CN101425865A - 传输网中的时钟同步方法、系统和从时钟侧实体 - Google Patents

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    • H04J3/0647Synchronisation among TDM nodes
    • H04J3/065Synchronisation among TDM nodes using timestamps

Abstract

本发明公开了一种传输网中的时钟同步方法,包括:通过测量主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延;获得主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量;利用所述时间偏移量计算出主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差;从时钟与主时钟交互消息,得到t1、t2、t3和t4;利用上述主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差和t1、t2、t3、t4计算得到钟差Offset,从时钟根据Offset调整自身时钟。本发明还公开了相应系统和从时钟侧实体。利用本发明,可以准确的计算钟差Offset,从而保证从时钟和主时钟之间的同步。

Description

传输网中的时钟同步方法、系统和从时钟侧实体
[0001] 技术领域
[0002] 本发明涉及传输网络技术领域,特别涉及一种传输网中的时钟同步方法、系统和从时钟侧实体。
[0003] 背景技术
[0004] 同步的目的是使两个或两个以上的信号在时间上保持一致,具体的,是频率或相位上保持严格一致。时钟同步的方式包括主从同步方式。该方式是定时信号从主时钟传送到下级的从时钟,从时钟根据获得的定时信号调整自身的时钟,以保持与主时钟的同步。
[0005] 现有技术中一种主从同步方式的时钟同步方法中消息发送过程如图1所示。由图中可见,Tm为主时钟,Ts为从时钟,主时钟和从时钟是不同步的,存在钟差(offset),需要通过主从时钟间信息的发送和接收使从时钟正确得知该offset,进而根据该offset调整自身时钟。具体如下:
[0006] 步骤101:主时钟发送Sync消息到从时钟,并且主时钟记录发送该Sync消息的时间t1;从时钟接收主时钟发来的Sync消息,并且从时钟记录该消息到达时间t2。
[0007] 步骤102:主时钟发送Follow up消息到从时钟,该消息包含t1;
[0008] 这样,从时钟得到主时钟发送Sync消息的时间t1。
[0009] 步骤103:从时钟发送Delay_Req消息到主时钟,并且从时钟记录发送时间t3。
[0010] 步骤104:主时钟收到从时钟发来的Delay_Req消息,并且主时钟记录该Delay_Req到达时间t4。
[0011] 步骤105:主时钟发送Delay_Resp消息到从时钟,该消息中包含t4。
[0012] 这样,从时钟得到Delay_Req消息到达主时钟的时间t4。
[0013] 至此,从时钟得到t1、t2、t3、t4四个时间值。并且,如图中所示,还存在主时钟到从时钟的传输时延Master_Slave Delay,和从时钟到主时钟的传输时延Slave_Master_Delay,则可以利用下述公式计算Offset:
[0014] Offset=[(t2-t1)-(t4-t3)]/2-(Master_Slave_Delay-Slave_Master_Delay)/2(1)
[0015] 可见,公式中的(0Master_Slave_Delay-Slave_Master_Delay)是双向的时延差。
[0016] 目前,采用该方法的有协议IEEE1588(PTP,精确定时协议,PrecisionTiming Protocol),而该协议对时间精度有一定要求,适用于在以太网上使用。而且,在以太网这样的双向通信网络中,公式(1)中的双向时延差,即(Master_Slave_Delay-Slave_Master_Delay)的统计平均值,其符合均值为0的正态分布,如图2中所示。因此,该情况下,t1、t2、t3和t4可以通过多次测量取平均值,这样公式(1)可以变为:
[0017] Offset=[(t2-t1)-(t4-t3)]/2               (2)
[0018] 进而,获得Offset值,从时钟根据该Offset值调整自身的时钟,从而与主时钟同步。
[0019] 但是,现有的通信系统,如3G、电话交换机、路由器等,大多承载在时分复用(Time Division Multiplexing,TDM)传输网上。TDM传输网包括同步数字系列(Synchronous Digital Hierarchy,SDH)和/或准同步数字系列(Plesiochronous Digital Hierarchy,PDH)网。而TDM是基于时分复用的,其收发时延不对称,存在很大差值。例如,SDH网包括光纤和网元,而每个网元的时延等于每一帧的输出时刻减去输入时刻。输入时刻主要受线路时延,即线路长度的影响。输出时刻是由网元自主产生8k Hz的帧周期信号决定,而所述自主产生的帧周期信号,其相位是随机量。因此,输出时刻减去输入时刻的值是未知值,但又是一个不为0的常数。那么,也就是说,公式(1)中的(Master_Slave_Delay-Slave_Master_Delay)其统计平均值并不符合均值为0的正态分布,而且,其瞬时值也不为0。此时,如果仍采用类似协议IEEE1588的方法,即采用公式(2)计算Offset,将会导致结果不准确,不能保证时钟同步。
[0020] 发明内容
[0021] 本发明的目的是提供一种传输网中的时钟同步方法、系统和从时钟侧实体,以克服采用类似IEEE1588协议方法计算Offset导致结果不准确,不能保证时钟同步的缺点。
[0022] 为解决上述技术问题,本发明提供一种传输网中的时钟同步方法、系统和从时钟侧实体是这样实现的:
[0023] 一种传输网中的时钟同步方法,包括:
[0024] 测量主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延;
[0025] 获得主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量;
[0026] 利用主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延和主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量计算出主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差;
[0027] 从时钟与主时钟交互时钟同步消息,得到第一消息的到达时间t2和发送时间t1,并得到与第一消息反向的第三消息的到达时间t4和发送时间t3;
