CN101765199B - 一种通信网络系统及系统内时间同步方法和otn设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及通信网络系统内进行时间同步的技术。本发明提供了一种通信网络系统及系统内时间同步方法和OTN设备，包括：OTN主设备从时钟源获取时间信息；OTN从设备根据OTN主设备的时间信息进行时间同步；汇聚层中与OTN设备相连的MSTP/PTN设备，根据与其相连的OTN设备输出的时间信息进行时间同步；汇聚层中其它MSTP/PTN设备根据与OTN设备相连的MSTP/PTN设备的时间信息进行同步。由于先对各OTN设备进行时间同步；然后汇聚层中的MSTP或者PTN设备根据OTN设备的时间进行同步，从而采用一个时钟源就可以实现多个汇聚层中的各设备的时间同步，降低了时间同步成本，便于全网设备同步一个时间源。

Description

一种通信网络系统及系统内时间同步方法和OTN设备

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及通信网络系统内进行时间同步的技术。

背景技术

在通信网络中TD-SCDMA(Time Division Synchronous Code DivisionMultiple Access，时分同步码分多路接入)系统被大规模部署。TD-SCDMA系统是一个要求严格时间同步的系统。

现有的TD-SCDMA系统网络结构由高到低依次为核心层、汇聚层和接入层(如图1所示)。例如，一个TD-SCDMA系统网络可以具有1～2个核心层，6～10个汇聚层，30～60个接入层，接入层和汇聚层传输设备为MSTP(Multi-Service Transport Platform，多业务传送平台)或PTN(Packet TransportNetwork，分组传送网)设备，核心层设备演进为OTN(Optical TransportNetwork，光传送网)设备。一个核心层的OTN设备通常是环形连接，也称为核心环；一个汇聚层中的MSTP或PTN设备通常也是环形连接，称为汇聚环。

现有技术的TD-SCDMA系统中的MSTP或PTN设备通过网络传递时间信息来进行同步，从而实现网络侧的时间同步。通常在一个TD-SCDMA系统网络中对于6～10个汇聚层都分别要布置一个时钟源，作为该汇聚层中各MSTP或PTN设备的基准时钟，使得该汇聚层中各MSTP或PTN设备实现时间同步。

本发明的发明人发现现有技术的通信网络系统的时间同步方法需要耗费较多时钟源，时间同步成本较高。

发明内容

本发明实施例提供了一种通信网络系统、OTN设备以及通信网络系统内时间同步方法，用以降低TD-SCDMA系统内时间同步的成本。

一种通信网络系统内时间同步方法，包括：

光传送网OTN主设备从时钟源获取时间信息作为本设备的时间信息；

OTN从设备根据所述OTN主设备的时间信息进行时间同步；

汇聚层中与OTN设备相连的多业务传送平台MSTP/分组传送网PTN设备，根据与其相连的OTN设备的时间信息进行时间同步；

所述汇聚层中其它MSTP/PTN设备根据与所述OTN设备相连的MSTP/PTN设备的时间信息进行同步。

在所述相连的汇聚层中的MSTP/PTN设备与该汇聚层中的各MSTP/PTN设备进行时间同步之后，还包括：

与所述汇聚层中的MSTP/PTN设备相连的接入层中的MSTP/PTN根据与其相连的汇聚层中的MSTP/PTN设备的时间信息进行时间同步。

所述OTN从设备根据所述OTN主设备的时间信息进行时间同步，具体包括：

所述OTN从设备向所述OTN主设备发送第一报文，并记录发送该第一报文时的所述OTN从设备的时间T1；

所述OTN主设备在接收到所述第一报文后返回第二报文，并在所述第二报文中携带有时间T2、时间T3的信息；所述时间T2、T3分别为所述OTN主设备接收到所述第一报文，以及发送第二报文的OTN主设备的时间；

