发明名称 一种通过捕获协议控制帧测试时间触发以太网的时钟同步修正值的装置
摘要 本发明公开了一种通过捕获协议控制帧测试时间触发以太网的时钟同步修正值的装置,该装置包含有收发模块(1、6)、帧类型识别模块(2、7)、透明时钟字段处理模块(3、8)、循环冗余校验码计算模块(4、9)、数据复接模块(5、10)、时钟同步修正值模块(11)、计算数据存储模块(12)、数据承载帧内容添加模块(13)和/或故障注入模块(14)。本发明PCF‑Time装置通过观测全双工链路上属于同一综合循环的上下行PCF帧,可以在不改造SM和CM软硬件的前提下即可得到SM的分布式时钟同步修正值,并可以通过篡改PCF帧的TC域的值注入时钟同步故障。
申请公布号 CN106059701A 申请公布日期 2016.10.26
申请号 CN201610683599.2 申请日期 2016.08.17
申请人 北京航空航天大学 发明人 李峭;孔韵雯;汤雪乾
分类号 H04J3/06(2006.01)I 主分类号 H04J3/06(2006.01)I
代理机构 北京永创新实专利事务所 11121 代理人 李有浩
主权项 一种通过捕获协议控制帧测试时间触发以太网的时钟同步修正值的装置,该装置不影响时间触发以太网的正常数据传输;其特征在于:该装置包含有A收发模块(1)、上行帧类型识别模块(2)、上行透明时钟字段处理模块(3)、上行循环冗余校验码计算模块(4)、上行数据复接模块(5)、B收发模块(6)、下行帧类型识别模块(7)、下行透明时钟字段处理模块(8)、下行循环冗余校验码计算模块(9)、下行数据复接模块(10)、时钟同步修正值模块(11)、计算数据存储模块(12)和数据承载帧内容添加模块(13);A收发模块(1)与A端系统连接,所述A收发模块(1)用于接收A端系统输出的帧信息OUT<sub>端系统</sub>={SM_PCF,SM_DBF},其中,<img file="FDA0001082073280000011.GIF" wi="996" he="95" />为上行协议控制帧,<img file="FDA0001082073280000012.GIF" wi="1019" he="98" />为数据承载帧;PCF<sub>1</sub><sup>SM</sup>表示由TTE网络的同步主控器SM输出的第一个协议控制帧;<img file="FDA0001082073280000014.GIF" wi="178" he="74" />表示由TTE网络的同步主控器SM输出的第二个协议控制帧;<img file="FDA0001082073280000015.GIF" wi="179" he="74" />表示由TTE网络的同步主控器SM输出的最后一个协议控制帧;DBF<sub>1</sub><sup>SM</sup>表示由被监测以太网链路上配置的同步主控器SM输出的第一个数据承载帧;<img file="FDA0001082073280000016.GIF" wi="178" he="74" />表示由被监测以太网链路上配置的同步主控器SM输出的第二个数据承载帧;<img file="FDA0001082073280000017.GIF" wi="178" he="75" />表示由被监测以太网链路上配置的同步主控器SM输出的最后一个数据承载帧;B收发模块(6)与交换机的连接,所述B收发模块(6)用于接收交换机输出的帧信息<img file="FDA0001082073280000013.GIF" wi="1003" he="98" />PCF<sub>1</sub><sup>CM</sup>表示由TTE网络的压缩主控器CM输出的第一个协议控制帧;<img file="FDA0001082073280000018.GIF" wi="179" he="75" />表示由TTE网络的压缩主控器CM输出的第二个协议控制帧;<img file="FDA0001082073280000019.GIF" wi="179" he="75" />表示由TTE网络的压缩主控器CM输出的最后一个协议控制帧;上行帧类型识别模块(2)设置有用于识别所述<img file="FDA0001082073280000021.GIF" wi="1021" he="102" />的数据承载帧类型标识DBF<sub>类型</sub>;上行帧类型识别模块(2)第一方面用于接收所述OUT<sub>端系统</sub>={SM_PCF,SM_DBF};上行帧类型识别模块(2)第二方面根据PCF帧的类型字段对所述OUT<sub>端系统</sub>={SM_PCF,SM_DBF}中的上行协议控制帧<img file="FDA0001082073280000022.GIF" wi="997" he="94" />进行识别,从而获得上行识别PCF帧信息<img file="FDA0001082073280000023.GIF" wi="867" he="95" />并将所述M<sub>2‑3</sub>输出给上行透明时钟字段处理模块(3);上行帧类型识别模块(2)第三方面根据所述DBF<sub>类型</sub>对所述OUT<sub>端系统</sub>={SM_PCF,SM_DBF}中的数据承载帧<img file="FDA0001082073280000024.GIF" wi="1019" he="95" />进行识别,从而获得上行识别数据承载帧信息<img file="FDA0001082073280000025.GIF" wi="891" he="91" />上行帧类型识别模块(2)第四方面将所述<img file="FDA0001082073280000026.GIF" wi="835" he="91" />的到达标志信息M<sub>2‑11</sub>={SM_SIG,SM_IC}输出给时钟同步修正值模块(11);<img file="FDA0001082073280000027.GIF" wi="820" he="79" /><img file="FDA00010820732800000216.GIF" wi="126" he="75" />表示PCF<sub>1</sub><sup>SM</sup>的轮次标号,<img