[0028] 利用上述主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差和t1、t2、t3、t4计算得到钟差Offset,从时钟根据Offset调整自身的时钟。
[0029] 所述测量主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延包括:
[0030] 对主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上输入和输出各个网元的STM-N帧的帧头定位,根据定位的两个帧头对应的时间之差得到各个网元的输入输出时延。
[0031] 所述获得主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量包括:
[0032] 在主时钟和从时钟上获得主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量。
[0033] 所述利用主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延和主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量计算出主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差包括:
[0034]
[0035]
[0036]
[0037]
[0038] 其中,T(i)Master-slave_Frame_out表示主到从方向上STM-N帧在网元输出接口的时间,T(i)Master-Slave_Frame_in表示主到从方向上STM-N帧在网元输入接口的时间,则[T(i)Master-slave_Frame_out-T(i)Master-Slave_Frame_in]表示主到从方向上同一网元的STM-N帧头的输入输出时延;T(i)Slave-Master_Frame_out表示从到主方向上STM-N帧在网元输出接口的时间,T(i)Slave-Master_Frame_in表示从到主方向上STM-N帧在网元输入接口的时间,则[T(i)Slave-Master_Frame_out-T(i)Slave-Master_Frame_in]表示从到主方向上同一网元的STM-N帧头的输入输出时延;i表示SDH的网元标号,i=1...N;
[0039] Pointer(N)Master-Slave_out表示在第N个网元上主到从方向上网元输出口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(1)Master-Slave_in表示在第1个网元上主到从方向上网元输入口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(N)Slave-Master_in表示在第N个网元上从从到主方向上网元输入口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(1)Slave-Master_out表示在第1个网元上从从到主方向上网元输出口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,(1)和(N)表示与主时钟和从时钟相邻的SDH网元的序号。
[0040] 所述从时钟通过与主时钟的消息交互得到第一消息的到达时间t2和该消息的发送时间t1由以下方式实现:
[0041] 主时钟发送第一消息到从时钟,并记录发送第一消息的时间t1;从时钟接收主时钟发来的第一消息,并且记录第一消息到达时间t2;主时钟发送包括所述时间t1的第二消息到从时钟;
[0042] 或
[0043] 从时钟发送第一消息到主时钟,并记录发送第一消息的时间t1;主时钟接收从时钟发来的第一消息,并且主时钟记录第一消息到达时间t2;主时钟发送包括所述时间t2的第二消息到从时钟。
[0044] 所述计算钟差Offset包括:
[0045] 利用公式
[0046] Offset=[(t2-t1)-(t4-t3)]/2-(Master_Slave_Delay-Slave_Master_Delay)/2计算得到钟差Offset。
[0047] 一种传输网中的时钟同步系统,包括主时钟侧实体、从时钟侧实体,输入输出时延测量单元,其中
[0048] 输入输出时延测量单元,用于测量主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延;
[0049] 主时钟侧实体,用于测量主时钟上发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量;
[0050] 从时钟侧实体,用于获得从时钟上发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,并获得主时钟侧实体测量得到的主时钟上发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,利用主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延和主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量计算出主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差;并与主时钟交互时钟同步消息,得到第一消息的到达时间t2和发送时间t1,并得到与第一消息反向的第三消息的到达时间t4和发送时间t3;利用上述主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差和t1、t2、t3、t4计算得到钟差Offset,并根据Offset调整自身的时钟。
[0051] 所述从时钟侧利用主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延和主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量计算出主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差包括:
[0052]
[0053]
[0054]
[0055]
[0056] 其中,T(i)Master-Slave_Frame_out表示主到从方向上STM-N帧在网元输出接口的时间,T(i)Master-Slave_Frame_in表示主到从方向上STM-N帧在网元输入接口的时间,则[T(i)Master-Slave_Frame_out-T(i)Master-Slave_Frame_in]表示主到从方向上同一网元的STM-N帧头的输入输出时延;T(i)Slave-Master_Frame_out表示从到主方向上STM-N帧在网元输出接口的时间,T(i)Slave-Master_Frame_in表示从到主方向上STM-N帧在网元输入接口的时间,则[T(i)Slave-Master_Frame_out-T(i)Slave-Master_Frame_in]表示从到主方向上同一网元的STM-N帧头的输入输出时延;i表示SDH的网元标号,i=1...N;
