CN101499871A - Sdh网元时延检测方法、时钟同步方法、主从时钟实体及sdh网元 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种SDH网元时延检测方法，该方法包括：检测SDH网元两端在一个方向上帧头流出的时刻和帧头流入的时刻；将SDH网元所述方向上帧头流出的时刻与帧头流入的时刻之差作为该SDH网元所述方向上的时延。本发明还公开了SDH网元设备，时钟同步方法，主时钟实体，从时钟实体。利用本发明实施例，可以检测诸如一端是PDH接口、另一端是SDH接口的两端不是相同接口的SDH设备，或两端是相同接口SDH网元设备任一方向的传输时延；从时钟可以利用准确得到的帧头发出和接收的时刻计算offset，从而实现与主时钟的同步。

Description

SDH网元时延检测方法、时钟同步方法、主从时钟实体及SDH网元

技术领域

本发明涉及传输网络技术领域，特别涉及一种SDH网元时延检测方法、时钟同步方法、主从时钟实体及SDH网元。

背景技术

同步的目的是使两个或两个以上的时钟在时间上保持一致。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。

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。如图中，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：

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。

步骤102：主时钟发送Follow up消息到从时钟，该消息包含t1；

这样，从时钟得到主时钟发送Sync消息的时间t1。

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。

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。

步骤105：主时钟发送Delay_Resp消息到从时钟，该消息中包含t4。

这样，从时钟得到Delay_Req消息到达主时钟的时间t4。

至此，从时钟得到t1、t2、t3、t4四个时间值。

如图1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：

Offset＝[(t2-t1)-(t4-t3)]/2-(Master_Slave_Delay-Slave_Master_Delay)/2

                                                                      (1)

公式中的(Master_Slave_Delay-Slave_Master_Delay)是主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向的双向时延差。

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)网和/或准同步数字系列(Plesiochronous Digital Hierarchy，PDH)网。

以下图中2示出了主从时钟及传输网的网络结构示例图。如图2中，SDH网可以包括若干SDH网元。

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：

$\mathrm{Master}\_\mathrm{Slave}\_\mathrm{Delay}=W+\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Delay}{\left(i\right)}_{\mathrm{Master}-\mathrm{Slave}}$

$\mathrm{Slave}\_\mathrm{Master}\_\mathrm{Delay}=W+\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Delay}\left(i\right)}_{\mathrm{Slave}-\mathrm{Master}}$

则可得：

$\mathrm{Master}\_\mathrm{Slave}\_\mathrm{Delay}-\mathrm{Slave}\_\mathrm{Master}\_\mathrm{Delay}$

$=(W+\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Delay}\left(i\right)}_{\mathrm{Master}-\mathrm{Slave}})-(W+\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Delay}\left(i\right)}_{\mathrm{Slave}-\mathrm{Master}})$

$=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Delay}\left(i\right)}_{\mathrm{Master}-\mathrm{Slave}}-\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Delay}\left(i\right)}_{\mathrm{Slave}-\mathrm{Master}})$

$=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{Delay}\left(i\right)}_{\mathrm{Master}-\mathrm{Slave}}-{\mathrm{Delay}\left(i\right)}_{\mathrm{Slave}-\mathrm{Master}})---\left(2\right)$

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该网元的双向时延差，进而可以求得两个方向上所有的网元的传输时延差。

上述Sync、Follow up、Delay_Req、Delay_Resp消息都通过SDH网元，承载在SDH网STM-N帧(即下面的SDH帧)的虚容器VC-12的E1帧中。上述主时钟到从时钟方向和从时钟到主时钟方向的时延差，实际上是主到从方向上经过的每一SDH网元的时延，和从到主方向上经过的每一SDH网元的时延，这两个时延之差就是上述的双向时延差。

两侧都是SDH接口(SDH口)或都是PDH接口(PDH口)的SDH网元设备，对于SDH接口，两侧都是直接传输SDH帧，对于PDH接口，两侧都是直接传输PDH帧(如E1帧)。对于两侧直接传输SDH帧的SDH接口，E1帧承载在SDH帧中的虚容器VC-12中，且如果PDH(如E1)的速率和SDH网络的速率是同源的，则E1帧在VC-12中的位置是固定的，这样，可以通过检测SDH帧帧头的位置及其到VC-12帧的指针(指针表明了时间偏移量)得到该E1帧的接收和发送时刻，从而得到一个方向上的时延，进一步地，将两个方向的时延做差即为该网元的双向时延差。对于两侧都直接传输E1帧的PDH接口，可以通过检测E1帧帧头的位置得到接收和发送时刻，从而得到一个方向上的时延，进一步地，将两个方向的时延做差即为该网元的双向时延差。

但是，对于一侧是SDH接口，另一侧是PDH接口的SDH网元设备，E1帧是承载在SDH帧中，SDH网元设备的接口电路需要进行映射，将E1帧装入SDH帧的虚容器VC-12中流出。目前常用的包括一种异步映射方式，这种映射方式，是将E1信号看成比特流进行映射，而不对E1在VC-12中的帧头进行区分。也就是说，E1帧的帧头在VC-12中的位置是任意的。当E1映射到VC-12然后复用到STM-N的帧结构，从线路接口上，只能得到SDH的帧头和其中VC-12帧的指针，而SDH的帧头的时刻加上指针只能确定VC-12帧头的时刻，而VC-12的帧头到其中所承载的E1的帧头是不可得知的。也就是说，在从PDH接口到SDH接口这一方向上的时延是无法准确得知的。相应地，在接收到SDH接口流入的SDH帧后，需要进行去映射后才能在PDH接口传输E1帧，同样地，由于STH帧中VC-12的帧头到其所承载的E1的帧头是不可得知的，因此，这一方向上的时延也是无法得知的。这样，对于一侧是SDH接口，另一侧是PDH接口的SDH网元设备，现有技术的方式将无法得到该设备上的时延，也就无法得到该设备上的双向时延差。