所述OTN从设备在接收到所述第二报文时，记录接收该第二报文时的所述OTN从设备的时间T4；

所述OTN从设备根据时间T1、T2、T3、T4确定本设备与所述OTN主设备之间的时间偏差，并调整该时间偏差实现与OTN主设备的时间同步。

一种通信网络系统，包括：

OTN设备，其中OTN主设备用于从时钟源获取时间信息；所述OTN设备中的OTN从设备，用于根据所述OTN主设备的时间信息进行时间同步；

汇聚层的MSTP/PTN设备，其中与所述OTN设备相连的MSTP/PTN设备用于根据与其相连的OTN设备的时间信息进行时间同步；所述汇聚层中其它MSTP/PTN设备根据与所述OTN设备相连的MSTP/PTN设备的时间信息进行同步。

所述系统还包括：

接入层的MSTP/PTN设备，用于根据与其相连的汇聚层中的MSTP/PTN设备的时间信息进行时间同步。

一种OTN设备，包括：

设备时间模块，用于计时，为所述OTN设备提供时间信息；

报文收发模块，用于向OTN主设备发送第一报文，并记录发送所述第一报文时所述设备时间模块的计时时间T1；并接收所述OTN主设备返回的第二报文，记录接收第二报文时所述设备时间模块514计时时间T4；

报文处理模块，用于从所述第二报文中提取时间T2、T3；所述时间T2、T3分别为所述OTN主设备接收到所述第一报文，以及发送第二报文的OTN主设备的时间；

时间偏差确定模块，用于根据所述时间T1、T2、T3、T4确定所述OTN设备与所述OTN主设备的时间偏差；

校准模块，用于根据所述时间偏差调整所述设备时间模块中的时间信息。

本发明实施例由于先对OTN设备进行时间同步；然后与OTN设备相连的汇聚层中的MSTP或者PTN设备再与相连的OTN设备进行同步；而汇聚层中其它的MSTP或者PTN设备再与该相连的MSTP或者PTN设备进行时间同步，从而可以实现汇聚层中各MSTP或者PTN设备的时间同步，即实现了通信网络系统网络侧的时间同步。由于一个核心层与多个汇聚层相连，因此，采用一个时钟源就可以实现多个汇聚层中的各MSTP或者PTN设备的时间同步。而且，由于是在核心层实现的时间同步，同时也可以使得这多个汇聚层之间的时间也是同步的，便于全网设备同步一个时钟源。而现有技术的方案则只能实现汇聚层中各MSTP或者PTN设备的时间同步，却不能达到汇聚层之间也实现时间同步的效果。因此，本发明实施例的通信网络系统时间同步的技术方案不但节约了时钟源，降低了时间同步成本，而且还可以实现汇聚层中各MSTP或者PTN设备的时间同步，以及汇聚层之间的时间同步。

附图说明

图1为现有技术的TD-SCDMA系统示意图；

图2为本发明实施例的TD-SCDMA系统时间同步示意图；

图3为本发明实施例的TD-SCDMA系统时间同步方法流程图；

图4为本发明实施例的OTN设备之间进行时间同步的方法流程图；

图5为本发明实施例的OTN设备内部结构框图。

具体实施方式

如图2所示，本发明实施例将时钟源部署在通信网络系统(比如TD-SCDMA)的核心层，先对核心层的OTN设备进行时间同步；然后与核心层OTN设备相连的汇聚层中的MSTP或者PTN设备再与相连的OTN设备进行同步；而汇聚层中其它的MSTP或者PTN设备再与该相连的MSTP或者PTN设备进行时间同步，从而可以实现汇聚层中各MSTP或者PTN设备的时间同步，即实现了通信网络系统网络侧的时间同步。由于一个核心层与多个汇聚层相连，因此，采用一个时钟源就可以实现多个汇聚层中的各MSTP或者PTN设备的时间同步。而且，由于是在核心层实现的时间同步，同时也可以使得这多个汇聚层之间的时间也是同步的。而现有技术的方案则只能实现汇聚层中各MSTP或者PTN设备的时间同步，却不能达到汇聚层之间也实现时间同步的效果。因此，本发明实施例的通信网络系统时间同步的技术方案不但节约了时钟源，降低了时间同步成本，而且还可以实现汇聚层中各MSTP或者PTN设备的时间同步，以及汇聚层之间的时间同步。

