CN105409300A

CN105409300A - 在虚拟专用网中提供分组同步

Info

Publication number: CN105409300A
Application number: CN201380074907.6A
Authority: CN
Inventors: 赵正福
Original assignee: Ericsson China Communications Co Ltd
Current assignee: Ericsson China Communications Co Ltd
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2016-03-16
Also published as: EP2976922A1; EP2976922A4; US20160072604A1; WO2014146239A1; EP2976922B1

Abstract

一种用于在虚拟专用网中提供分组同步的方法和装置。在虚拟专用网中给多个服务供应商提供回程服务的节点接收同步控制分组。它识别与所述多个服务供应商的服务供应商的身份有关的特征，并且基于识别的特征给所述节点提供同步信息。使用所述同步信息处理与识别的服务供应商有关的后续分组。

Description

在虚拟专用网中提供分组同步

技术领域

本发明涉及在虚拟专用网中提供分组同步的领域。

背景技术

某些国家在移动回程传输中使用备选访问供应商(AAV，AlternativeAccessVendor)网络。通信网络的回程部分包括核心(或骨干)网与通信网边缘的更小的子网络之间的中间链路。AAV供应商提供由服务供应商租赁或购买用于核心网和最终用户之间通信的数据承载带宽。AAV供应商通常使用虚拟专用网(VPN，VirtualPrivateNetwork)，典型地为L3VPN、L2VPN或L1VPN，以服务几个不同的服务供应商。

图1显示了服务供应商A和服务供应商B分别具有核心网元件(NE，networkelement)1和2的示例网络。这样的核心网元件的示例包括基站控制器(BSC)、无线电网络控制器(RNC)和服务网关(SGw)。服务供应商A和B分别经由接入网元件3和4给最终用户提供服务。服务供应商A和B都从网络元件5和6获取AAV移动回程。

移动回程网必须处理分组网。分组网必须为用于不同应用情况的无线电接入网(RAN)提供频率、相位和/或时间同步。例如，在ITU-TG.8271/Y.1366的“分组网络的时间和相位同步方面”中使用来自不同RAN的性能需求定义“分组网络的时间和相位同步方面”。

图1所示的AAV网络场景中，服务供应商A和B典型地需要来自移动回程传输的不同的频率、时间和相位同步。在AAV场景中，AAV网络是为服务供应商提供VPN服务的分组网络承载。来自基于分组的同步的频率、时间和相位同步受到分组网络的抖动(延迟变化)和延迟的严重影响。

在尝试确保频率、时间和/或相位同步的精确性的过程中，给经过AAV网的分组同步帧分配具有充足带宽的最高服务质量(QoS)值。中间AAV节点不处理用于端对端分组的时间戳信息，因为假如服务供应商具有不同的时钟域，AAV网将需要提供几个具有不同时间戳的不同服务供应商。在这种情况下，与同步帧混合的帧的较大尺寸就会在AAV网中引入无法接受级别的抖动，特别是假如在AAV网中存在节点之间的多跳的情况下。因此，AAV节点仅仅提供在AAV网中由其他节点使用的频率、时间和相位同步(假如网络的服务质量(QoS)没有充分规划，来自特大帧的抖动还影响AAV节点自身的同步精确性)，并且不提供由核心网或通信网的其他端中的节点所使用的频率、时间和相位同步。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机制，通过该机制移动回程网可以在虚拟专用网中提供分组同步。通过第一方面，提出了一种在虚拟专用网中提供分组同步的方法。为虚拟专用网中的多个服务供应商提供回程服务的节点接收同步控制分组。其识别与多个服务供应商的服务供应商的身份有关的特征，并且基于识别的特征给所述节点提供同步信息。使用所述同步信息处理与所述识别的服务供应商有关的后续分组。这样具有如下优点：在回程中提供同步的单个节点可以根据不同服务供应商的需求和同步来进行同步。

作为选择，同步分组包括频率同步，在使用多输出时钟的情况下，每个输出根据识别的服务供应商的特征提供频率同步。作为进一步选择，识别与服务供应商的身份有关的特征的步骤包括识别接收同步控制分组的以太网端口。识别服务供应商只需要少量处理。