另一方面，上述的Sync、Follow up、Delay_Req、Delay_Resp消息在发送接收时需要经过主时钟实体和从时钟实体内部相应的接口芯片处理才能发送到线路上。这些内部芯片需要将发送的Sync、Follow up、Delay_Req、Delay_Resp消息封装在数据帧中之后进行发送，或从数据帧中提取出来才能接收。一般地说，主时钟、从时钟设备，记录的t1、t2、t3和t4是相应芯片对消息开始进行封装的时刻，或是将消息从帧中进行提取的时刻。待封装或提取完成后，才会真正发送和接收。也就是说，上述记录的t1、t2、t3和t4并非上述消息真正发送或接收到的时刻。明显地，现有技术中记录的t1、t2、t3和t4与发送和接收上述消息实际发生的时刻存在一定的偏差，这个偏差一般是由于接口芯片内存在抖动消除电路和弹性缓存器导致。这个偏差等于封装或提取过程所需要的时延。而这个时延在主时钟和从时钟每次加电启动后是不同的。这样，这个时延在时钟同步过程中没有办法消除。从而，将上述t1、t2、t3和t4代入公式(1)中后，得到的Offset值会有误差，从时钟利用这个Offset值并不能与主时钟实现同步。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种SDH网元时延检测方法及SDH网元，以实现检测一边是SDH接口、一边是PDH接口的SDH网元两个方向上的时延，进而得到该网元的双向的时延差。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种SDH网元时延检测方法、SDH网元是这样实现的：

一种SDH网元时延检测方法，包括：

检测SDH网元两端在一个方向上帧头流出的时刻和帧头流入的时刻；

将SDH网元所述方向上帧头流出的时刻与帧头流入的时刻之差作为该SDH网元所述方向上的时延。

所述检测SDH网元两端在一个方向上帧头流出的时刻和帧头流入的时刻包括：

检测SDH网元PDH接口上帧头流出的时刻和SDH接口上帧头流入的时刻；或，

检测SDH网元SDH接口上帧头流出的时刻和PDH接口上帧头流入的时刻。

所述将SDH网元所述一个方向上帧头流出的时刻与帧头流入的时刻之差作为该SDH网元所述方向上的时延包括：

将SDH网元PDH接口上帧头流出的时刻和SDH接口上帧头流入的时刻之差作为该SDH网元从SDH接口到PDH接口方向上的时延；或，

将SDH网元SDH接口上帧头流出的时刻和PDH接口上帧头流入的时刻之差作为该SDH网元从PDH接口到SDH接口方向上的时延。

所述将SDH网元所述一个方向上帧头流出的时刻与帧头流入的时刻之差作为该SDH网元所述方向上的时延还包括：

将SDH网元所述一个方向上帧头流出的时刻与帧头流入的时刻之差增加网元传输时延除以125us得到的整数帧周期的个数对应的时长。

所述方法还包括：

将SDH网元两个方向上的时延之差作为该SDH网元的双向时延差。

一种SDH网元设备，包括流入帧头时刻检测单元，流出帧头时刻检测单元，时延确定单元，其中，

流入帧头时刻检测单元和流出帧头时刻检测单元分别位于SDH网元设备的两端；

流入帧头时刻检测单元，用于检测帧头流入的时刻；

流出帧头时刻检测单元，用于检测帧头流出的时刻；

时延确定单元，将帧头流出的时刻与帧头流入的时刻之差作为SDH网元设备该方向上的时延。

所述SDH网元设备还包括补偿单元，用于将时延确定单元确定的时延增加SDH网元传输时延除以125us得到的整数帧周期的个数对应的时长。

所述SDH网元设备还包括双向时延差确定单元，用于将所述时延确定单元确定的两个方向上的时延之差确定为双向时延差。

所述流入的帧头为PDH接口上流入的帧头或SDH接口上流入的帧头；所述流出的帧头为SDH接口上流出的帧头或PDH接口上流出的帧头。

由上述实施例可知，在流入网元的一端将时间传递接力棒视为在流入该网元的SDH帧头或E1帧头上，在流出网元的一端将时间传递接力棒视为在流出该网页的E1帧或SDH帧头上，这样，该网元的时间接力棒的出口时间减去入口时间即为该方向上时间接力棒的传输时延，也就是该方向上该网元设备的传输时延。

本发明另一实施例的目的是提供一种时钟同步方法及主从时钟实体，以使主时钟与从时钟实现同步。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供的时钟同步方法、主从时钟实体是这样实现的：

一种时钟同步方法，包括：

从时钟接收主时钟发来的第一消息，在该第一消息之后接收的帧的帧头上打时间戳作为t2；

从时钟接收主时钟发来的包含t1的第二消息；t1是主时钟在发送的所述第一消息之后的一帧的帧头上所打的时间戳，且主时钟打时间戳的帧在发送第一消息之后的次序与从时钟打时间戳的帧在接收的第一消息后的次序相同；