本发明实施例提供的一种通信网络系统内时间同步方法，流程图如图3所示，包括如下步骤：

S301、对于核心层的各OTN设备，将其中一个OTN设备作为OTN主设备，其它OTN设备作为OTN从设备；将时钟源与OTN主设备相连。

现有技术的核心层中的OTN设备没有主、从之分。在将核心层的OTN设备区分出OTN主设备和OTN从设备后，将时钟源与OTN主设备相连。

S302、OTN主设备从时钟源获得标准时间信息，作为本设备的时间信息。

进一步，为了使得系统的同步时间更为精确，可以为OTN主设备配备多个时钟源，OTN主设备选择最佳时钟源的时间信息作为本设备的时间信息。具体的，OTN主设备根据获取的各时钟源的时间信息，采用BMC(Best MasterClock，最佳主时钟)算法计算出最佳时钟源的时间信息，从而OTN主设备选择最佳时钟源的时间信息作为本设备的时间信息。由于采用BMC算法计算最佳时钟源的属性信息为本领域技术人员所熟知的技术，此处不再赘述。

S303、与OTN主设备相连的核心层中其它的OTN从设备分别进行时间同步。

OTN从设备通过与其相连的OTN主设备传递的报文中携带的OTN主设备的时间信息来实现与OTN主设备的时间同步。假设OTN从设备(OTN-B)与OTN主设备(OTN-A)实现时间同步，则具体过程可以如图4所示，包括如下步骤：

S401、OTN-B向OTN-A发送报文A，并记录发送报文A时OTN-B设备的时间T1。

S402、OTN-A接收到报文A后，记录本设备的接收时间T2。

S403、OTN-A向OTN-B返回报文B，在报文B中携带时间T2、T3的信息。其中，时间T3为OTN-A发送报文B时本设备的时间。

S404、OTN-B接收到报文B时，记录接收报文B时OTN-B设备的时间T4。

S405、OTN-B根据记录的时间T1、T4，以及报文B中携带的时间T2、T3，计算出OTN-B与OTN-A之间的时间偏差Offset：

Offset＝[(T2-T1)+(T3-T4)]/2            (1)

S406、OTN-B根据计算出的时间偏差修正本设备时间，使其和主设备时间同步。

上述的报文A具体可以是Pdelay_Req(端到端时延请求)报文，报文B为Pdelay_Resp(端到端时延响应)报文。在现有技术的Pdelay_Resp报文中的保留字段中可以携带上述时间T2、T3的信息。由于OTN设备之间是通过OTN帧进行数据传输，因此，上述的Pdelay_Req报文以及Pdelay_Resp报文在进行HDLC协议封装、以字节为单位进行分割后，插入到OTN帧中，从而实现OTN设备之间的报文传输。本领域技术人员可以根据本发明实施例公开的技术内容，根据实际情况采用其它报文来实现OTN设备间的时间信息的传递，此处不再对其它报文一一列举。

为了更进一步保证OTN从设备与OTN主设备之间的时间同步，还可以由OTN主设备向OTN从设备输出计时频率信号，OTN从设备在根据所述OTN主设备的时间信息进行时间同步后，根据接收的频率信号进行计时。这样可以保证OTN从设备的计时频率也与OTN主设备的同步，避免OTN从设备自身的计时频率的误差而导致OTN从设备的时间在同步后又逐渐产生偏移。若OTN主设备没有向OTN从设备发送频率信号，则OTN从设备可以根据自身设备的频率信号来进行计时。