该方法可选地包括为多个服务供应商的每个服务供应商提供分组时间引擎实例(packettimeengineinstance)，每个分组时间引擎实例配置为提供专用于服务供应商的时间和相位同步。作为进一步选择，对于同步控制分组，识别与同步控制分组有关的服务供应商。识别与所识别的服务供应商有关的分组时间引擎实例。然后使用来自分组时间引擎实例的时间和/或相位数据来同步该节点。

作为进一步选择，所述方法在船舶或车辆上实施。

与第二方面一致，提出了一种节点，其在给多个服务供应商提供回程服务的虚拟专用网中提供分组同步。该节点具有配置为接收同步控制分组的接收机和配置为识别与多个服务供应商的服务供应商的身份有关的特征的处理器。所述处理器进一步配置为基于所述识别的特征提供同步信息，并且所述处理器还被配置为使用所述同步信息处理与识别的服务供应商有关的后续分组。这允许节点依靠与所述分组有关的服务供应商的身份对分组提供同步。

作为选择，分组同步包括频率同步，在提供具有多输出时钟的节点情况下，每个输出配置为根据服务供应商的所识别的特征提供频率同步。作为进一步选择，处理器被配置为通过识别接收同步控制分组的以太网端口来识别与服务供应商的身份有关的特征。

作为选择，给节点提供多个分组时间引擎实例。每个分组时间引擎实例与服务供应商相关联，并且被配置为提供专用于相关联服务供应商的时间和相位数据。作为进一步选择，处理器还配置为识别与同步控制分组相关联的服务供应商，确定与所识别的服务供应商相关联的分组时间引擎实例，并且使用来自时钟实例的任何的时间和相位数据来同步该节点。

所述节点可选地包括任何的路由器节点和交换机节点。

与第三方面一致，提出了一种计算机程序，其包括计算机可读代码，当其在通信网中的节点上运行时，使得节点执行如第一方面所述的方法。

与第四方面一致，提供了一种包括非短暂性计算机可读介质和计算机程序的计算机程序产品，当在通信网的节点上执行所述计算机程序时，使得节点执行如第一方面所述方法，其中所述计算机程序存储在计算机可读介质上。

与第五方面一致，提出了一种包括如第二方面所述的节点的船舶或车辆。

附图简要说明

图1显示了用于移动回程网络的示例性网络架构的示意框图；

图2是用于提供同步的示例性步骤流程图；

图3显示了用于提供频率同步的示例性功能的示意框图；

图4显示了用于提供时间/相位同步的示例性功能的示意框图；

图5显示了示例性分组时间引擎的示意框图；

图6显示了根据实施例的示例性节点的示意框图；

图7显示了使用同步节点的用于移动回程网的示例性网络架构的示意框图；以及

图8显示了示例性车辆或船舶的示意框图。

详细说明

这里引入了虚拟专用同步(VPS，VirtualPrivateSynchronization)的概念，其中在备选访问供应商(AAV，AlternativeAccessVendor)网络的虚拟专用网(VPN)中提供分组同步。取决于处理分组的服务供应商，给不同的分组提供不同的同步数值，甚至其中AAV为几个服务供应商提供移动回程服务。在传统传输网络中，由于所有节点在与单个时钟源同步时可以工作，不需要给每个网络元件(NE)或节点提供多个L1物理同步域。然而，使用用于移动回程或IPRAN的分组网络，则需要通过AAV网络给不同的服务供应商提供频率同步。另外，时间和相位同步还被提供给来自传输层的节点。需要给多个服务供应商提供每节点多个时间/相位同步域。

描述了允许AAV网络中频率同步、在AAV网络中时间/相位同步和频率、时间和相位同步的组合的方法和装置。

注意，在用于分组同步的回程网络中的诸如AAV节点的节点使用同步控制分组进行自同步。在特定实施例中，VPS硅块被同步以确保他们具有来自同步控制分组的正确的频率、时间和相位同步。随后由节点处理的分组可与例如时间戳同步，或者发送到下游节点的控制帧可被同步。总之，同步控制分组将节点进行同步，并且该节点随后使用其已同步的时间/相位和/或频率数值以将其处理的后续分组进行同步。

