[发明专利]一种以太网的同步方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种以太网的同步方法、装置及系统。

背景技术

实时工业以太网技术中，通信效率和实时性能是两大重点。PROFINET IRT（PROFINET Isochronous Real-Time，基于PROFINET的同步实时，PROFINET一种工业以太网通讯协定）是一种高效的传输方式，主节点按逆序依次发送数据包，从节点同时向主节点发送数据包，以此获得极高的传输效率。

如图1所示，PROFINET IRT这种传输方式需要各个从节点在同一时间发出数据包，因此需要良好的同步性能，使其发送时刻一致，保证数据包在转发过程中不会在某些从节点中堆积，从而获得高效的传输性能。

PROFINET IRT使用IEEE1588协议进行同步，因此，在每个通信周期中，除了正常传输数据的时间之外，还需要额外的同步时间。如果每个通信周期所有从节点都进行一次同步，则同步所需的时间将超过正常传输数据的时间，极大的降低了有效数据的传输率。

一种折中的解决方法是，在每个通信周期仅对一个从节点进行同步，当网络总共有N个从节点时，完成对所有从节点的一次同步需要N个通信周期，对于单个从节点，其同步周期也相应变为N个通信周期。由于时钟芯片一致性等问题，同步周期越长，其累积的偏差就越大，比如一个50ppm的晶振产生的时钟，如果同步周期为20ms，则同步周期累计的误差可达到1us。

可见，目前进行同步对通信效率的影响较大，或者同步精度较小。

发明内容

本发明实施例提供一种以太网的同步方法、装置及系统，以实现精度较大的同步并对通信效率影响较小。

本发明实施例提供一种以太网的同步方法，包括：

主节点对每个从节点，获取该从节点发送的反馈帧中携带的从节点到主节点的路径延迟，所述路径延迟为发送该反馈帧的从节点确定的发送时间与各转发该反馈帧的从节点的转发延迟时间之和；

主节点确定传输路径的延迟为接收该反馈帧的时间与所述路径延迟的差值；

主节点向该从节点发送命令帧，并在所述命令帧中携带该命令帧的发送时间与所述路径延迟之和，由该从节点接收到该命令帧后，根据接收该命令帧的接收时间以及所述命令帧中的该命令帧的发送时间、传输路径的延迟与各转发该命令帧的从节点的转发延迟时间三者之和，调整时间计数器。

由于从节点可以根据命令帧中的该命令帧的发送时间、传输路径的延迟与各转发该命令帧的从节点的转发延迟时间三者之和，确定出自身时间计数器与主节点的时间计数器的差异，进而可以对时间计数器进行调整，与主节点的时间计数器实现同步。

进一步，为尽可能的充分利用传输路线，提高传输效率，主节点向该从节点发送命令帧，具体包括：

主节点根据各从节点的级联顺序，从远到近依次向各从节点发送命令帧。

进一步，为了使得各从节点的同步更加精确，还包括：

主节点在接收到反馈帧后，若在接收反馈帧的同一通信周期向该从节点发送命令帧，则将命令帧中的周期标志位设置为第一设定值，由从节点接收到该命令帧后，在当前时间计数器值的基础上调整时间计数器；

主节点在接收到反馈帧后，若在接收反馈帧的下一通信周期向该从节点发送命令帧，则将命令帧中的周期标志位设置为第二设定值，由从节点接收到该命令帧后，在前一通信周期的时间计数器值的基础上调整时间计数器。

本发明实施例还提供一种以太网的同步方法，包括：

从节点向主节点发送反馈帧，并在所述反馈帧中携带该反馈帧的发送时间；

从节点接收主节点获取所述反馈帧中的路径延迟后，发送的命令帧，所述命令帧中携带所述命令帧中的该命令帧的发送时间、传输路径的延迟与各转发该命令帧的从节点的转发延迟时间三者之和，所述路径延迟为为发送该反馈帧的从节点确定的发送时间与各转发该反馈帧的从节点的转发延迟时间之和，所述传输路径的延迟为主节点接收该反馈帧的时间与所述路径延迟的差值；

从节点根据接收该命令帧的接收时间以及所述命令帧中的该命令帧的发送时间、传输路径的延迟与各转发该命令帧的从节点的转发延迟时间三者之和，调整时间计数器。

由于从节点可以根据命令帧中的该命令帧的发送时间、传输路径的延迟与各转发该命令帧的从节点的转发延迟时间三者之和，确定出自身时间计数器与主节点的时间计数器的差异，进而可以对时间计数器进行调整，与主节点的时间计数器实现同步。

进一步，对于该级联有下一级从节点的从节点，该方法还包括：