file="FDA00010820732800000217.GIF" wi="124" he="75" />表示<img file="FDA00010820732800000223.GIF" wi="179" he="75" />的轮次标号,<img file="FDA00010820732800000219.GIF" wi="126" he="74" />表示<img file="FDA00010820732800000218.GIF" wi="178" he="74" />的轮次标号;<img file="FDA0001082073280000028.GIF" wi="990" he="95" /><img file="FDA00010820732800000221.GIF" wi="152" he="74" />表示PCF<sub>1</sub><sup>SM</sup>被识别出的时刻,<img file="FDA00010820732800000224.GIF" wi="150" he="74" />表示<img file="FDA00010820732800000225.GIF" wi="176" he="74" />被识别出的时刻,<img file="FDA00010820732800000220.GIF" wi="153" he="74" />表示<img file="FDA00010820732800000222.GIF" wi="177" he="74" />被识别出的时刻;上行透明时钟字段处理模块(3)设置有透明时钟补偿值<img file="FDA0001082073280000029.GIF" wi="169" he="81" />上行透明时钟字段处理模块(3)第一方面接收上行帧类型识别模块(2)输出的识别PCF帧信息<img file="FDA00010820732800000210.GIF" wi="1227" he="91" />上行透明时钟字段处理模块(3)第二方面将所述M<sub>2‑3</sub>中<img file="FDA00010820732800000211.GIF" wi="1060" he="97" />的透明时钟<img file="FDA00010820732800000212.GIF" wi="910" he="118" />输出给时钟同步修正值模块(11);<img file="FDA00010820732800000213.GIF" wi="189" he="70" />表示所述PCF<sub>1</sub><sup>SM</sup>的透明时钟;<img file="FDA00010820732800000214.GIF" wi="189" he="67" />表示所述<img file="FDA00010820732800000226.GIF" wi="178" he="75" />的透明时钟;<img file="FDA00010820732800000215.GIF" wi="185" he="75" />表示所述<img file="FDA00010820732800000227.GIF" wi="178" he="75" />的透明时钟;上行透明时钟字段处理模块(3)第三方面根据透明时钟补偿值<img file="FDA00010820732800000228.GIF" wi="144" he="83" />对所述M<sub>2‑3</sub>中<img file="FDA0001082073280000031.GIF" wi="1061" he="101" />进行处理,从而得到上行链路补偿信息<img file="FDA0001082073280000032.GIF" wi="1011" he="98" />所述M<sub>3‑5</sub>一方面输出给上行数据复接模块(5),另一方面输出给上行循环冗余校验码计算模块(4);上行循环冗余校验码计算模块(4)第一方面接收上行透明时钟字段处理模块(3)输出的上行链路补偿信息<img file="FDA0001082073280000033.GIF" wi="1011" he="91" />第二方面接收数据承载帧内容添加模块(13)输出的添加-数据承载帧信息<img file="FDA0001082073280000034.GIF" wi="1078" he="94" />第三方面采用CRC码生成方法对<img file="FDA0001082073280000035.GIF" wi="981" he="95" />进行处理,得到每个PCF帧对应的CRC码,记为上行PCF帧校验码<img file="FDA0001082073280000036.GIF" wi="1133" he="112" />第四方面采用CRC码生成方法对<img file="FDA0001082073280000037.GIF" wi="1046" he="91" />进行处理,得到每个数据承载帧DBF对应的CRC码,记为DBF帧校验码<img file="FDA0001082073280000038.GIF" wi="1189" he="111" />上行循环冗余校验码计算模块(4)将该<img file="FDA0001082073280000039.GIF" wi="1053" he="205" />输出给上行数据复接模块(5);上行数据复接模块(5)第一方面接收上行链路补偿信息<img file="FDA00010820732800000310.GIF" wi="1014" he="99" />上行数据复接模块(5)第二方面接收上行CRC校验码信息<img file="FDA00010820732800000311.GIF" wi="1086" he="202" />上行数据复接模块(5)第三方面接收添加-数据承载帧信息<img file="FDA00010820732800000312.GIF" wi="1077" he="99" />上行数据复接模块(5)第四方面采用<img file="FDA00010820732800000313.GIF" wi="1053" he="198" />中的<img