图2为显示实施例步骤的流程图。以下编号与图2对应。

S1、给VPN中的多个服务供应商提供回程服务的节点接收同步控制分组。

S2、识别与服务供应商之一的身份有关的特征。例如，这可以是接收同步控制分组的端口、或报头信息，取决于如下描述所用的实施例。

S3、在需要频率同步的情况下，通过识别频率时钟被选自和/或同步控制分组被接收的以太网端口来确定服务供应商的身份。

S4、取决于频率时钟被选自和/或同步控制分组被接收的以太网端口的身份，多输出时钟被用来给所述节点提供频率同步。

S5、使用所述同步信息处理与所识别的服务供应商相关联的后续分组。

S6、在需要时间/相位同步的情况下，给节点为其处理分组的每个服务供应商提供独立的时钟实例。

S7、服务供应商的身份被用来确定哪个时钟实例与处理分组的服务供应商相关联。

S8、使用与服务供应商相关联的时钟实例给节点提供时间/相位同步。

S9、使用同步信息处理与所识别的服务供应商相关联的后续分组。

注意，步骤S3-S4和S6-S8是不能同时成立的。相同的节点可以提供或者频率同步、时间/相位同步之一，或者提供频率和时间/相位同步。

上述步骤将在下文中详细讨论。多个L1物理同步域在本文中称作频率虚拟专用同步域。每个网络元件(NE)的多个时间/频率域在本文中称作时间/相位虚拟专用同步域。

考虑在AAV节点中提供频率同步的频率虚拟专用同步，图3显示了频率VPS功能7。给频率功能提供多输出时钟多路转换器(MUX，multiplexer)8，其接收来自不同以太网端口(在该例子中，端口1到6)的输入。MUX8给不同的时钟选择块分配和指派不同的频率源。在该例子中，示出了VPS1时钟选择块9和VPS2时钟选择块10。提供系统T0时钟选择块11，其为当前用来确保与传统网络后向兼容性的传统标准功能。还示出了VPS-n时钟选择块12。当选择去往每个VPS的正确输入时，需要时钟环路回避，这类似于现有的时钟环路回避技术。

VPS时钟选择块9、10馈入到时钟输入13，其又馈入到所示的六个以太网端口14-19。在该例子中，VPS1时钟选择块9和VPS2时钟选择块10具有用来驱动相应的VPS端口的频率输出。例如，VPS1时钟选择块9驱动以太网端口1和端口2的频率，以及VPS2时钟选择块10驱动以太网端口3和端口4的频率。

每个VPS时钟选择块9和10可被用于使用AAV回程网络的一个服务供应商。例如，VPS1时钟选择块9可被用于服务供应商A，而VPS2时钟选择块10可被用于服务供应商B。在这种方式下，通过其上频率时钟被选自和/或同步控制分组被接收的端口可识别服务供应商。

节点所支持的VPS时钟选择块的数量典型地由系统参数设计来决定。图3显示了两个VPS时钟选择块9、10和一个系统T0时钟11的例子。应当注意，VPS时钟选择块的数量典型地在1到16的范围内，尽管更少的VPS时钟选择块会降低节点的复杂性。

注意，图3的例子是参考以太网频率同步。然而，相同的概念可以同样应用到使用准同步数字分级(PDH)、同步数字分级(SDH)、同步光联网(SONET)、光传输网(OTN)技术等的网络中的L1物理同步。

时钟选择块9、10可从高精度自由运行的恒温晶体振荡器(OCXO)驱动时钟源或诸如同步以太网的以太网端口1到以太网端口6的另一种类型的时钟源取得其频率。

除了或作为频率虚拟专用同步的备选之外，还可提供时间/相位虚拟专用同步。图4示出了时间/相位VPS功能20。在该例子中，时间/相位VPS功能20处理AAV网络中来自两个不同服务供应商的分组，尽管将知道它可以处理任何数量的服务供应商。

给示例性时间/相位VPS功能20提供三个分组时间引擎(PTE，PacketTimeEngine)实例21、22、23。一个PTE实例23可用于本地系统时间/相位同步，以及另外两个PTE实例21、22分别用于服务供应商A和服务供应商B的时间/相位同步。在图4中的虚线是指来自使用AAV网络的不同服务供应商的分组同步控制帧。

每个PTE21、22、23与服务供应商(SP)分组流相关联。在该例子中，PTE121与SP流124相关联，PTE222与SP流225相关联，以及PTE323与SP流326相关联。SP流124和SP流225使用以太网端口114和以太网端口215以及SP流326使用以太网端口316和以太网端口417。