[0057] Pointer(N)Master-Slave_out表示在第N个网元上主到从方向上网元输出口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(1)Master-Slave_in表示在第1个网元上主到从方向上网元输入口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(N)Slave-Master_in表示在第N个网元上从从到主方向上网元输入口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(1)Slave-Master_out表示在第1个网元上从从到主方向上网元输出口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,(1)和(N)表示与主时钟和从时钟相邻的SDH网元的序号。
[0058] 所述从时钟侧计算钟差Offset包括:
[0059] 利用公式
[0060] Offset=[(t2-t1)-(t4-t3)]/2-(Master_Slave_Delay-Slave_Master_Delay)/2计算得到钟差Offset。
[0061] 所述主时钟侧实体为无线网络控制器,从时钟侧实体为基站。
[0062] 一种传输网中时钟同步的从时钟侧实体,包括输入输出时延获得单元,时间偏移量获得单元,时间偏移量接收单元,双向时延差计算单元,时钟同步消息交互单元,钟差计算单元,调整单元,其中,
[0063] 输入输出时延获得单元,用于获得主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延;
[0064] 时间偏移量获得单元,用于获得从时钟上发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量;
[0065] 时间偏移量接收单元,用于接收主时钟上发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量;
[0066] 双向时延差计算单元,用于利用所述输入输出时延获得单元获得的输入输出时延和由时间偏移量获得单元及时间偏移量接收单元获得的主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量计算出主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差;
[0067] 时钟同步消息交互单元,用于通过与主时钟侧的消息交互得到第一消息的到达时间t2和该消息的发送时间t1,并得到与第一消息反向的第三消息的到达时间t4和发送时间t3;
[0068] 钟差计算单元,利用所述双向时延差和t1、t2、t3、t4计算得到钟差Offset,调整单元,用于根据Offset调整从时钟实体的时钟。
[0069] 所述双向时延差计算单元利用下述公式计算双向时延差:
[0070]
[0071]
[0072]
[0073]
[0074] 其中,T(i)Master-Slave_Frame_out表示主到从方向上STM-N帧在网元输出接口的时间,T(i)Master-Slave_Frame_in表示主到从方向上STM-N帧在网元输入接口的时间,则[T(i)Master-Slave_Frame_out-T(i)Master-Slave_Frame_in]表示主到从方向上同一网元的STM-N帧头的输入输出时延;T(i)Slave-Master_Frame_out表示从到主方向上STM-N帧在网元输出接口的时间,T(i)Slave-Master_Frame_in表示从到主方向上STM-N帧在网元输入接口的时间,则[T(i)Slave-Master_Frame_out-T(i)Slave-Master_Frame_in]表示从到主方向上同一网元的STM-N帧头的输入输出时延;i表示SDH的网元标号,i=1...N;
[0075] Pointer(N)Master-Slave_out表示在第N个网元上主到从方向上网元输出口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(1)Master-Slave_in表示在第1个网元上主到从方向上网元输入口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(N)Slave-Master_in表示在第N个网元上从从到主方向上网元输入口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(1)Slave-Master_out表示在第1个网元上从从到主方向上网元输出口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,(1)和(N)表示与主时钟和从时钟相邻的SDH网元的序号。
[0076] 所述钟差计算单元利用下述公式计算钟差:
[0077] Offset=[(t2—t1)—(t4-t3)]/2—(Master_Slave_Delay-Slave_Master_Delay)/2计算得到钟差Offset。
[0078] 由以上本发明提供的技术方案可见,测量主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延;获得主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量;从时钟与主时钟交互时钟同步消息,得到t1、t2、t3和t4;利用上述主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N的输入输出时延,主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,以及t1、t2、t3、t4,可以计算得到准确的钟差Offset,从而从时钟可以根据Offset调整自身的时钟与主时钟同步。
[0079] 附图说明
[0080] 图1为现有技术发送和接收时钟测量消息的原理示意图;
[0081] 图2为现有技术钟差Offset取值可能性曲线图;
[0082] 图3为本发明方法实施例的流程图;
[0083] 图4为本发明系统实施例的框图;
[0084] 图5为本发明从时钟侧实体实施例的框图。
[0085] 具体实施方式
[0086] 本发明提供一种传输网中的时钟同步方法,测量主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延;获得主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量;利用主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延和主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量计算出主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差;从时钟与主时钟交互时钟同步消息,得到t1、t2、t3和t4;利用上述主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差以及t1、t2、t3、t4计算得到钟差Offset,从时钟根据Offset调整自身的时钟。
