CN102497245A - 时钟同步方法及时钟管理接口板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了时钟同步方法及时钟管理接口板。方法包括：预先在设备中增加时钟管理接口板，该板具有多个外部时钟输入接口，每个外部时钟输入接口对应两个对等的时钟输出接口，分别与主用、备用主控板的一个全局时钟输入接口相连；根据所连接的外部时钟源的精确度，为时钟管理接口板的各外部时钟输入接口分配优先级，同时为主用、备用主控板上的各个全局时钟输入接口分配优先级；时钟管理接口板将任一外部时钟输入接口输入的时钟信号变换为两路时钟信号，分别输出到主用、备用主控板；主用主控板从有时钟信号输入的全局时钟输入接口中，选择优先级最高的接口，使用该接口输入的时钟信号进行时钟同步。本发明无需进行主控板倒换，就可实现时钟备份。

Description

时钟同步方法及时钟管理接口板

技术领域

本发明涉及时钟技术领域，具体涉及时钟同步方法及时钟管理接口板。

背景技术

为了适应业务分组化的发展趋势，解决城域范围内大量分组业务的传送问题，国际电信联盟一电信标准部(ITU-T，International TelecommunicationUnion-Telecommunication Standards Sector)、电气和电子工程师协会(IEEE，Institute of Electrical and Electronics Engineers)、因特网工程任务组(IETF，Internet Engineering Task Force)等国际标准组织和国内外设备厂商提出了多种以分组为核心的传送技术并已进行了不同程度的标准化工作。目前，我国运营商对分组传送网(PTN，Packet Transport Network)技术的需求已逐步明确，规定设备级保护能力应满足：核心、汇聚节点设备应支持电源单元、交换单元、时钟、主控单元、信令控制单元(当支持控制平面时)等主要功能单元的1+1冗余备份能力。在上述功能单元的冗余单元启动1+1保护后，系统转发性能应不受影响。

当时钟与主控合一情况下，图1给出了现有的时钟、主控板1+1备份方案的典型实现示意图，如图1所示，其中：

主控板主要包括控制模块、时钟模块、可选包括业务转发模块(集中式情况下)。

控制模块由中央处理单元(CPU，Central Processing Unit)、网管接口、告警口等组成，负责时钟模块、业务模块的管理与控制，主备倒换控制等。

时钟模块由时间同步模块、频率同步模块及外部时钟接口组成，负责PTN设备的时间与频率同步。主备时钟模块之间通过备板实现主备时钟模块的时间、频率及相位的同步。

业务模块包括分组报文转发、网络保护、服务质量(QOS，Quality ofService)保证等功能。

如图1所示，外时钟源1、2分别向主用主控板与备用主控板输入时钟源，实现时钟部分的1+1保护。其中，主控板01为主用主控板，主控板02为备用主控板。外时钟源1给主用主控板提供精确时钟，外时钟源2给备用主控板提供精确时钟

当外时钟源1失效时，主控板角色切换有两种选择：

1)主控板01主用角色保持不变，时钟模块以HoldOver或FreeRunning方式运行。

优点：主控板角色不变，业务模块与控制模块不切换，保持系统的稳定性。

缺点：时钟1+1保护倒换实际无效。

2)主控板01主用角色切换，变成备用主控板，主控板02变成主用主控板。

优点：时钟1+1保护倒换生效，起到保护作用。

缺点：主控板角色改变，业务模块与控制模块切换，转发业务的稳定性、可靠性下降。

可见两种选择都存在明显缺点，目前暂无有效解决办法。此外因为主控板角色通常由插槽位置、相关配置决定，外部时钟源的精确等级不能作为优先选择依据。

发明内容

本发明提供时钟同步方法及时钟管理接口板、主控板，以实现在外时钟源失效时，能够做到时钟保护倒换，且不影响业务转发稳定性。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种时钟同步方法，预先在设备中增加时钟管理接口板，该板上具有多个时钟输入接口，每个时钟输入接口连接一个外部时钟源，每个时钟输入接口对应两个对等的时钟输出接口，其中，一个时钟输出接口与主用主控板的一个全局时钟输入接口相连，另一个时钟输出接口与备用主控板的一个全局时钟输入接口相连，该方法包括：