图5显示了示例性PTE实例21。给PTE实例21提供与分组同步频率输出一起的时间控制27、时间参考选择器28、频率参考选择器28a、时间-频率生成器29和时间计数器30。每个PTE实例21、22、23典型地由一个时间/频率VPS实例使用，且因此其被用于与单个服务供应商有关的分组。频率参考选择器28a从诸如以太网设备时钟(EEC，EthernetEquipmentClock)、SDH设备时钟(SEC，SDHEquipmentClock)、OCXO或另一类型的L1物理时钟源的源获取信息。

时间/相位VPS功能20具有将分组流(如图4中黑色箭头所示)分类的分组交换系统。每个分组流典型地包括嵌入式分组同步控制帧。分组流流经业务端口，从该分组流中过滤出输入分组同步控制帧，并将其发送到关联的PTE实例。因此，用于SP流124的分组同步控制帧将被发送到PTE121。随后出口分组同步控制帧将从关联PTE实例被发送并与在相关业务端口输出的分组流相混合。

每个PTE实例21保持独立时间计数器30。独立时间计数器30被用于在每个客户业务流中只为单个分组同步控制帧执行时间戳。时间计数器使用相关联的服务供应商所要求的参考时间。

注意到，如图4所示，两个流(在该例子中，SP流1和SP流2)使用相同的以太网端口14、15。然而，他们使用不同的PTE实例21、22，因为流来自不同服务供应商。因此每个PTE实例21、22提供时间戳给相关联的服务供应商所要求的分组流的分组同步控制帧。

在AAV节点上的时间/相位功能20允许在回程上的AAV节点给服务供应商A和服务供应商B提供不同分组同步域，用于这些服务供应商分组同步控制帧的时间/相位同步。例如，这允许在运行分组系统的虚拟专用同步的相同AAV节点上提供IEEE1588v2中定义的透明时钟和边界时钟的多个实例类型。注意，透明时钟不限于多个同步实例。甚至在单个同步实例，也存在透明时钟支持多个服务供应商的可能性。

对于大多数通信网，可能需要L1物理同步域的频率同步，并且分组同步还额外需要时间/相位同步。因此，回程中的典型AAV节点具有提供频率同步和时间/相位同步的能力。如图4、5和6示出的功能由此提供在单个节点中，尽管知道他们可以提供在分开的节点中。在使用L1物理同步来驱动频率和使用同步分组层驱动时间/相位的情况下单个节点特别有利。

在这种情况下，由于L1技术，频率同步不能与相同的以太网端口分离，因此服务供应商A和服务供应商B可能需要对于频率使用不同的以太网端口，并且最终在通过AAV节点时使用时间/相位混合同步。

转到图6，示出了可以提供时间/相位和频率同步两者的同步节点31。同步节点31具有用于接收分组的接收机32、执行频率功能7和/或时间/相位功能20的处理器33、和用于转发分组的发射机34。同步节点31提供AAV网络中的分组同步。处理器识别与输入的数据分组相关联的服务供应商的特征(例如，通过识别上述相关联的以太网端口)，并且基于所识别的服务供应商的要求提供频率和/或时间/相位同步。

节点还提供有能够存储计算机程序36的存储器35形式的非短暂性计算机可读介质，当由处理器33执行计算机程序时，使得同步节点31运行如上所述。计算机程序36还可以从外部非短暂性计算机可读介质37诸如压缩盘被提供。

在同步节点31提供频率和时间/相位同步情况下，其可使用一个或多个时钟37，例如OCXO驱动时钟，以驱动频率和时间/相位同步。

同步节点31可为独立节点，或与另一个节点具有共同位置，例如在AAV网络中的交换机或路由器。图7示出了与图1类似的网络。在这种情况下，显示了同步节点31的两个示例性位置；在一个实施例中，同步节点31a与网络元件AAV26具有相同位置，这里AAV26为诸如交换机或路由器的节点。在另一个实施例中，同步节点31b为AAV网络中的独立节点。

注意，如图7所示，同步节点31可位于船舶或车辆38中，其中的示例为轮船、轿车、卡车或火车。

上述方法和节点允许诸如AAV网络的分组网为使用AAV网的不同服务供应商提供不同的同步域。与频率虚拟专用同步一样，取决于来自单个节点的服务供应商的身份给独立的频率域提供多个实例。类似地，独立时间/相位域与时间/相位虚拟专用同步一样可具有来自单个节点的多个实例支持。在实施例中，从单个节点提供频率VPS和时间/相位VPS。