OTN从设备与OTN主设备之间的时间同步可以每隔一段时间进行。具体的间隔时间，本领域技术人员可以根据实际情况来确定。

对于核心层中没有直接与OTN主设备相连的OTN从设备(比如OTN-G连接在OTN从设备OTN-B与OTN从设备OTN-D之间)，则OTN-G可以从相邻连接的OTN从设备(比如OTN-B或者OTN-D)通过传递报文的方式实现时间同步，而OTN-G与OTN-B通过传递保文实现与OTN-B的时间同步方法与上述列举的OTN-B实现与OTN-A的时间同步的方法一样，此处不再赘述。

S304、汇聚层中与OTN设备(包括OTN主设备或OTN从设备)相连的MSTP或者PTN设备与其相连的OTN设备进行时间同步。

例如汇聚层中的MSTP设备(MSTP-A)与核心层的OTN设备(OTN-B)相连，MSTP-A通过获得OTN-B传递的报文中携带的OTN-B的时间信息来实现与OTN-B的时间同步(具体方法可以与上述介绍的OTN设备之间进行时间同步的方法类似)；或者，MSTP-A与OTN-B之间连接有时间信息传送接口，OTN-B通过该时间信息传送接口直接向MSTP-A输出时间信息，MSTP-A将接收的时间信息作为本设备的时间信息。

类似的，为了更进一步提高汇聚层中的MSTP或者PTN设备的时间准确性，核心层的OTN设备还可以向与其相连的汇聚层中的MSTP或者PTN设备发送计时频率信号；而汇聚层中的MSTP或者PTN设备根据接收的计时频率信号在时间同步后进行计时，从而更进一步保证汇聚层中的MSTP或者PTN设备与核心层的OTN设备之间的时间同步。

S305、汇聚层中其它的MSTP或者PTN设备进行时间同步。

在汇聚层中与OTN设备相连的MSTP或者PTN设备进行了时间同步后，汇聚层中其它MSTP或者PTN设备与该MSTP或者PTN设备进行时间同步。具体的同步方法与现有技术相同(即汇聚层中各MSTP或者PTN设备实现时间同步)，此处不再进行赘述。

进一步，汇聚层中与OTN设备相连的MSTP或者PTN设备还可以向汇聚层中其它MSTP或者PTN设备发送计时频率信号，从而更进一步保证汇聚层中其它MSTP或者PTN设备的时间同步。

S306、接入层的MSTP或者PTN设备与其相连的汇聚层中的MSTP或者PTN设备进行时间同步。

具体同步方法与现有技术相同，此处不再进行赘述。类似的，汇聚层中的MSTP或者PTN设备也可以向接入层的MSTP或者PTN设备发送计时频率信号，从而更进一步保证接入层的MSTP或者PTN设备的时间同步。

虽然目前OTN设备主要被应用在核心层，但是随着网络技术的发展，OTN设备也有可以应用在汇聚层或者接入层，则汇聚层或者接入层的OTN设备的时间同步可以采用核心层OTN从设备的方法。也就是说，汇聚层或者接入层的OTN设备可以采用上述相同方法实现与核心层的OTN主设备或者OTN从设备的时间同步。

本领域技术人员可以理解，虽然上述说明中，为便于理解，对方法的步骤采用了顺序性描述，但是应当指出，对于上述步骤的顺序并不作严格限制。

上述的核心层中的OTN主设备以及OTN从设备的一种具体结构框图，如图5所示。

其中，OTN主设备包括：主设备时间模块501、主设备报文收发模块502。

OTN从设备包括：从设备报文收发模块511、报文处理模块512、时间偏差确定模块513、从设备时间模块514、校准模块515。

OTN主设备的主设备时间模块501从时钟源获得时间信息、计时，为OTN主设备提供时间信息。

OTN从设备的从设备时间模块514用于计时，为OTN从设备提供时间信息。

OTN从设备的从设备报文收发模块511用于向OTN主设备发送报文A，并记录发送报文A时从设备时间模块514计时的时间T1；具体收发报文的方法如前述步骤S303所述，此处不再赘述。