根据所连接的外部时钟源的精确度，为时钟管理接口板的各个时钟输入接口分配优先级，同时为主用主控板、备用主控板上的各个全局时钟输入接口分配优先级；

对于时钟管理接口板上的任一时钟输入接口，当该接口有时钟信号输入时，时钟管理接口板将该时钟信号变换为两路时钟信号，分别输出到主用主控板和备用主控板；

主用主控板从有时钟信号输入的全局时钟输入接口中，选择优先级最高的接口，使用该接口输入的时钟信号进行时钟同步。

当主控板具有私有时钟输入接口时，所述方法进一步包括：为该私有时钟输入接口分配优先级；

所述主用主控板从有时钟信号输入的全局时钟输入接口中，选择优先级最高的接口为：主用主控板从有时钟信号输入的全局时钟输入接口和私有时钟输入接口中，选择优先级最高的接口。

所述方法进一步包括：主用主控板将本板同步后的时钟信号输出到备用主控板，以便备用主控板根据该时钟信号进行时钟同步。

当所述设备作为时钟源时，所述方法进一步包括：

主用主控板、备用主控板分别将本板的时钟信号通过本板的各全局时钟输入接口分别输出到时钟管理接口板的各时钟输出接口，当时钟管理接口板从两个对等的时钟输出接口分别接收到来自主用主控板、备用主控板的时钟信号时，选择来自主用主控板的时钟信号输出到外部。

一种时钟管理接口板，该接口板上具有多个时钟输入接口，每个时钟输入接口连接一个外部时钟源，每个时钟输入接口对应两个对等的时钟输出接口，其中，一个时钟输出接口与主用主控板的一个全局时钟输入接口相连，另一个时钟输出接口与备用主控板的一个全局时钟输入接口相连，该接口板包括多个1:2时钟信号变换模块，每个1:2时钟信号变换模块的一端与一个时钟输入接口相连，另一端分别与两个对等的时钟输出接口相连，当该模块从时钟输入接口接收到一路时钟信号时，将该路时钟信号变换为两路时钟信号，每路时钟信号分别通过一个时钟输出接口输出。

所述1:2时钟信号变换模块进一步用于，当从自身的两个对等的时钟输出接口分别接收到来自主用主控板、备用主控板的时钟信号时，选择来自主用主控板的时钟信号，将选定的时钟信号通过自身的时钟输入接口输出到外部，以供外部设备进行时钟同步。

一种主控板，该主控板包括时钟模块，该时钟模块具有多个全局时钟输入接口，每个全局时钟输入接口与时钟管理接口板的一个时钟输出接口相连，在该时钟模块上配置各全局时钟输入接口的优先级，其中，每个全局时钟输入接口的优先级与其连接的时钟管理接口板的时钟输出接口的优先级相同，而时钟管理接口板的各时钟输出接口的优先级由该接口对应的时钟源的精确度确定，

所述时钟模块从有时钟信号输入的全局时钟输入接口中，选择优先级最高的接口，使用该接口输入的时钟信号进行时钟同步。

所述时钟模块包括：频率同步模块、时间同步模块和时间信号变换模块，其中：

频率同步模块，用于从全局时钟输入接口接收时钟信号的频率信号，从接收到的各频率信号中，选择接口优先级最高的频率信号进行频率同步；

时间信号变换模块，用于从全局时钟输入接口接收时钟信号的时间信号，从接收到的各时间信号中，选择接口优先级最高的时间信号输出到时间同步模块；

时间同步模块，用于接收时间信号变换模块发来的时间信号，使用该时间信号进行时间同步。

当所述主控板作为时钟源时，所述频率同步模块进一步用于，根据精确时钟对本板时钟进行频率同步，将频率信号变换为多路频率信号分别通过各全局时钟输入接口输出到时钟管理接口板，以便时钟管理接口板通过各时钟输入接口将各路频率信号输出到外部；