本领域技术人员应当知道，在不脱离当前发明范围的情况下，可以对上述实施例做出不同改进。例如，上述说明指出使用以太网端口来识别服务供应商，但是也可以通过对分组流的分组执行分组检测来确定服务供应商。

以下缩写在上文中使用：

AAV备选访问供应商

BSC基站控制器

EEC以太网设备时钟

IPRANIP无线电接入网

MUX多路转换器

NE网络元件

OCXO恒温晶体振荡器

OTN光传输技术

PDH准同步数字分级

PTE分组时间引擎

QoS服务质量

RAN无线电接入网

RNC无线电网络控制器

SDH同步数字系列

SECSDH设备时钟

SGw服务网关

SONET同步光联网

VPN虚拟专用网

VPS虚拟专用同步

Claims

1.一种在虚拟专用网中提供分组同步的方法，所述方法包括，在所述虚拟专用网中为多个服务供应商提供回程服务的节点上：

接收(S1)同步控制分组；

识别(S2)与所述多个服务供应商的服务供应商的身份有关的特征；

基于所识别的特征，给所述节点提供(S4；S8)同步信息；和

使用所述同步信息，处理(S5；S9)与所述所识别的服务供应商相关联的后续分组。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述分组同步包括频率同步，所述方法进一步包括：

使用(S4)多输出时钟，每个输出根据所识别的所述服务供应商的特征提供频率同步。

3.如权利要求2所述的方法，其中识别与所述服务供应商的身份有关的所述特征的步骤包括识别(S3)接收同步控制分组的以太网端口。

4.如权利要求1、2、或3任何一个所述的方法，所述方法包括：

对于所述多个服务供应商的每个服务供应商，提供(S6)分组时间引擎实例，每个分组时间引擎实例配置为提供专用于所述服务供应商的时间和相位同步。

5.如权利要求4所述的方法，进一步包括：

为所述同步控制分组识别与所述同步控制分组相关联的所述服务供应商；

确定(S7)与所识别的服务供应商相关联的所述分组时间引擎实例；和

使用(S8)来自所述分组时间引擎实例的任何的时间和相位数据来同步所述节点。

6.如权利要求1到5任何一个所述的方法，进一步包括在任何的船舶和车辆(35)上执行所述方法。

7.一种在用于给多个服务供应商提供回程服务的虚拟专用网中提供分组同步的节点(31)，所述节点包括：

接收机(32)，配置为接收同步控制分组；

处理器(33)，配置为识别与所述多个服务供应商的服务供应商的身份有关的特征；

所述处理器(33)进一步配置为基于所识别的特征，提供同步信息；和

所述处理器(33)进一步配置为使用所述同步信息，处理与所述所识别的服务供应商相关联的后续分组。

8.如权利要求7所述的节点，其中所述分组同步包括频率同步，所述节点进一步包括：

多输出时钟(8)，每个输出配置为根据所识别的所述服务供应商的所述特征提供频率同步。

9.如权利要求8所述的节点，其中所述处理器(33)被配置为通过识别接收所述同步控制分组的以太网端口来识别与所述服务供应商的所述身份有关的所述特征。

10.如权利要求7、8、或9任何一个所述的节点，所述节点包括：

多个分组时间引擎实例(21、22、23)，每个分组时间引擎实例(21、22、23)与服务供应商相关联，并配置为提供专用于相关联的服务供应商的时间和相位数据。

11.如权利要求10所述的节点，其中处理器(33)进一步配置为：

识别与所述同步控制分组相关联的所述服务供应商；

确定与所识别的服务供应商相关联的所述分组时间引擎实例(21)；和

使用来自所述时钟实例的任何的时间和相位数据来同步所述节点。

12.如权利要求7到11任何一个所述的节点，其中节点包括任何的路由器节点和交换机节点。

13.一种计算机程序(36)，包括计算机可读代码，当其在通信网的节点(31)上执行时，使得所述节点执行在权利要求1到6任何一个中要求保护的方法。

14.一种包括计算机可读介质(35；37)和计算机程序(36)的计算机程序产品，当在通信网络的节点(31)上执行所述计算机程序时，使得所述节点执行在权利要求1到6任何一个中要求保护的方法，其中所述计算机程序存储在所述计算机可读介质中。

15.一种船舶或车辆(38)，其包括如权利要求7到12任何一项的节点(31)。