OTN主设备的主设备报文收发模块502接收报文A，并返回报文B；在报文B中携带时间T2、T3。时间T2为主设备报文收发模块502接收报文A时，主设备时间模块501的计时时间；时间T3为主设备报文收发模块502发送报文B时，主设备时间模块501的计时时间。

OTN从设备的从设备报文收发模块511接收OTN主设备返回的报文B，并记录接收报文B时从设备时间模块514计时的时间T4。

OTN从设备的报文处理模块512获得报文B，从报文B中提取时间T2、T3。

OTN从设备的时间偏差确定模块513根据从设备报文收发模块511记录的时间T1、T4，以及报文处理模块512提取的时间T2、T3，确定时间偏差。具体确定偏差的方法与上述步骤S303中介绍的相同，此处不再赘述。

OTN从设备的校准模块515根据时间偏差确定模块513确定的时间偏差对从设备时间模块514的时间信息进行校准、修正。

OTN从设备进一步还可以包括：时间信息发送模块516。

时间信息发送模块516用于向与所述OTN从设备相连的汇聚层中的MSTP或者PTN设备发送从设备时间模块514中的时间信息。

OTN主设备可以与多个时钟源相连，OTN主设备进一步还可以包括：时钟源选择模块503。

时钟源选择模块503用于提取各时钟源的时间信息，根据BMC算法确定最佳时钟源。

上述OTN主设备与OTN从设备的功能模块可以合并在一个OTN设备中，当该OTN设备作为时间同步过程中时间信息提供方(比如上述的OTN-A)时，可以使用主设备报文收发模块502来向另一个OTN设备通过保文发送时间信息；当该OTN设备作为时间同步过程中时间信息接收方(比如上述的OTN-B或者OTN-G)时，可以使用从设备报文收发模块511、报文处理模块512、时间偏差确定模块513、校准模块515来通过保文获得时间信息并对本设备时间进行校准。并且主设备报文收发模块502与从设备报文收发模块511可以合并为一个报文收发模块。

本发明实施例由于将时钟源部署在通信网络系统的核心层，先对核心层的各OTN设备进行时间同步；然后与核心层OTN设备相连的汇聚层中的MSTP或者PTN设备再与相连的OTN设备进行同步；而汇聚层中其它的MSTP或者PTN设备再与该相连的MSTP或者PTN设备进行时间同步，从而可以实现汇聚层中各MSTP或者PTN设备的时间同步，即实现了通信网络系统网络侧的时间同步。由于一个核心层与多个汇聚层相连，因此，采用一个时钟源就可以实现多个汇聚层中的各MSTP或者PTN设备的时间同步。而且，由于是在核心层实现的时间同步，同时也可以使得这多个汇聚层之间的时间也是同步的。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

还可以理解的是，附图或实施例中所示的装置结构仅仅是示意性的，表示逻辑结构。其中作为分离部件显示的模块可能是或者可能不是物理上分开的，作为模块显示的部件可能是或者可能不是物理模块。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种通信网络系统内时间同步方法，其特征在于，包括：

光传送网OTN主设备从时钟源获取时间信息作为本设备的时间信息；

OTN从设备根据所述OTN主设备的时间信息进行时间同步；

汇聚层中与OTN设备相连的多业务传送平台MSTP/分组传送网PTN设备，根据与其相连的OTN设备的时间信息进行时间同步；

所述汇聚层中其它MSTP/PTN设备根据与所述OTN设备相连的MSTP/PTN设备的时间信息进行同步。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述OTN主设备还向OTN从设备发送频率信号；以及

所述OTN从设备在根据所述OTN主设备的时间信息进行时间同步后，根据接收的频率信号进行计时。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述OTN设备还向与其相连的汇聚层中的MSTP/PTN设备发送频率信号；以及

所述汇聚层中的MSTP/PTN设备在与其相连的OTN设备的时间信息进行时间同步后，根据接收的频率信号进行计时。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在与所述OTN设备相连的汇聚层中的MSTP/PTN设备与该汇聚层中的各MSTP/PTN设备进行时间同步之后，还包括：

