。
本实施例提供的系统， 与方法实施例属于同一构思， 其具体实现过程详见方法实 施例， 这里不再赘述。
图 6 是本发明实施例提供的一种时间同步系统的结构示意图。 参见图 6， 该系统包 括： 第一节点 A2、 第二节点 B2 和监测服务器 C2， 第一节点 A2 与第二节点 B2 之间进行时间 同步， 且第一节点 A2 跟踪第二节点 B2 的输出时间 ；
所述第一节点 A2， 获取所述时间同步过程中产生的时间偏差， 将获取的时间偏差 进行矢量累计得到第一时间偏差累计矢量， 将第一时间偏差累计矢量发送给所述监测服务 器；
所述第二节点 B2， 获取所述时间同步过程中产生的时间偏差， 将获取的时间偏差 进行矢量累计得到第二时间偏差累计矢量， 将第二时间偏差累计矢量发送给所述监测服务 器；
所述监测服务器 C2， 计算所述第一时间偏差累计矢量与所述第二时间偏差累计矢 量的矢量差， 判断所述矢量差的绝对值是否大于第二门限值， 当所述获取单元获取的所述 矢量差的绝对值大于第二门限值时， 输出所述第一节点的输出时间出现异常的告警。
所述第一节点 A2， 还判断所述第一时间偏差累计矢量的绝对值是否大于第一门限 值， 当所述第一时间偏差累计矢量的绝对值大于第一门限值时， 则确定第一节点的输出时 间不可用， 并将所述输出时间不可用的信息发送给监测服务器 ；
所述监测服务器 C2， 还根据所述第一节点发送的输出时间不可用的信息输出告警。 所述第二节点 B2， 还判断所述第二时间偏差累计矢量的绝对值是否大于第一门限 值， 当所述第二时间偏差累计矢量的绝对值大于第一门限值时， 则确定第二节点的输出时 间不可用， 并将所述输出时间不可用的信息发送给监测服务器 ；
所述监测服务器 C2， 还根据所述第二节点发送的输出时间不可用的信息输出告 警。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件 来完成， 也可以通过程序来指令相关的硬件完成， 所述的程序可以存储于一种计算机可读 存储介质中， 上述提到的存储介质可以是只读存储器， 磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精神和 原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。