所述时间同步模块进一步用于，根据精确时钟对本板时钟进行时间同步，将时间信号输出到时间信号变换模块；

时间信号变换模块进一步用于，接收时间同步模块输入的时间信号，将该时间信号变换为多路时间信号分别通过各全局时钟输入接口输出到时钟管理接口板，以便时钟管理接口板通过各时钟输入接口将各路时间信号输出到外部。

当所述主控板为主用主控板时，

所述时钟模块进一步用于，将同步后的时钟信号输出到备用主控板，以便备用主控板根据该时钟信号进行时钟同步。

当所述主控板具有私有时钟输入接口时，在所述时钟模块上配置该私有时钟输入接口的优先级；

且，所述时钟模块从有时钟信号输入的全局时钟输入接口和私有时钟输入接口中，选择优先级最高的接口。

与现有技术相比，本发明部分外部时钟源失效的情况下，无需进行主控板的倒换，就可实现时钟备份的1+1保护，不影响业务转发稳定性。

附图说明

图1为现有的时钟、主控板1+1备份方案的典型实现示意图；

图2为本发明实施例提供的进行时钟同步的设备的组成示意图；

图3为本发明实施例提供的时钟同步方法流程图；

图4为应用本发明进行时钟同步的示例图；

图5为本发明实施例提供的时钟管理接口板的组成示意图；

图6为本发明实施例提供的主控板的组成示意图；

图7为本发明实施例提供的主控板中的时钟模块的组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

图2为本发明实施例提供的进行时钟同步的设备的组成示意图，如图2所示，该设备包含两块互为备份的主控板：主控板01、02，该设备与现有设备的不同之处在于，增加了时钟管理接口板。该时钟管理接口板上具有多个时钟输入接口，每个时钟输入接口可连接一个外部时钟源，每个时钟输入接口对应两个对等的时钟输出接口，其中，一个时钟输出接口与主控板01的一个全局时钟输入接口相连，另一个时钟输出接口与主控板02的一个全局时钟输入接口相连。

以下给出本发明实施例提供的时钟同步方法流程。

图3为本发明实施例提供的时钟同步方法流程图，如图3所示，其具体步骤如下：

步骤300：预先在设备中增加时钟管理接口板，该板上具有多个时钟输入接口，每个时钟输入接口可连接一个外部时钟源，每个时钟输入接口对应两个对等的时钟输出接口，其中，一个时钟输出接口与主用主控板的一个全局时钟输入接口相连，另一个时钟输出接口与备用主控板的一个全局时钟输入接口相连。

本发明实施例中的设备可以为PTN设备。

步骤301：根据当前时钟管理接口板的各个时钟输入接口连接的外部时钟源的精确度，为时钟管理接口板的各个时钟输入接口分配优先级，同时为主用主控板、备用主控板上的各个全局时钟输入接口分配优先级。

其中，时钟管理接口板的一个时钟输入接口连接的外部时钟源的精确度越高，该时钟输入接口的优先级越高，其对应的时钟输出接口的优先级越高，与该时钟输出接口相连的主用主控板和备用主控板上的全局时钟输入接口的优先级越高。

步骤302：对于时钟管理接口板上的任一个时钟输入接口，当该接口有时钟信号输入时，时钟管理接口板将该时钟信号变换为两路时钟信号，分别输出到主用主控板和备用主控板。

如图2所示，图2中时钟管理接口板上的1:2时钟信号变换模块可以将一路时钟信号变换为两路完全相同的时钟信号。

当一个外部时钟源失效时，将不会有时钟信号输入到时钟管理接口板上对应的时钟输入接口。

步骤303：对于有时钟信号输入的各全局时钟输入接口，主用主控板选择优先级最高的接口，使用来自该接口的时钟信号进行时钟同步。

备用主控板也可采用步骤303进行时钟同步。

时钟信号由频率信号和时间信号组成，则时钟同步包括：频率同步和时间同步，主用主控板要使用选定的时钟信号中的频率信号进行频率同步，使用选定的时钟信号中的时间信号进行时间同步。