与所述汇聚层中的MSTP/PTN设备相连的接入层中的MSTP/PTN设备根据与其相连的汇聚层中的MSTP/PTN设备的时间信息进行时间同步。

5.如权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述OTN从设备根据所述OTN主设备的时间信息进行时间同步，具体包括：

所述OTN从设备向所述OTN主设备发送第一报文，并记录发送该第一报文时的所述OTN从设备的时间T1；

所述OTN主设备在接收到所述第一报文后返回第二报文，并在所述第二报文中携带有时间T2、时间T3的信息；所述时间T2、T3分别为所述OTN主设备接收到所述第一报文，以及发送第二报文的OTN主设备的时间；

所述OTN从设备在接收到所述第二报文时，记录接收该第二报文时的所述OTN从设备的时间T4；

所述OTN从设备根据时间T1、T2、T3、T4确定本设备与所述OTN主设备之间的时间偏差，并调整该时间偏差实现与OTN主设备的时间同步。

6.如权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述时钟源为多个；以及

所述OTN主设备从时钟源获取时间信息作为本设备的时间信息，具体包括：

所述OTN主设备提取各时钟源的时间信息，采用最佳主时钟BMC算法确定出最佳时钟源；

所述OTN主设备将所述最佳时钟源的时间信息作为本设备的时间信息。

7.一种通信网络系统，其特征在于，包括：

OTN设备，其中的OTN主设备，用于从时钟源获取时间信息；所述OTN设备中的OTN从设备，用于根据所述OTN主设备的时间信息进行时间同步；

汇聚层的MSTP/PTN设备，其中与所述OTN设备相连的MSTP/PTN设备用于根据与其相连的OTN设备的时间信息进行时间同步；所述汇聚层中其它MSTP/PTN设备根据与所述OTN设备相连的MSTP/PTN设备的时间信息进行同步。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括：

接入层的MSTP/PTN设备，用于根据与其相连的汇聚层中的MSTP/PTN设备的时间信息进行时间同步。

9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述OTN主设备还向OTN从设备发送频率信号；以及

所述OTN从设备还用于在根据所述OTN主设备的时间信息进行时间同步后，根据接收的频率信号进行计时。

10.如权利要求7-9任一所述的系统，其特征在于，所述时钟源为多个；以及

所述OTN主设备具体用于提取各时钟源的时间信息，采用最佳主时钟BMC算法确定出最佳时钟源，将所述最佳时钟源的时间信息作为本设备的时间信息。

11.一种OTN设备，其特征在于，包括：

设备时间模块，用于计时，为所述OTN设备提供时间信息；

报文收发模块，用于向OTN主设备发送第一报文，并记录发送所述第一报文时所述设备时间模块的计时时间T1；并接收所述OTN主设备返回的第二报文，记录接收第二报文时所述设备时间模块计时时间T4；

报文处理模块，用于从所述第二报文中提取时间T2、T3；所述时间T2、T3分别为所述OTN主设备接收到所述第一报文，以及发送第二报文的OTN主设备的时间；

时间偏差确定模块，用于根据所述时间T1、T2、T3、T4确定所述OTN设备与所述OTN主设备的时间偏差；

校准模块，用于根据所述时间偏差调整所述设备时间模块中的时间信息。

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，还包括：

时间信息发送模块，用于将设备时间模块中的时间信息发送给与所述OTN设备相连的汇聚层中的MSTP/PTN设备。

13.如权利要求11所述的设备，其特征在于，

所述报文收发模块还用于在接收到其它OTN设备发送的第一报文时，向所述其它OTN设备返回第二报文，并在该第二报文中携带时间T6、T7的信息；所述时间T6、T7分别为所述报文收发模块接收到所述其它OTN设备发送的第一报文的时间，以及所述报文收发模块向所述其它OTN设备返回第二报文的时间。

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