从时钟发送第三消息到主时钟，并在该第三消息之后的一帧的帧头上打时间戳作为t3；

从时钟接收主时钟发来的包含t4的第四消息；t4是主时钟在接收的所述第三消息之后的一帧的帧头上所打的时间戳，且主时钟打时间戳的帧在接收第三消息之后的次序与从时钟打时间戳的帧在发送第三消息后的次序相同；

从时钟利用t1、t2、t3和t4计算得到Offset；

从时钟根据Offset调整自身的时钟。

所述打时间戳的帧在第一消息之后的次序是预定义的，或由主时钟发送的第一消息中指示给从时钟。

所述打时间戳的帧在第三消息之后的次序是预定义的，或由从时钟发送的第三消息中指示给主时钟。

所述第一消息和第三消息在一个或一个以上的帧中传完。

所述第一消息和第三消息在一帧中传完的情况下，该第一消息和第三消息长度设定为8位，且该8位的编码中包括7个或7个以上连续的“1”。

所述第二消息和第四消息中，对于帧体所传输的信息，如果出现5个连续的“1”则在其后插入一个“0”；相应地，在接收端如果发现有5个连续的“1”，将紧随其后的一个“0”去掉。

一种主时钟实体，包括第一消息发送单元，第一定时单元，第二消息发送单元，第三消息接收单元，第四定时单元，第四消息发送单元，其中，

第一消息发送单元，用于发送第一消息；

第一定时单元，用于在所述第一消息之后的一帧的帧头上所打时间戳作为t1；

第二消息发送单元，用于发送包含t1的第二消息；

第三消息接收单元，用于接收第三消息；

第四定时单元，用于在第三消息之后的一帧的帧头上打时间戳作为t4；

第四消息发送单元，用于发送包含t4的第四消息。

所述第一消息中包含指示打时间戳的帧在第一消息之后的次序。

所述第三消息中包含指示打时间戳的帧在第三消息之后的次序，相应地，第四定时单元根据第三消息中的指示在第三消息之后相应次序的帧的帧头上打时间戳作为t4。

一种从时钟实体，包括第一消息接收单元，第二定时单元，第二消息接收单元，第三消息发送单元，第三定时单元，第四消息接收单元，Offset计算单元，时钟调整单元，其中，

第一消息接收单元，用于接收发来的第一消息；

第二定时单元，用于在第一消息之后接收的一帧的帧头上打时间戳作为t2；

第二消息接收单元，用于接收发来的包含t1的第二消息；

第三消息发送单元，用于发送第三消息；

第三定时单元，用于在所述第三消息之后的一帧的帧头上所打时间戳作为t3；

第四消息接收单元，用于接收发来的包含t4的第四消息；

Offset计算单元，利用包括t1、t2、t3和t4在内的参数计算得到Offset；

时钟调整单元，根据Offset调整从时钟的时钟。

所述第三消息中包含指示打时间戳的帧在第三消息之后的次序。

所述第一消息中包含指示打时间戳的帧在第一消息之后的次序，相应地，第二定时单元根据第一消息中的指示在第一消息之后相应次序的帧的帧头上打时间戳作为t2。

一种时钟同步方法，主时钟和从时钟之间的SDH传输网包括一端是SDH接口、另一端是PDH接口的SDH网元，所述方法包括：

从时钟接收主时钟发来的第一消息，在该第一消息之后接收的一帧数据的帧头上打时间戳作为t2；

从时钟接收主时钟发来的包含t1的第二消息；t1是主时钟在发送的所述第一消息之后的一帧数据的帧头上所打的时间戳，且主时钟打时间戳的帧在发送第一消息之后的次序与从时钟打时间戳的帧在接收的第一消息后的次序相同；

从时钟发送第三消息到主时钟，并在该第三消息之后的一帧数据的帧头上打时间戳作为t3；

从时钟接收主时钟发来的包含t4的第四消息；t4是主时钟在接收的所述第三消息之后的一帧数据的帧头上所打的时间戳，且主时钟打时间戳的帧在接收第三消息之后的次序与从时钟打时间戳的帧在发送第三消息后的次序相同；

检测SDH网元两端在一个方向上帧头流出的时刻和帧头流入的时刻；

将SDH网元所述一个方向上帧头流出的时刻与帧头流入的时刻之差作为该SDH网元所述方向上的时延；

从时钟利用t1、t2、t3、t4，以及利用接收的所述SDH网元的双向时延差计算得到Offset；所述SDH网元的双向时延差是SDH网元所述两个方向上的时延之差；

从时钟根据Offset调整自身的时钟。

由以上本发明实施例提供的技术方案可见，主时钟和从时钟都是对帧头打时间戳，即对帧头发出时刻进行检测，这个时刻可以准确得到，从而从时钟可以利用准确得到的时刻计算offset，从而实现与主时钟的同步。