[0087] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
[0088] 实际网络中,主时钟和从时钟之间的消息要经过若干SDH网元,而经过每一网元过程中,消息的输入和输出会有时延差,且主时钟到从时钟方向上经过该网元和从时钟到主时钟方向上经过该网元,两个方向上的输入输出时延差是不同的。这是由于,输出时刻是由网元自主产生的8k Hz的帧周期信号决定的,它的相位是个随机量,所以,输出时刻和输入时刻之差是一个未知,但是为不变的常数。
[0089] 主时钟到从时钟的时延差Master_Slave Delay包括主到从方向上每一网元输入输出时延差之和,并包括由于线路时延,例如由于网元间光纤长度带来的时延。如图2所示,主时钟到从时钟方向上例如经过n个SDH网元,该方向上在SDH网元i上的输入输出时延为Delay(i)Master-Slave,i=1,2...N;从时钟到主时钟方向上也要经过这n个SDH网元,相应地,在SDH网元i上的输入输出时延为Delay(i)Slave-Master,i=1,2...n。而两个方向上,由于光纤长度是相同的,且在光纤上传输方向的不同并不会导致引起的线路延时不同,两个方向上的线路延时可以都设为W,则:
[0090]
[0091]
[0092] 如果采用图1所示的发送消息的方式,则代入公式(1)中可得:
[0093]
[0094]
[0095]
[0096] 由此可以看出,线路时延W可以消掉,而求得每一网元上的主到从的时延和从到主的时延即可求得Offset的值。
[0097] 现有技术中,可以利用E1实现从时钟与主时钟交互时钟同步消息。E1是国际电联规定的数字传输链路的帧结构,在欧洲被广泛使用,我国也采用此标准。
[0098] 可以采用N级同步传输模式(Synchronous Transmission Module level N,STM-N)帧来承载E1,具体的,E1承载于STM-N帧中的容器VC12中。无论是主到从方向还是从到主方向,在经过SDH同一网元过程中,也就是在输入和输出同一网元时,STM-N帧中的容器VC12所在位置是浮动的,即是可以变化的,VC12所在STM-N帧中的位置可以由STM-N帧的帧头部分的指针指示得到。
[0099] 则,可以检测第i帧STM-N的帧头输出SDH网元的时刻T(i)Frame_out,以及该第i帧STM-N的帧头输入同一SDH网元的时间T(i)Frame_in。
[0100] 对于E1,需要通过指针求得VC12在STM-N帧结构中分别在输出和输入时的浮动位置对应的时延,设分别为Pointer(i)out和Pointer(i)in,结合所在的第i帧STM-N的帧头输入和输出的时间,可以得到:
[0101] Delay(i)=[T(i)Frame_out+Pointer(i)out]—[T(i)Frame_in+Pointer(i)in]
[0102] 然而,在相邻两个SDH网元之间的线路上的传输过程中,同一条VC12在前一个网元的输出端口和后一个网元的输入端口的指针值即位置是不变的,因此,设第i和(i+1)两个网元,则Pointer(i)out和Pointer(i+1)in的值是相等的。
[0103] 这样,公式(3)中的为:
[0104]
[0105]
[0106]
[0107]
[0108]
[0109]
[0110]
[0111]
[0112]
[0113] 可见,由于上面的公式中Pointer(i)out和Pointer(i+1)in的值相等,而符号相反,可以消掉,因此,最后只剩下其中的Pointer(N)Master-Slave_out和Pointer(1)Master-Slave_in,而这两个值可以通过主时钟和从时钟获得,并不通过测量主时钟和从时钟之间的SDH网元。
[0114] 相应地,公式(3)中的为:
[0115]
[0116]
[0117]
[0118] 上面和的T(i)Master-Slave_Frame_out、T(i)Master-Slave_Frame_in、T(i)Slave-Master_Frame_out和T(i)Slave-Master_Frame_in,可以在网元的二个端口外接设备进行测试,而不一定需要在网元内部进行测试,从而对一些不能升级改造的设备,提供了一种可行的解决方案。
[0119] 将上面的和都带入公式(3)中可得:
[0120]
[0121]
[0122]
[0123]
[0124] (4)
[0125] 可见,利用公式(4)中的结果,代入公式(1)可以得到Offset。
[0126] 综上,T(i)Master-Slave_Frame_out、T(i)Master-Slave_Frame_in、T(i)Slave-Master_Frame_out和T(i)Slave-Master_Frame_in可以在SDH各个网元上测试得到,如通过外接设备测试得到;Pointer(N)Master-Slave_out、Pointer(1)Master-Slave_in、Pointer(N)Slave-Master_in和Pointer(1)Slave-Master_out可以分别在主时钟和从时钟上获得。其中1和N代表与主时钟或从时钟相邻的SDH网元。
[0127] 因此,本发明的方法实施例可以如图3所示,包括:
[0128] 步骤301:测量主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延。
[0129] 该步骤可以对测试链路输入和输出同一网元的同一STM-N帧的帧头定位,定位的两个帧头对应的时间之差即为该测试链路在输入或输出该网元的输入输出时延。
[0130] 该步骤即测量上述公式(4)中的T(i)Master-Slave_Frame_out、T(i)Master-Slave_Frame_in、T(i)Slave-Master_Frame_out和T(i)Slave-Master_Frame_in。其中,i=1...N,i为SDH的网元标号。具体的,可以通过外接设备测试得到这些值。
[0131] 步骤302:获得主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量。
[0132] 本领域技术人员知道,该步骤中,在主时钟和从时钟可以获得主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量。
[0133] 具体的,该步骤为在主时钟和从时钟上获得公式(4)中的Pointer(N)Master-Slave_out、Pointer(1)Master-Slave_in、Pointer(N)Slave-Master_in和Pointer(1)Slave-Master_out。