另外，主用主控板也可将同步后的时钟信号输出到备用主控板，以便备用主控板根据该时钟信号进行时钟同步。

当主用主控板、备用主控板自身也具有私有时钟输入接口时，也可为该私有时钟输入接口设置优先级，步骤303中，当私有时钟输入接口也有时钟信号输入时，该时钟信号也参与选择，即，主用主控板从有时钟信号输入的各全局时钟输入接口和该私有时钟输入接口中，选择优先级最高的接口，使用来自该接口的时钟信号进行时钟同步。

以下给出本发明的一个应用示例：

如图4所示，PTN设备上有主控板01、02，设主控板01为主用主控板、主控板02为备用主控板；PTN设备上具有时钟管理接口板，该接口板具有两个时钟输入接口1、2，分别连接时钟源1、时钟源2，每个时钟输入接口连接一个1:2时钟信号变换模块，每个1:2时钟信号变换模块分别与两个时钟输出接口相连，其中一个时钟输出接口通过背板与主控板01的一个全局时钟输入接口相连，另一个时钟输出接口通过背板与主控板02的一个全局时钟输入接口相连。

设时钟源1的精确度高于时钟源2，则在主控板01上设置全局时钟输入接口1的优先级高于全局时钟输入接口2，在主控板02上也设置全局时钟输入接口1的优先级高于全局时钟输入接口2。

当时钟管理接口板从时钟输入接口1接收到来自时钟源1的时钟信号1时，通过1:2时钟信号变换模块1将时钟信号1变换为两路完全相同的时钟信号1，一路时钟信号1通过时钟输出接口11、主控板01的全局时钟输入接口1输出到主控板01；另一路时钟信号1通过时钟输出接口12、主控板02的全局时钟输入接口1输出到主控板02；

同样，当时钟管理接口板从时钟输入接口2接收到来自时钟源2的时钟信号2时，通过1:2时钟信号变换模块2将时钟信号2变换为两路完全相同的时钟信号2，一路时钟信号2通过时钟输出接口21、主控板01的全局时钟输入接口2输出到主控板01；另一路时钟信号2通过时钟输出接口22、主控板02的全局时钟输入接口2输出到主控板02。

主控板01从全局时钟输入接口1、2分别接收到时钟信号1、2，由于全局时钟输入接口1的优先级高于全局时钟输入接口2，因此，选择时钟信号1进行时钟同步。

在实际应用中，图2所示设备也可能作为时钟源。此时，主控板的各全局时钟输入接口变成时钟输出接口，用于输出主控板的时钟信号；时钟管理接口板的各时钟输出接口变成时钟输入接口，用于接收主控板发来的时钟信号，时钟管理接口板的各时钟输入接口变成时钟输出接口，用于将主控板发来的时钟信号输出给各外部设备。

此时，需要指出的是，主用主控板和备用主控板可能同时作为时钟源，同时向时钟管理接口板输出时钟信号，而时钟管理接口板只能选择一路时钟信号输出给每一外部设备。为了解决该问题，可在时钟管理接口板上配置与主用主控板连接的时钟输出接口的优先级高于与备用主控板连接的时钟输出接口，这样，时钟管理接口就可选择将主用主控板发来的时钟信号输出给各外部设备了。

图5为本发明实施例提供的时钟管理接口板的组成示意图，如图5所示，该接口板上具有多个时钟输入接口，每个时钟输入接口连接一个外部时钟源，每个时钟输入接口对应两个对等的时钟输出接口，其中，一个时钟输出接口与主用主控板的一个全局时钟输入接口相连，另一个时钟输出接口与备用主控板的一个全局时钟输入接口相连。

该时钟管理接口板包括多个1:2时钟信号变换模块，每个1:2时钟信号变换模块的一端与一个时钟输入接口相连，另一端分别与两个对等的时钟输出接口相连，当该模块从自身的时钟输入接口接收到一路时钟信号时，将该路时钟信号变换为两路时钟信号，每路时钟信号分别通过一个时钟输出接口输出，即一路时钟信号经由主用主控板的一个全局时钟输入接口到达主用主控板，另一路时钟信号经由备用主控板的一个全局时钟输入接口到达备用主控板。