附图说明

图1为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；

图2为现有技术中主从时钟及传输网的网络结构示例图；

图3为本发明SDH网元时延检测方法实施例的流程图；

图4为本发明SDH网元设备实施例的框图；

图5为本发明时钟同步方法实施例的流程图；

图6为本发明HDLC的帧结构示意图；

图7为本发明主时钟实体实施例框图；

图8为本发明从时钟实体实施例。

具体实施方式

以下介绍本发明实施例提供的一种SDH网元时延检测方法及SDH网元。

图3示出了SDH网元时延检测方法实施例的流程，如图：

步骤301：检测SDH网元PDH接口上E1帧的帧头流出的时刻和SDH接口上SDH帧的帧头流入的时刻；或者是检测SDH网元SDH接口上SDH帧的帧头流出的时刻和PDH接口上E1帧的帧头流入的时刻。

一边是SDH接口、另一边是PDH接口的SDH网元设备，对于流入为PDH接口、流出为SDH接口的方向，则可以检测得到PDH接口流入的E1帧的帧头的时刻，而且可以检测得到SDH接口流出的SDH帧的帧头的时刻。其中，如前所述，在SDH接口流出的SDH帧中的VC-12中，包括E1帧。

对于流入为SDH接口、流出为PDH接口的方向，则可以检测得到SDH接口流入的SDH帧的帧头的时刻，而且可以检测得到PDH接口流出的E1帧的帧头的时刻。其中，如前所述，在SDH接口流入的SDH帧中的VC-12中，包括E1帧。

步骤302：将SDH网元PDH接口上流入或流出的E1帧帧头的时刻与SDH接口上流出或流入的SDH帧帧头的时刻之差作为该SDH网元一个方向上的时延。

对于流出网元的一端为SDH接口，流入网元的一端为E1接口的情况，可以视为在SDH接口的时间传递接力棒为某一个SDH帧头，在E1接口的时间传递接力棒为某一个E1帧头。这样，SDH接口的流出该网元的时间即为时间传递接力棒的入口时间，E1接口的流入该网元的时间即为时间传递接力棒的出口时间。该网元的时间接力棒的出口时间减去入口时间即为所述流入、流出方向上时间接力棒的传输时延，也就是该方向上该网元设备的传输时延。

对于流出网元的一端为E1接口，流入网元的一端为SDH接口的情况，同理，可以视为在SDH接口的时间传递接力棒为某一个SDH帧头，在E1接口的时间传递接力棒为某一个E1帧头。这样，该网元的时间接力棒的出口时间减去入口时间即为所述流入、流出方向上时间接力棒的传输时延，也就是该方向上该网元设备的传输时延。

该方法还进一步包括步骤303：将SDH网元两个方向上的时延之差作为该SDH网元的双向时延差。

得到了两个方向的时延，将这两个方向的时延做差，就得到了该SDH网元的双向时延差。

需要说明的是，完成计算双向时延差的设备可以是SDH网元设备，例如由一端是SDH接口、另一端是PDH接口的SDH网元设备计算其双向时延差，也可以是其它SDH网元设备，也就是说一个SDH网元设备检测到其两个方向上的时延之后，将这两个时延发送到另一SDH网元设备，由另一网元设备计算双向时延差。而还可能是由网管来统一计算SDH网内每一SDH网元设备的双向时延差。这里并不做限定。

在步骤303之后还可以将双向时延差发送给从时钟。从而从时钟根据该SDH网元设备的双向时延差以及SDH网中其它网元设备的双向时延差计算SDH网的双向时延差。

发送双向时延差步骤执行的主体，根据计算双向时延差主体的不同，可以是一边是SDH接口、一边是PDH接口的SDH网元设备，也可以是其它SDH网元设备，还可以由网管来发送。这里也不做限定。

从时钟得到该一边是PDH接口、一边是SDH接口的SDH网元设备的双向时延差，并可以得到其它SDH网元设备的双向时延差，则由前述可知，从时钟可以由公式(2)得到SDH网的双向时延差，再通过发送的四条消息相关的时间，即Sync、Follow up、Delay_Req、Delay_Resp消息相关的t1，t2，t3，t4，则根据公式(1)可以计算得到offset，从而从时钟可以按照得到的offset调整自身的时钟。

特别的，一端是SDH接口，另一端是PDH接口的SDH网元设备，在SDH接口发送或接收的是SDH帧，在PDH接口发送或接收的是E1帧，在网元设备内部，E1帧和SDH帧需要经过映射和去映射处理。所述映射和去映射会占用一定的时间，即产生一定的时延。如果这个时延超过一帧的时长，为了更准确的得到该网元的时延，可以根据所述处理时延，将测得的网元时延加上特定个帧周期，每一帧周期为现有的为125μs。需要说明的是，SDH制造商知道自己的设备的传输时延的范围。可以将传输时延除以125us，然后取商的整数，而剩下的小数，由实际测量可得。

需要说明的是，上述方法不仅可以检测一端为SDH接口，另一端为PDH接口的SDH网元设备的一个方向上的传输时延，对于两端都是SDH接口，或两端都是PDH接口的情况，仍然可以适用。也就是说，上述实施例对于两端是不同接口或相同接口的情况都可以适用。这时，相应的方法为：

检测SDH网元两端在一个方向上帧头流出的时刻和帧头流入的时刻；

将SDH网元所述方向上帧头流出的时刻与帧头流入的时刻之差作为该SDH网元所述方向上的时延。

而且，上述实施例中仅以E1帧为例对实施例进行了说明，实际上，对于E2，E3等帧也适用，SDH帧的情况也类似，本发明中并不作限制。

由上述实施例可知，在流入网元的一端将时间传递接力棒视为在流入该网元的SDH帧头或E1帧头上，在流出网元的一端将时间传递接力棒视为在流出该网页的E1帧或SDH帧头上，这样，该网元的时间接力棒的出口时间减去入口时间即为该方向上时间接力棒的传输时延，也就是该方向上该网元设备的传输时延。