[0134] 步骤303:利用主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延和主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量计算出主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差。
[0135] 具体的,利用下面公式计算:
[0136]
[0137]
[0138]
[0139]
[0140] 其中,T(i)Master-Slave_Frame_out表示主到从方向上STM-N帧在网元输出接口的时间,T(i)Master-Slave_Frame_in表示主到从方向上STM-N帧在网元输入接口的时间,则[T(i)Master-Slave_Frame_out-T(i)Master-Slave_Frame_in]表示主到从方向上同一网元的STM-N帧头的输入输出时延;T(i)Slave-Master_Frame_out表示从到主方向上STM-N帧在网元输出接口的时间,T(i)Slave-Master_Frame_in表示从到主方向上STM-N帧在网元输入接口的时间,则[T(i)Slave-Master_Frame_out-T(i)Slave-Master_Frame_in]表示从到主方向上同一网元的STM-N帧头的输入输出时延;i表示SDH的网元标号,i=1...N;
[0141] Pointer(N)Master-Slave_out表示在第N个网元上主到从方向上网元输出口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(1)Master-Slave_in表示在第1个网元上主到从方向上网元输入口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(N)Slave-Master_in表示在第N个网元上从从到主方向上网元输入口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(1)Slave-Master_out表示在第1个网元上从从到主方向上网元输出口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,(1)和(N)表示与主时钟和从时钟相邻的SDH网元的序号。
[0142] 步骤304:从时钟与主时钟交互时钟同步消息,得到第一消息的到达时间t2和发送时间t1,并得到与第一消息反向的第三消息的到达时间t4和发送时间t3。
[0143] 该步骤与图1类似,可以由步骤101至105所述的方式实现,发送的四个消息和四个测量的时间t1、t2、t3、t4之间有如下关系:
[0144] t1是Sync消息在主时钟侧的发送时间;
[0145] t2是Sync消息在从时钟侧的接收时间;
[0146] t3是Delay_Req消息在从时钟侧的发送时间;
[0147] t4是Delay_Req消息在主时钟侧的接收时间。
[0148] 从时钟获得四个测量的时间t1、t2、t3、t4。
[0149] 上述步骤301、302和303并没有严格的先后顺序。
[0150] 步骤305:利用上述主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差和t1、t2、t3、t4计算得到钟差Offset,从时钟根据Offset调整自身的时钟。
[0151] 该步骤,即将上述得到的各个值代入公式(1)中计算得到。
[0152] 由上述方法实施例,测量主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延;获得主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量;利用主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延和主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量计算出主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差;从时钟与主时钟交互时钟同步消息,得到t1、t2、t3和t4;利用上述主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差和t1、t2、t3、t4可以计算得到准确的钟差Offset,从而从时钟可以根据Offset调整自身的时钟与主时钟同步。
[0153] 以下介绍本发明的系统,图4示出了本发明系统的框图,如图:
[0154] 一种传输网中同步时钟的系统,包括主时钟侧实体401、从时钟侧实体402,输入输出时延测量单元403,其中,
[0155] 输入输出时延测量单元403,用于测量主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延;
[0156] 主时钟侧实体401,用于测量主时钟上发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量;
[0157] 从时钟侧实体402,用于获得从时钟上发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,并获得主时钟侧实体测量得到的主时钟上发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,利用主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延和主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量计算出主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差;并与主时钟交互时钟同步消息,得到第一消息的到达时间t2和发送时间t1,并得到与第一消息反向的第三消息的到达时间t4和发送时间t3;利用上述主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差和t1、t2、t3、t4计算得到钟差Offset,并根据Offset调整自身的时钟。
[0158] 所述从时钟侧利用主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延和主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量计算出主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差包括:
[0159]
[0160]
[0161]
[0162]