1:2时钟信号变换模块进一步用于，对于自身的两个时钟输出接口，配置与主用主控板相连的接口的优先级高于与备用主控板相连的接口的优先级，当从该两个接口分别接收到来自主用主控板、备用主控板的时钟信号时，根据该两接口的优先级，选择接口优先级高的时钟信号输出到外部，以供外部设备进行时钟同步。

图6为本发明实施例提供的主控板的组成示意图，如图6所示，该主控板包括时钟模块，该时钟模块具有多个全局时钟输入接口，每个全局时钟输入接口与时钟管理接口板的一个时钟输出接口相连，在该时钟模块上配置各全局时钟输入接口的优先级，其中，每个全局时钟输入接口的优先级与其连接的时钟管理接口板的时钟输出接口的优先级相同，而时钟管理接口板的各时钟输出接口的优先级由该接口对应的时钟源的精确度确定；该时钟模块用于，从有时钟信号输入的全局时钟输入接口中，选择优先级最高的接口，使用该接口输入的时钟信号进行时钟同步。

当主控板具有私有时钟输入接口时，在时钟模块上配置该私有时钟输入接口的优先级；且，时钟模块从有时钟信号输入的全局时钟输入接口和私有时钟输入接口中，选择优先级最高的接口，使用该接口输入的时钟信号进行时钟同步。

图7给出了图6所示时钟模块的组成示意图，如图7所示，其主要包括：频率同步模块71、时间信号变换模块72和时间同步模块73，其中：

频率同步模块71，用于从各全局时钟输入接口接收时钟信号的频率信号，对于有时钟信号输入的各全局时钟输入接口，选择优先级最高的接口，使用该接口输入的频率信号对本板时钟进行频率同步。

时间信号变换模块72，用于从全局时钟输入接口接收时钟信号的时间信号，对于有时钟信号输入的各全局时钟输入接口，选择优先级最高的接口，将该接口输入的时间信号输出到时间同步模块73。

时间同步模块73，用于接收时间信号变换模块72发来的时间信号，使用该时间信号进行时间同步。

当主控板作为时钟源时，频率同步模块71进一步用于，根据精确时钟对本板时钟进行频率同步，将同步后的频率信号变换为多路频率信号分别通过各全局时钟输入接口输出到时钟管理接口板，以便时钟管理接口板通过各时钟输入接口将各路频率信号输出到外部。

同时，时间同步模块73进一步用于，根据精确时钟对本板时钟进行时间同步，将同步后的时间信号输出到时间信号变换模块72；时间信号变换模块72进一步用于，接收时间同步模块73输入的时间信号，将该时间信号变换为多路时间信号分别通过各全局时钟输入接口输出到时钟管理接口板，以便时钟管理接口板通过各时钟输入接口将各路时间信号输出到外部。

当主控板为主用主控板时，时钟模块进一步用于，将同步后的时钟信号输出到备用主控板，以便备用主控板根据该时钟信号进行时钟同步。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种时钟同步方法，其特征在于，预先在设备中增加时钟管理接口板，该板上具有多个时钟输入接口，每个时钟输入接口连接一个外部时钟源，每个时钟输入接口对应两个对等的时钟输出接口，其中，一个时钟输出接口与主用主控板的一个全局时钟输入接口相连，另一个时钟输出接口与备用主控板的一个全局时钟输入接口相连，该方法包括：

根据所连接的外部时钟源的精确度，为时钟管理接口板的各个时钟输入接口分配优先级，同时为主用主控板、备用主控板上的各个全局时钟输入接口分配优先级；

对于时钟管理接口板上的任一时钟输入接口，当该接口有时钟信号输入时，时钟管理接口板将该时钟信号变换为两路时钟信号，分别输出到主用主控板和备用主控板；

主用主控板从有时钟信号输入的全局时钟输入接口中，选择优先级最高的接口，使用该接口输入的时钟信号进行时钟同步。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当主控板具有私有时钟输入接口时，所述方法进一步包括：为该私有时钟输入接口分配优先级；

所述主用主控板从有时钟信号输入的全局时钟输入接口中，选择优先级最高的接口为：主用主控板从有时钟信号输入的全局时钟输入接口和私有时钟输入接口中，选择优先级最高的接口。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：主用主控板将本板同步后的时钟信号输出到备用主控板，以便备用主控板根据该时钟信号进行时钟同步。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述设备作为时钟源时，所述方法进一步包括：