以下介绍SDH网元设备，图4示出了该SDH网元设备的框图，如图：

一种SDH网元设备，包括流入帧头时刻检测单元401，流出帧头时刻检测单元402，时延确定单元403，其中，

流入帧头时刻检测单元和流出帧头时刻检测单元分别位于SDH网元设备的两端；

流入帧头时刻检测单元401，用于检测帧头流入的时刻；

流出帧头时刻检测单元402，用于检测帧头流出的时刻；

时延确定单元403，将帧头流出的时刻与帧头流入的时刻之差作为SDH网元设备该方向上的时延。

该SDH网元设备，其特征在于，还包括补偿单元404，用于将时延确定单元确定的时延增加SDH网元处理时长对应个数的帧周期。

该SDH网元设备还可以包括双向时延差确定单元405，用于将所述时延确定单元确定的两个方向上的时延之差确定为双向时延差。

所述流入的帧头为PDH接口上流入的帧头或SDH接口上流入的帧头；所述流出的帧头为SDH接口上流出的帧头或PDH接口上流出的帧头。

以下介绍本发明时钟同步方法实施例。图5示出了该实施例的流程，如图，包括：

步骤501：从时钟接收主时钟发来的第一消息，在该第一消息之后接收的一帧的帧头上打时间戳作为t2。

上述第一消息可以是前述的Sync消息。

在第一消息之后接收的一帧的帧头上打时间戳，即为获取第一消息之后所接收的一帧的帧头时间。以下打时间戳的意义与此类似。

步骤502：从时钟接收主时钟发来的包含t1的第二消息。

上述第二消息可以是前述的Follow up消息。该消息中包含t1。

t1是主时钟在发送的所述第一消息之后的一帧的帧头上所打的时间戳。

这里，主时钟在发送第一消息之后打时间戳的帧(打时间戳的帧头所在的帧)与从时钟接收第一消息后打时间戳的帧是在第一消息之后相同次序的帧。

所述打时间戳的帧在第一消息之后的次序可以是预定义的，例如主时钟和从时钟都固定的在第一消息之后的紧跟的一帧的帧头上打时间戳，再例如主时钟和从时钟都固定的在第一消息之后的第三帧的帧头上打时间戳。

所述打时间戳的帧在第一消息之后的次序也可以是由主时钟通知给从时钟。例如，主时钟发送第一消息，并在该第一消息紧跟的一帧的帧头上打时间戳，且所述第一消息中指示从时钟在该第一消息之后紧跟的一帧的帧头上打时间戳。之后，从时钟在接收到第一消息，可以按照第一消息的指示，在第一消息之后紧跟的一帧的帧头上打时间戳。再例如，主时钟发送第一消息之后，在该第一消息之后的第三帧的帧头上打时间戳，所述第一消息指示从时钟在该第一消息之后的第三帧的帧头上打时间戳，这样，从时钟在接收到第一消息后，按照第一消息的指示，在第一消息之后的第三帧的帧头上打时间戳。

上面的在第一消息之后的紧跟的帧的帧头上打时间戳，和在第一消息之后的第三帧的帧头上打时间戳的情况，只是举例加以说明，以便于理解，并不是限定。

步骤503：从时钟发送第三消息到主时钟，并在该第三消息之后的一帧的帧头上打时间戳作为t3。

上述第三消息可以是前述的Delay_Req消息。

步骤：从时钟接收主时钟发来的包含t4的第四消息。

上述第四消息可以是前述的Delay_Resp消息。

t4是主时钟在接收的所述第三消息后的一帧的帧头上所打的时间戳。

这里，主时钟在接收第三消息之后打时间戳的帧(打时间戳的帧头所在的帧)与从时钟发送第三消息后打时间戳的帧是第三消息之后相同次序的帧。

所述打时间戳的帧在第三消息之后的次序可以是预定义的，例如主时钟和从时钟都固定的在第三消息之后的紧跟的一帧的帧头上打时间戳，再例如主时钟和从时钟都固定的在第三消息之后的第三帧的帧头上打时间戳。

所述打时间戳的帧在第三消息之后的次序也可以是由从时钟通知给主时钟。例如，从时钟发送第三消息之后，在该第三消息紧跟的一帧的帧头上打时间戳，所述第三消息指示主时钟在该第三消息之后紧跟的一帧的帧头上打时间戳，这样，主时钟在接收到第三消息后，按照第三消息的指示，在第三消息之后紧跟的一帧的帧头上打时间戳。再例如，从时钟发送第三消息之后，在该第三消息之后的第三帧的帧头上打时间戳，所述第三消息指示主时钟在该第三消息之后的第三帧的帧头上打时间戳，这样，主时钟在接收到第三消息后，按照第一消息的指示，在第三消息之后的第三帧的帧头上打时间戳。