[0163] 其中,T(i)Master-Slave_Frame_out表示主到从方向上STM-N帧在网元输出接口的时间,T(i)Master-Slave_Frame_in表示主到从方向上STM-N帧在网元输入接口的时间,则[T(i)Master-Slave_Frame_out-T(i)Master-Slave_Frame_in]表示主到从方向上同一网元的STM-N帧头的输入输出时延;T(i)Slave-Master_Frame_out表示从到主方向上STM-N帧在网元输出接口的时间,T(i)Slave-Master_Frame_in表示从到主方向上STM-N帧在网元输入接口的时间,则[T(i)Slave-Master_Frame_out-T(i)Slave-Master_Frame_in]表示从到主方向上同一网元的STM-N帧头的输入输出时延;i表示SDH的网元标号,i=1...N;
[0164] Pointer(N)Master-Slave_out表示在第N个网元上主到从方向上网元输出口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(1)Master-Slave_in表示在第1个网元上主到从方向上网元输入口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(N)Slave-Master_in表示在第N个网元上从从到主方向上网元输入口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(1)Slave-Master_out表示在第1个网元上从从到主方向上网元输出口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,(1)和(N)表示与主时钟和从时钟相邻的SDH网元的序号。
[0165] 所述从时钟侧计算钟差Offset包括:
[0166] 利用公式
[0167] Offset=[(t2-t1)-(t4-t3)]/2-(Master_SlaVe_Delay-Slave_Master_Delay)/2计算得到钟差Offset。
[0168] 所述主时钟侧实体可以为无线网络控制器,从时钟侧实体可以为基站。
[0169] 利用上述系统实现时钟同步的方法与前述方法类似,在此不再赘述。
[0170] 以下介绍本发明的从时钟侧实体,图5示出了本发明从时钟侧实体的框图,如图:
[0171] 一种传输网中同步时钟的从时钟侧实体,包括输入输出时延获得单元501,时间偏移量获得单元502,时间偏移量接收单元503,双向时延差计算单元504,时钟同步消息交互单元505,钟差计算单元506,调整单元507,其中,
[0172] 输入输出时延获得单元501,用于获得用于获得主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延;
[0173] 时间偏移量获得单元502,用于获得从时钟上发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量;
[0174] 时间偏移量接收单元503,用于接收主时钟上发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量;所述从时钟上发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量可以为由主时钟发送到从时钟的时间偏移量接收单元503;
[0175] 双向时延差计算单元504,用于利用所述输入输出时延获得单元501获得的输入输出时延和由时间偏移量获得单元502及时间偏移量接收单元503获得的主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量计算出主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差;
[0176] 时钟同步消息交互单元505,用于通过与主时钟侧的消息交互得到第一消息的到达时间t2和该消息的发送时间t1,并得到与第一消息反向的第三消息的到达时间t4和发送时间t3;
[0177] 钟差计算单元506,利用所述双向时延差和t1、t2、t3、t4计算得到钟差Offset,
[0178] 调整单元507,用于根据Offset调整从时钟实体的时钟。
[0179] 所述双向时延差计算单元利用下述公式计算双向时延差:
[0180]
[0181]
[0182]
[0183]
[0184] 其中,T(i)Master-Slave_Frame_out表示主到从方向上STM-N帧在网元输出接口的时间,T(i)Master-Slave_Frame_in表示主到从方向上STM-N帧在网元输入接口的时间,则[T(i)Master-Slave_Frame_out-T(i)Master-Slave_Frame_in]表示主到从方向上同一网元的STM-N帧头的输入输出时延;T(i)Slave-Master_Frame_out表示从到主方向上STM-N帧在网元输出接口的时间,T(i)Slave-Master_Frame_in表示从到主方向上STM-N帧在网元输入接口的时间,则[T(i)Slave-Master_Frame_out-T(i)Slave-Master_Frame_in]表示从到主方向上同一网元的STM-N帧头的输入输出时延;i表示SDH的网元标号,i=1...N;
[0185] Pointer(N)Master-Slave_out表示在第N个网元上主到从方向上网元输出口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(1)Master-Slave_in表示在第1个网元上主到从方向上网元输入口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(N)Slave-Master_in表示在第N个网元上从从到主方向上网元输入口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(1)Slave-Master_out表示在第1个网元上从从到主方向上网元输出口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,(1)和(N)表示与主时钟和从时钟相邻的SDH网元的序号。
[0186] 所述钟差计算单元利用下述公式计算钟差:
[0187] Offset=[(t2-t1)-(t4-t3)]/2-(Master_Slave_Delay-Slave_Master_Delay)/2计算得到钟差Offset。
[0188] 利用上述从时钟侧实体实现时钟同步的方法与前述方法类似,在此不再赘述。
[0189] 由以上实施例可见,本发明实施例通过测量主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延;获得主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量;利用主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延和主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量计算出主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差;从时钟与主时钟交互时钟同步消息,得到t1、t2、t3和t4;利用上述主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差和t1、t2、t3、t4可以计算得到准确的钟差Offset,从而从时钟可以根据Offset调整自身的时钟与主时钟同步。