file="FDA00010820732800000314.GIF" wi="682" he="79" />替换<img file="FDA00010820732800000315.GIF" wi="762" he="80" />中的CRC校验码;从而得到替换-上行链路PCF帧信息<img file="FDA0001082073280000041.GIF" wi="926" he="79" />所述IN<sub>端系统</sub>经B收发模块(6)传输给交换机;上行数据复接模块(5)第五方面采用<img file="FDA0001082073280000042.GIF" wi="1053" he="202" />中的<img file="FDA0001082073280000043.GIF" wi="813" he="87" />替换<img file="FDA0001082073280000044.GIF" wi="819" he="79" />中的CRC校验码;从而得到替换-上行链路DBF帧信息<img file="FDA0001082073280000045.GIF" wi="854" he="78" />下行帧类型识别模块(7)第一方面用于接收所述<img file="FDA0001082073280000046.GIF" wi="1006" he="99" />下行帧类型识别模块(7)第二方面根据PCF帧的类型字段对所述<img file="FDA0001082073280000047.GIF" wi="974" he="98" />中的下行协议控制帧<img file="FDA0001082073280000048.GIF" wi="1012" he="94" />进行识别,从而获得识别后的下行协议控制帧信息<img file="FDA0001082073280000049.GIF" wi="882" he="98" />并将所述M<sub>7‑8</sub>输出给下行透明时钟字段处理模块(8);下行帧类型识别模块(7)第三方面会将所述<img file="FDA00010820732800000410.GIF" wi="1076" he="95" />的到达标志信息M<sub>7‑11</sub>={CM_SIG,CM_IC}输出给时钟同步修正值模块(11);<img file="FDA00010820732800000411.GIF" wi="829" he="78" /><img file="FDA00010820732800000416.GIF" wi="125" he="74" />表示PCF<sub>1</sub><sup>CM</sup>的轮次标号,<img file="FDA00010820732800000417.GIF" wi="128" he="74" />表示<img file="FDA00010820732800000418.GIF" wi="178" he="75" />的轮次标号,<img file="FDA00010820732800000419.GIF" wi="129" he="75" />表示<img file="FDA00010820732800000420.GIF" wi="177" he="73" />的轮次标号;<img file="FDA00010820732800000412.GIF" wi="1006" he="99" /><img file="FDA00010820732800000427.GIF" wi="155" he="74" />表示PCF<sub>1</sub><sup>CM</sup>被识别出的时刻,<img file="FDA00010820732800000428.GIF" wi="155" he="75" />表示<img file="FDA00010820732800000422.GIF" wi="179" he="75" />被识别出的时刻,<img file="FDA00010820732800000421.GIF" wi="155" he="75" />表示<img file="FDA00010820732800000426.GIF" wi="182" he="75" />被识别出的时刻;下行透明时钟字段处理模块(8)设置有透明时钟补偿值<img file="FDA00010820732800000423.GIF" wi="169" he="83" />下行透明时钟字段处理模块(8)第一方面接收下行帧类型识别模块(7)输出的识别PCF帧信息<img file="FDA00010820732800000413.GIF" wi="875" he="91" />下行透明时钟字段处理模块(8)第二方面根据透明时钟补偿值<img file="FDA00010820732800000424.GIF" wi="142" he="83" />对所述<img file="FDA00010820732800000414.GIF" wi="849" he="91" />进行处理,从而得到下行链路补偿信息<img file="FDA00010820732800000415.GIF" wi="1036" he="99" />然后从<img file="FDA00010820732800000425.GIF" wi="221" he="75" />中提取出补偿后的透明时钟记为<img file="FDA0001082073280000051.GIF" wi="222" he="87" /><img file="FDA0001082073280000052.GIF" wi="220" he="78" />中提取出补偿后的透明时钟记为<img file="FDA0001082073280000053.GIF" wi="224" he="94" /><img file="FDA0001082073280000054.GIF" wi="222" he="79" />中提取出补偿后的透明时钟记为<img file="FDA0001082073280000055.GIF" wi="222" he="92" />补偿下行-透明时钟用集合的形式表示为<img