上面的在第三消息之后的紧跟的帧的帧头上打时间戳，和在第三消息之后的第三帧的帧头上打时间戳的情况，只是举例加以说明，以便于理解，并不是限定。

至此，从时钟得到t1、t2、t3、t4四个时间值。

步骤505：从时钟利用前述公式(1)计算得到Offset。

该公式中的主到从的时延与从到主的时延之差，即(Master_Slave_Delay-Slave_Master_Delay)，对于两端都是SDH接口或两端都是PDH接口的SDH网元，现有技术中可以有若干种方法测得，在此不再赘述。对于SDH网中包括的一端是SDH接口、另一端是PDH接口的SDH网元，可以按照前面本发明提出的SDH网元时延检测方法实施例来实现。这样，SDH网的双向时延差可以得到，从而从时钟可以按照公式(1)计算得到Offset。

步骤506：从时钟根据Offset调整自身的时钟。

前面提到，消息的发送和接收需要经过主时钟和从时钟设备中相应的芯片进行的封装和提取处理。在消息的发送过程中，需要发送的消息封装在帧中之后，加上帧头信息就会发出，本发明实施例中对帧头打时间戳，即对帧头发出时刻进行检测，这个时刻可以准确得到。而现有技术中检测的是开始封装的时刻，而封装到发出存在一定的时延，这样会导致的时间戳打的不准。在消息的接收过程中，接收的消息首先经过读取帧头信息才进一步提取数据帧中的消息，本发明实施例中对接收的帧头打时间戳，即对帧头接收的时刻进行检测，这个时刻可以准确得到。而现有技术中检测的是从帧中提取出消息的时刻，而接收的帧到提取出消息存在一定的时延，这样也会导致的时间戳打的不准。

在现有技术中，由于Sync和Delay_Req消息是打时间戳的消息，对时延很敏感，因此是时延敏感性消息。本发明实施例中，Sync和Delay_Req消息之后的一个数据帧的帧头需要由发送方和接收方打时间戳，接收方在及时获得Sync和Delay_Req消息之后，才会知道在后面的一个帧上打时间戳，为了保持发送方在同一数据帧的帧头上打时间戳，发送方需要准确知道发送出去的Sync消息。这样，Sync和Delay_Req消息同样是时延敏感性消息。

上述时延敏感性消息可以在一个以上的帧中传完，这时，仍然可以是对时延敏感性消息之后紧跟的帧的帧头打时间戳，或是对时延敏感性消息之后的一个特定帧的帧头打时间戳。但是，时延敏感性消息在一帧中完成发送和接收，是实现上最简单且精度最高的方法。但是，如果定义一个统一的8bit长度的消息，又不能携带足够的信息量，为平衡定时精度和携带足够信息量的问题，本发明公开以下特殊的帧结构：

对时延敏感性的消息，包括第一消息或第三消息，例如Sync，Delay_Req，设定其长度为一个8位组，在一帧内传送完，且其编码包括7个或7个以上连续的“1”。如：“11111110”，“01111111”，“11111111”。

另外，对定时不敏感的消息，包括第二消息或第四消息，例如Follow_Up，Delay_Resp，可以使用类似HDLC(Highlevel Data Link Control protocol，高级数据链路控制协议)的帧结构，设定其帧头和帧尾的编码为：“01111110”。HDLC的帧结构可以如图6所示，包括帧头、信息字段、循环冗余校验码(CRC)和帧尾，其中帧头和帧尾的编码为：“01111110”。为了要做到透明传输，即允许帧体，即信息字段所传输的信息可以是任意的比特序列，采用“0”比特插入法。如果有5个连续的“1”的地方就要插入一个“0”，在接收端如果发现有5个连续的“1”，就要将紧随其后的“0”去掉。

另一方面，本发明实施例中不是在Sync、Follow up、Delay_Req、Delay_Resp消息所在数据帧的帧头上打时间戳，这是由于帧头是在数据帧的最前面，而上述的消息在帧结构中帧头之后的数据部分进行传输，当接收端接收到包含上述消息的帧之后，帧头的处理已经完成，无法再在当前帧头上打时间戳。因此，在时延敏感性消息之后的一个特定帧的帧头上打时间戳，发送方和接收方都能以时延敏感性消息之后相同次序的帧的传输过程来检测发送时刻和接收时刻，且这样测得的时刻是准确的时刻。

以下介绍本发明主时钟实体实施例，图7示出了该实施例的框图，如图：

一种主时钟实体，包括第一消息发送单元701，第一定时单元702，第二消息发送单元703，第三消息接收单元704，第四定时单元705，第四消息发送单元706，其中，

第一消息发送单元701，用于发送第一消息；

第一定时单元702，用于在所述第一消息之后的一帧的帧头上所打时间戳作为t1；

第二消息发送单元703，用于发送包含t1的第二消息；

第三消息接收单元704，用于接收第三消息；

第四定时单元705，用于在第三消息之后的一帧的帧头上打时间戳作为t4；

第四消息发送单元706，用于发送包含t4的第四消息。

所述第一消息中包含指示打时间戳的帧在第一消息之后的次序。

所述第三消息中包含指示打时间戳的帧在第三消息之后的次序，相应地，第四定时单元705根据第三消息中的指示在第三消息之后相应次序的帧的帧头上打时间戳作为t4。

以下介绍本发明主时钟实体实施例，图8示出了该实施例的框图，如图：

一种从时钟实体，包括第一消息接收单元801，第二定时单元802，第二消息接收单元803，第三消息发送单元804，第三定时单元805，第四消息接收单元806，Offset计算单元807，时钟调整单元808，其中，