[0190] 虽然通过实施例描绘了本发明,本领域普通技术人员知道,本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神,希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (13)

1、一种传输网中的时钟同步方法,其特征在于,包括:
测量主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延;
获得主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量;
利用主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延和主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量计算出主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差;
从时钟与主时钟交互时钟同步消息,得到第一消息的到达时间t2和发送时间t1,并得到与第一消息反向的第三消息的到达时间t4和发送时间t3;
利用上述主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差和t1、t2、t3、t4计算得到钟差Offset,从时钟根据Offset调整自身的时钟。
2、如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述测量主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延包括:
对主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上输入和输出各个网元的STM-N帧的帧头定位,根据定位的两个帧头对应的时间之差得到各个网元的输入输出时延。
3、如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获得主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量包括:
在主时钟和从时钟上获得主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量。
4、如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延和主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量计算出主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差包括:
其中,T(i)Master-Slave_Frame_out表示主到从方向上STM-N帧在网元输出接口的时间,T(i)Master-Slave_Frame_in表示主到从方向上STM-N帧在网元输入接口的时间,则[T(i)Master-Slave_Frame_out-T(i)Master-Slave_Frame_in]表示主到从方向上同一网元的STM-N帧头的输入输出时延;T(i)Slave-Master_Frame_out表示从到主方向上STM-N帧在网元输出接口的时间,T(i)Slave-Master_Frame_in表示从到主方向上STM-N帧在网元输入接口的时间,则[T(i)Slave-Master_Frame_out-T(i)Slave-Master_Frame_in]表示从到主方向上同一网元的STM-N帧头的输入输出时延;i表示SDH的网元标号,i=1...N;
Pointer(N)Master-Slave_out表示在第N个网元上主到从方向上网元输出口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(1)Master-Slave_in表示在第1个网元上主到从方向上网元输入口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(N)Slave-Master_in表示在第N个网元上从从到主方向上网元输入口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(1)Slave-Master_out表示在第1个网元上从从到主方向上网元输出口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,(1)和(N)表示与主时钟和从时钟相邻的SDH网元的序号。
5、如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述从时钟通过与主时钟的消息交互得到第一消息的到达时间t2和该消息的发送时间t1由以下方式实现:
主时钟发送第一消息到从时钟,并记录发送第一消息的时间t1;从时钟接收主时钟发来的第一消息,并且记录第一消息到达时间t2;主时钟发送包括所述时间t1的第二消息到从时钟;
从时钟发送第一消息到主时钟,并记录发送第一消息的时间t1;主时钟接收从时钟发来的第一消息,并且主时钟记录第一消息到达时间t2;主时钟发送包括所述时间t2的第二消息到从时钟。
6、如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述计算钟差Offset包括:利用公式
Offset=[(t2-t1)-(t4-t3)]/2-(Master_Slave_Delay-Slave_Master_Delay)/2计算得到钟差Offset。
7、一种传输网中的时钟同步系统,其特征在于,包括主时钟侧实体、从时钟侧实体,输入输出时延测量单元,其中
输入输出时延测量单元,用于测量主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延;
主时钟侧实体,用于测量主时钟上发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量;
从时钟侧实体,用于获得从时钟上发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,并获得主时钟侧实体测量得到的主时钟上发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,利用主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延和主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量计算出主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差;并与主时钟交互时钟同步消息,得到第一消息的到达时间t2和发送时间t1,并得到与第一消息反向的第三消息的到达时间t4和发送时间t3;利用上述主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差和t1、t2、t3、t4计算得到钟差Offset,并根据Offset调整自身的时钟。