file="FDA0001082073280000056.GIF" wi="1107" he="115" />所述M<sub>8‑10</sub>一方面输出给下行数据复接模块(10),另一方面输出给下行循环冗余校验码计算模块(9);下行透明时钟字段处理模块(8)第三方面将所述<img file="FDA0001082073280000057.GIF" wi="916" he="115" />输出给时钟同步修正值模块(11);下行循环冗余校验码计算模块(9)第一方面接收下行透明时钟字段处理模块(8)输出的下行链路补偿信息<img file="FDA0001082073280000058.GIF" wi="1042" he="99" />第二方面采用CRC码生成方法对<img file="FDA0001082073280000059.GIF" wi="1011" he="99" />进行处理,得到每个PCF帧对应的CRC码,即下行CRC校验码信息<img file="FDA00010820732800000510.GIF" wi="958" he="111" />该M<sub>9‑10</sub>下行数据复接模块(10);下行链路模块(10)第一方面接收下行链路补偿信息<img file="FDA00010820732800000511.GIF" wi="1038" he="99" />下行链路模块(10)第二方面接收下行CRC校验码信息<img file="FDA00010820732800000512.GIF" wi="956" he="112" />下行链路模块(10)第三方面采用<img file="FDA00010820732800000513.GIF" wi="930" he="110" />替换<img file="FDA00010820732800000514.GIF" wi="775" he="79" />中的CRC校验码;从而得到替换-下行链路PCF帧信息<img file="FDA00010820732800000515.GIF" wi="976" he="79" />所述IN<sub>交换机</sub>经A收发模块(1)传输给A端系统;时钟同步修正值模块(11)第一方面接收上行帧类型识别模块(2)输出的上行到达标志信息M<sub>2‑11</sub>={SM_SIG,SM_IC}、上行透明时钟字段处理模块(3)输出的上行透明时钟<img file="FDA00010820732800000516.GIF" wi="939" he="111" />下行帧类型识别模块(7)输出的下行到达标志信息M<sub>7‑11</sub>={CM_SIG,CM_IC}和下行透明时钟字段处理模块(8)输出的补偿下行-透明时钟<img file="FDA00010820732800000517.GIF" wi="949" he="110" />时钟同步修正值模块(11)第二方面利用<img file="FDA00010820732800000518.GIF" wi="957" he="96" />来记录捕获<img file="FDA0001082073280000061.GIF" wi="998" he="94" />的时间点,记为上行捕获时刻<img file="FDA0001082073280000062.GIF" wi="806" he="114" />时钟同步修正值模块11第三方面利用<img file="FDA0001082073280000063.GIF" wi="982" he="97" />来记录捕获<img file="FDA0001082073280000064.GIF" wi="1022" he="95" />的时间点,记为下行捕获时刻<img file="FDA0001082073280000065.GIF" wi="821" he="111" />时钟同步修正值模块11第四方面利用相同综合循环轮次的时钟同步修正关系<img file="FDA0001082073280000066.GIF" wi="1486" he="111" />求取综合循环轮次为<img file="FDA0001082073280000067.GIF" wi="123" he="72" />的A端系统的时钟同步修正值;Δt表示TTE网络在完全时钟同步条件下A端系统发出PCF帧到接收交换机发回的PCF帧的时间间隔;D<sub>max</sub>表示最大传输时延;数据存储模块12存储有SM的轮次号<img file="FDA0001082073280000068.GIF" wi="815" he="79" />CM的轮次号<img file="FDA0001082073280000069.GIF" wi="843" he="79" />SM本地时钟修正值<img file="FDA00010820732800000610.GIF" wi="758" he="83" />数据承载帧内容添加模块13第一方面接收上行帧类型识别模块2输出的识别数据承载帧信息<img file="FDA00010820732800000611.GIF" wi="891" he="91" />数据承载帧内容添加模块13第二方面从数据存储模块12中获取SM的轮次号<img file="FDA00010820732800000612.GIF" wi="789" he="79" />和SM本地时钟修正值<img file="FDA00010820732800000613.GIF" wi="766" he="79" />数据承载帧内容添加模块(13)第三方面将数据存储模块(12)中当前缓冲存储的k次分析计算结果写入每个数据承载帧DBF<sup>SM</sup>的数据载荷区,数据载荷区的剩余部分用0填充,从而形成添加后的添加-数据承载帧信息<img file="FDA00010820732800000614.GIF" wi="1077" he="97" />所述添加-数据承载帧信息M<sub>13‑5</sub>分别供上行循环冗余校验码计算模块(4)和上行数据模块(5)进行继续处理。
地址 100191 北京市海淀区学院路37号
您可能感兴趣的专利