第一消息接收单元801，用于接收发来的第一消息；

第二定时单元802，用于在第一消息之后接收的一帧的帧头上打时间戳作为t2；

第二消息接收单元803，用于接收发来的包含t1的第二消息；

第三消息发送单元804，用于发送第三消息；

第三定时单元805，用于在所述第三消息之后的一帧的帧头上所打时间戳作为t3；

第四消息接收单元806，用于接收发来的包含t4的第四消息；

Offset计算单元807，利用包括t1、t2、t3和t4在内的参数计算得到Offset；

时钟调整单元808，根据Offset调整从时钟的时钟。

所述第三消息中包含指示打时间戳的帧在第三消息之后的次序。

所述第一消息中包含指示打时间戳的帧在第一消息之后的次序，相应地，第二定时单元根据第一消息中的指示在第一消息之后相应次序的帧的帧头上打时间戳作为t2。

以下再提出一种时钟同步方法，特别是针对主时钟和从时钟之间的SDH传输网包括一端是SDH接口、另一端是PDH接口的SDH网元，该方法包括：

从时钟接收主时钟发来的第一消息，在该第一消息之后接收的一帧数据的帧头上打时间戳作为t2；

从时钟接收主时钟发来的包含t1的第二消息；t1是主时钟在发送的所述第一消息之后的一帧数据的帧头上所打的时间戳，且主时钟打时间戳的帧在发送第一消息之后的次序与从时钟打时间戳的帧在接收的第一消息后的次序相同；

从时钟发送第三消息到主时钟，并在该第三消息之后的一帧数据的帧头上打时间戳作为t3；

从时钟接收主时钟发来的包含t4的第四消息；t4是主时钟在接收的所述第三消息之后的一帧数据的帧头上所打的时间戳，且主时钟打时间戳的帧在接收第三消息之后的次序与从时钟打时间戳的帧在发送第三消息后的次序相同；

检测SDH网元两端在一个方向上帧头流出的时刻和帧头流入的时刻；

将SDH网元所述一个方向上帧头流出的时刻与帧头流入的时刻之差作为该SDH网元所述方向上的时延；

从时钟利用t1、t2、t3、t4，以及利用接收的所述SDH网元的双向时延差计算得到Offset；所述SDH网元的双向时延差是SDH网元所述两个方向上的时延之差；

从时钟根据Offset调整自身的时钟。

由以上实施例可见，主时钟和从时钟都是对帧头打时间戳，即对帧头发出时刻进行检测，这个时刻可以准确得到，从而从时钟可以利用准确得到的时刻计算offset，从而实现与主时钟的同步。

虽然通过实施例描绘了本发明实施例，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 (22)

1、一种SDH网元时延检测方法，其特征在于，包括：

检测SDH网元两端在一个方向上帧头流出的时刻和帧头流入的时刻；

将SDH网元所述方向上帧头流出的时刻与帧头流入的时刻之差作为该SDH网元所述方向上的时延。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测SDH网元两端在一个方向上帧头流出的时刻和帧头流入的时刻包括：

检测SDH网元PDH接口上帧头流出的时刻和SDH接口上帧头流入的时刻；或，

检测SDH网元SDH接口上帧头流出的时刻和PDH接口上帧头流入的时刻。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将SDH网元所述一个方向上帧头流出的时刻与帧头流入的时刻之差作为该SDH网元所述方向上的时延包括：

将SDH网元PDH接口上帧头流出的时刻和SDH接口上帧头流入的时刻之差作为该SDH网元从SDH接口到PDH接口方向上的时延；或，

将SDH网元SDH接口上帧头流出的时刻和PDH接口上帧头流入的时刻之差作为该SDH网元从PDH接口到SDH接口方向上的时延。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将SDH网元所述一个方向上帧头流出的时刻与帧头流入的时刻之差作为该SDH网元所述方向上的时延还包括：

将SDH网元所述一个方向上帧头流出的时刻与帧头流入的时刻之差增加网元传输时延除以125us得到的整数帧周期的个数对应的时长。

5、如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

将SDH网元两个方向上的时延之差作为该SDH网元的双向时延差。

6、一种SDH网元设备，其特征在于，包括流入帧头时刻检测单元，流出帧头时刻检测单元，时延确定单元，其中，

流入帧头时刻检测单元和流出帧头时刻检测单元分别位于SDH网元设备的两端；

流入帧头时刻检测单元，用于检测帧头流入的时刻；

流出帧头时刻检测单元，用于检测帧头流出的时刻；

时延确定单元，将帧头流出的时刻与帧头流入的时刻之差作为SDH网元设备该方向上的时延。

7、如权利要求6所述的SDH网元设备，其特征在于，还包括补偿单元，用于将时延确定单元确定的时延增加SDH网元传输时延除以125us得到的整数帧周期的个数对应的时长。

8、如权利要求6所述的SDH网元设备，其特征在于，还包括双向时延差确定单元，用于将所述时延确定单元确定的两个方向上的时延之差确定为双向时延差。

9、如权利要求6～8中任一项所述的SDH网元设备，其特征在于，所述流入的帧头为PDH接口上流入的帧头或SDH接口上流入的帧头；所述流出的帧头为SDH接口上流出的帧头或PDH接口上流出的帧头。