8、如权利要求7所述的系统,其特征在于,所述从时钟侧利用主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延和主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量计算出主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差包括:
其中,T(i)Master-Slave_Frame_out表示主到从方向上STM-N帧在网元输出接口的时间,T(i)Master-Slave_Frame_in表示主到从方向上STM-N帧在网元输入接口的时间,则[T(i)Master-Slave_Frame_out-T(i)Master-Slave_Frame_in]表示主到从方向上同一网元的STM-N帧头的输入输出时延;T(i)Slave-Master_Frame_out表示从到主方向上STM-N帧在网元输出接口的时间,T(i)Slave-Master_Frame_in表示从到主方向上STM-N帧在网元输入接口的时间,则[T(i)Slave-Master_Frame_out-T(i)Slave-Master_Frame_in]表示从到主方向上同一网元的STM-N帧头的输入输出时延;i表示SDH的网元标号,i=1...N;
Pointer(N)Master-Slave_out表示在第N个网元上主到从方向上网元输出口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(1)Master-Slave_in表示在第1个网元上主到从方向上网元输入口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(N)Slave-Master_in表示在第N个网元上从从到主方向上网元输入口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(1)Slave-Master_out表示在第1个网元上从从到主方向上网元输出口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,(1)和(N)表示与主时钟和从时钟相邻的SDH网元的序号。
9、如权利要求8所述的系统,其特征在于,所述从时钟侧计算钟差Offset包括:
利用公式
Offset=[(t2-t1)-(t4-t3)]/2-(Master_Slave_Delay-Slave_Master_Delay)/2计算得到钟差Offset。
10、如权利要求7至9中任一项所述的系统,其特征在于,所述主时钟侧实体为无线网络控制器,从时钟侧实体为基站。
11、一种传输网中时钟同步的从时钟侧实体,其特征在于,包括输入输出时延获得单元,时间偏移量获得单元,时间偏移量接收单元,双向时延差计算单元,时钟同步消息交互单元,钟差计算单元,调整单元,其中,
输入输出时延获得单元,用于获得主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向上SDH网各个网元的STM-N帧的输入输出时延;
时间偏移量获得单元,用于获得从时钟上发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量;
时间偏移量接收单元,用于接收主时钟上发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量;
双向时延差计算单元,用于利用所述输入输出时延获得单元获得的输入输出时延和由时间偏移量获得单元及时间偏移量接收单元获得的主时钟和从时钟上分别发出和收到的承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量计算出主时钟到从时钟和从时钟到主时钟的双向时延差;
时钟同步消息交互单元,用于通过与主时钟侧的消息交互得到第一消息的到达时间t2和该消息的发送时间t1,并得到与第一消息反向的第三消息的到达时间t4和发送时间t3;
钟差计算单元,利用所述双向时延差和t1、t2、t3、t4计算得到钟差Offset,调整单元,用于根据Offset调整从时钟实体的时钟。
12、如权利要求11所述的从时钟侧实体,其特征在于,所述双向时延差计算单元利用下述公式计算双向时延差:
其中,T(i)Master-Slave_Frame_out表示主到从方向上STM-N帧在网元输出接口的时间,T(i)Master-Slave_Frame_in表示主到从方向上STM-N帧在网元输入接口的时间,则[T(i)Master-Slave_Frame_out-T(i)Master-Slave_Frame_in]表示主到从方向上同一网元的STM-N帧头的输入输出时延;T(i)Slave-Master_Frame_out表示从到主方向上STM-N帧在网元输出接口的时间,T(i)Slave-Master_Frame_in表示从到主方向上STM-N帧在网元输入接口的时间,则[T(i)Slave-Master_Frame_out-T(i)Slave-Master_Frame_in]表示从到主方向上同一网元的STM-N帧头的输入输出时延;i表示SDH的网元标号,i=1...N;
Pointer(N)Master-Slave_out表示在第N个网元上主到从方向上网元输出口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(1)Master-Slave_in表示在第1个网元上主到从方向上网元输入口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(N)Slave-Master_in表示在第N个网元上从从到主方向上网元输入口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,Pointer(1)Slave-Master_out表示在第1个网元上从从到主方向上网元输出口承载E1的VC12在STM-N帧中相对于STM-N帧头的时间偏移量,(1)和(N)表示与主时钟和从时钟相邻的SDH网元的序号。
13、如权利要求12所述的从时钟侧实体,其特征在于,所述钟差计算单元利用下述公式计算钟差:
Offset=[(t2-t1)-(t4-t3)]/2-(Master_Slave_Delay-Slave_Master_Delay)/2计算得到钟差Offset。
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