主用主控板、备用主控板分别将本板的时钟信号通过本板的各全局时钟输入接口分别输出到时钟管理接口板的各时钟输出接口，当时钟管理接口板从两个对等的时钟输出接口分别接收到来自主用主控板、备用主控板的时钟信号时，选择来自主用主控板的时钟信号输出到外部。

5.一种时钟管理接口板，其特征在于，该接口板上具有多个时钟输入接口，每个时钟输入接口连接一个外部时钟源，每个时钟输入接口对应两个对等的时钟输出接口，其中，一个时钟输出接口与主用主控板的一个全局时钟输入接口相连，另一个时钟输出接口与备用主控板的一个全局时钟输入接口相连，该接口板包括多个1:2时钟信号变换模块，每个1:2时钟信号变换模块的一端与一个时钟输入接口相连，另一端分别与两个对等的时钟输出接口相连，当该模块从时钟输入接口接收到一路时钟信号时，将该路时钟信号变换为两路时钟信号，每路时钟信号分别通过一个时钟输出接口输出。

6.根据权利要求5所述的时钟管理接口板，其特征在于，所述1:2时钟信号变换模块进一步用于，当从自身的两个对等的时钟输出接口分别接收到来自主用主控板、备用主控板的时钟信号时，选择来自主用主控板的时钟信号，将选定的时钟信号通过自身的时钟输入接口输出到外部，以供外部设备进行时钟同步。

7.一种主控板，其特征在于，该主控板包括时钟模块，该时钟模块具有多个全局时钟输入接口，每个全局时钟输入接口与时钟管理接口板的一个时钟输出接口相连，在该时钟模块上配置各全局时钟输入接口的优先级，其中，每个全局时钟输入接口的优先级与其连接的时钟管理接口板的时钟输出接口的优先级相同，而时钟管理接口板的各时钟输出接口的优先级由该接口对应的时钟源的精确度确定，

所述时钟模块从有时钟信号输入的全局时钟输入接口中，选择优先级最高的接口，使用该接口输入的时钟信号进行时钟同步。

8.根据权利要求7所述的主控板，其特征在于，所述时钟模块包括：频率同步模块、时间同步模块和时间信号变换模块，其中：

频率同步模块，用于从全局时钟输入接口接收时钟信号的频率信号，从接收到的各频率信号中，选择接口优先级最高的频率信号进行频率同步；

时间信号变换模块，用于从全局时钟输入接口接收时钟信号的时间信号，从接收到的各时间信号中，选择接口优先级最高的时间信号输出到时间同步模块；

时间同步模块，用于接收时间信号变换模块发来的时间信号，使用该时间信号进行时间同步。

9.根据权利要求7所述的主控板，其特征在于，当所述主控板作为时钟源时，所述频率同步模块进一步用于，根据精确时钟对本板时钟进行频率同步，将频率信号变换为多路频率信号分别通过各全局时钟输入接口输出到时钟管理接口板，以便时钟管理接口板通过各时钟输入接口将各路频率信号输出到外部；

所述时间同步模块进一步用于，根据精确时钟对本板时钟进行时间同步，将时间信号输出到时间信号变换模块；

时间信号变换模块进一步用于，接收时间同步模块输入的时间信号，将该时间信号变换为多路时间信号分别通过各全局时钟输入接口输出到时钟管理接口板，以便时钟管理接口板通过各时钟输入接口将各路时间信号输出到外部。

10.根据权利要求7所述的主控板，其特征在于，当所述主控板为主用主控板时，

所述时钟模块进一步用于，将同步后的时钟信号输出到备用主控板，以便备用主控板根据该时钟信号进行时钟同步。

11.根据权利要求7所述的主控板，其特征在于，当所述主控板具有私有时钟输入接口时，在所述时钟模块上配置该私有时钟输入接口的优先级；

且，所述时钟模块从有时钟信号输入的全局时钟输入接口和私有时钟输入接口中，选择优先级最高的接口。

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