10、一种时钟同步方法，其特征在于，包括：

从时钟接收主时钟发来的第一消息，在该第一消息之后接收的帧的帧头上打时间戳作为t2；

从时钟接收主时钟发来的包含t1的第二消息；t1是主时钟在发送的所述第一消息之后的一帧的帧头上所打的时间戳，且主时钟打时间戳的帧在发送第一消息之后的次序与从时钟打时间戳的帧在接收的第一消息后的次序相同；

从时钟发送第三消息到主时钟，并在该第三消息之后的一帧的帧头上打时间戳作为t3；

从时钟接收主时钟发来的包含t4的第四消息；t4是主时钟在接收的所述第三消息之后的一帧的帧头上所打的时间戳，且主时钟打时间戳的帧在接收第三消息之后的次序与从时钟打时间戳的帧在发送第三消息后的次序相同；

从时钟利用t1、t2、t3和t4计算得到Offset；

从时钟根据Offset调整自身的时钟。

11、如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述打时间戳的帧在第一消息之后的次序是预定义的，或由主时钟发送的第一消息中指示给从时钟。

12、如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述打时间戳的帧在第三消息之后的次序是预定义的，或由从时钟发送的第三消息中指示给主时钟。

13、如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一消息和第三消息在一个或一个以上的帧中传完。

14、如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一消息和第三消息在一帧中传完的情况下，该第一消息和第三消息长度设定为8位，且该8位的编码中包括7个或7个以上连续的“1”。

15、如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第二消息和第四消息中，对于帧体所传输的信息，如果出现5个连续的“1”则在其后插入一个“0”；相应地，在接收端如果发现有5个连续的“1”，将紧随其后的一个“0”去掉。

16、一种主时钟实体，其特征在于，包括第一消息发送单元，第一定时单元，第二消息发送单元，第三消息接收单元，第四定时单元，第四消息发送单元，其中，

第一消息发送单元，用于发送第一消息；

第一定时单元，用于在所述第一消息之后的一帧的帧头上所打时间戳作为t1；

第二消息发送单元，用于发送包含t1的第二消息；

第三消息接收单元，用于接收第三消息；

第四定时单元，用于在第三消息之后的一帧的帧头上打时间戳作为t4；

第四消息发送单元，用于发送包含t4的第四消息。

17、如权利要求16所述的主时钟实体，其特征在于，所述第一消息中包含指示打时间戳的帧在第一消息之后的次序。

18、如权利要求16所述的主时钟实体，其特征在于，所述第三消息中包含指示打时间戳的帧在第三消息之后的次序，相应地，第四定时单元根据第三消息中的指示在第三消息之后相应次序的帧的帧头上打时间戳作为t4。

19、一种从时钟实体，其特征在于，包括第一消息接收单元，第二定时单元，第二消息接收单元，第三消息发送单元，第三定时单元，第四消息接收单元，Offset计算单元，时钟调整单元，其中，

第一消息接收单元，用于接收发来的第一消息；

第二定时单元，用于在第一消息之后接收的一帧的帧头上打时间戳作为t2；

第二消息接收单元，用于接收发来的包含t1的第二消息；

第三消息发送单元，用于发送第三消息；

第三定时单元，用于在所述第三消息之后的一帧的帧头上所打时间戳作为t3；

第四消息接收单元，用于接收发来的包含t4的第四消息；

Offset计算单元，利用包括t1、t2、t3和t4在内的参数计算得到Offset；

时钟调整单元，根据Offset调整从时钟的时钟。

20、如权利要求19所述的从时钟实体，其特征在于，所述第三消息中包含指示打时间戳的帧在第三消息之后的次序。

21、如权利要求19所述的从时钟实体，其特征在于，所述第一消息中包含指示打时间戳的帧在第一消息之后的次序，相应地，第二定时单元根据第一消息中的指示在第一消息之后相应次序的帧的帧头上打时间戳作为t2。

22、一种时钟同步方法，主时钟和从时钟之间的SDH传输网包括一端是SDH接口、另一端是PDH接口的SDH网元，其特征在于，所述方法包括：

从时钟接收主时钟发来的第一消息，在该第一消息之后接收的一帧数据的帧头上打时间戳作为t2；

从时钟接收主时钟发来的包含t1的第二消息；t1是主时钟在发送的所述第一消息之后的一帧数据的帧头上所打的时间戳，且主时钟打时间戳的帧在发送第一消息之后的次序与从时钟打时间戳的帧在接收的第一消息后的次序相同；

从时钟发送第三消息到主时钟，并在该第三消息之后的一帧数据的帧头上打时间戳作为t3；

从时钟接收主时钟发来的包含t4的第四消息；t4是主时钟在接收的所述第三消息之后的一帧数据的帧头上所打的时间戳，且主时钟打时间戳的帧在接收第三消息之后的次序与从时钟打时间戳的帧在发送第三消息后的次序相同；

检测SDH网元两端在一个方向上帧头流出的时刻和帧头流入的时刻；

将SDH网元所述一个方向上帧头流出的时刻与帧头流入的时刻之差作为该SDH网元所述方向上的时延；

从时钟利用t1、t2、t3、t4，以及利用接收的所述SDH网元的双向时延差计算得到Offset；所述SDH网元的双向时延差是SDH网元所述两个方向上的时延之差；

从时钟根据Offset调整自身的时钟。

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