CN109088694B - 2m业务电路仿真的时钟恢复方式的鉴别方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种2M业务电路仿真的时钟恢复方式的鉴别方法及系统，涉及2M业务电路仿真领域。该方法包括以下步骤：在2M业务的输入口加入频率偏移，在测试2M漂移的仪表上查看输出口漂移的走向，统计2M输出口的漂移走向从稳定到跳变至再稳定的时间间隔；若所述时间间隔接近预设极大值，则判定为自适应时钟恢复方式；若所述时间间隔接近预设极小值，则判定为差分时钟恢复方式。本发明能从原理上鉴别自适应时钟恢复方式和差分时钟恢复方式。

Description

2M业务电路仿真的时钟恢复方式的鉴别方法及系统
技术领域
本发明涉及2M业务电路仿真领域，具体是涉及一种2M业务电路仿真的时钟恢复方式的鉴别方法及系统。
背景技术
传统的2M业务是通过TDM(Time Division Multiplexing，时分复用)网络传送的，主要传送话音、视频等实时业务。过去的TDM电路交换网络虽然可提供可靠的服务质量，但是带宽利用率低，成本高。而如今新的基于IP/Ethernet的分组网络，既支持高效高质量地传送以太网业务，又兼容传统的TDM、ATM(Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式)等业务，能较好地满足电信运营商实现全业务统一承载和网络融合的需求。
在任何通过分组实现TDM电路交换的技术中，最关键的问题之一就是时钟恢复。如果承载网两端使用的时钟不一致，TDM业务的传输就会产生一定的偏差，经过一定时间的积累后，就会造成滑码，滑码的产生对语音及视频业务有巨大的影响。目前分组网络中E1电路仿真业务的时钟恢复方式主要有2种，分别是ACR(Adaptive Clock Recovery，自适应时钟恢复方式)和DCR(Differential Clock Recovery，差分时钟恢复方式)。
(1)自适应时钟恢复方式是：将主端的TDM服务时钟通过业务流传送给对端，对端根据仿真信息包到达的间隔时间或抖动缓存器的填塞水平得到恢复。因此ITU-T G.823标准中建议，使用这种方式进行时钟恢复一般需要900s+之后才能达到时钟的稳定，900s之前产生的滑码，可不用参考。
(2)差分时钟恢复方式要求主端和对端使用共同的时钟源，将它作为参考时钟，通过RTP(Real-time Transport Protocol，实时传输协议)协议，将服务时钟与参考时间之间的差异进行编码，达到跨过仿真信息包网络传输服务时钟的目的。
上述2种时钟恢复的方式在实际工程运用上比较多，不同的时钟恢复方式对应用场景的设备时钟要求不一样，时钟恢复效果也有一定差异。如何鉴别这2种时钟恢复方式是实际应用中很重要的问题。
目前，除了能够在配置中查看下发时钟恢复方式的信息外，无法通过状态回读得知下发的配置信息是否真正正确，也无法确认芯片厂家的时钟恢复工作机制是否符合相关标准。现在主要是通过E1仿真后的信息包格式来区分这2种时钟恢复方式，根据ITU-TG.8261/Y.1361以及RFC4553协议标准，在差分时钟恢复方式下，信息包包头中必须添加RTP标签，自适应时钟恢复方式下RTP标签为选配项，这样并未真正考虑从原理上辨别这2种时钟恢复方式。如何从原理上鉴别这2种时钟恢复方式是本领域亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种2M业务电路仿真的时钟恢复方式的鉴别方法及系统，能够从原理上鉴别自适应时钟恢复方式和差分时钟恢复方式。
本发明提供一种2M业务电路仿真的时钟恢复方式的鉴别方法，包括以下步骤：
在2M业务的输入口加入频率偏移，在测试2M漂移的仪表上查看输出口漂移的走向，统计2M输出口的漂移走向从稳定到跳变至再稳定的时间间隔；
若所述时间间隔接近预设极大值，则判定为自适应时钟恢复方式；若所述时间间隔接近预设极小值，则判定为差分时钟恢复方式。
在上述技术方案的基础上，所述预设极大值为900秒，预设极小值为100秒。
在上述技术方案的基础上，所述频率偏移在0～±50ppm之间。
在上述技术方案的基础上，所述2M输出口的漂移走向从稳定到跳变至再稳定以后，自适应时钟恢复方式、差分时钟恢复方式两种方式下，2M输出口的漂移走向均为：以固定的斜率上升，且固定的斜率相同。
在上述技术方案的基础上，所述斜率的计算公式为：K＝△TIE/Time，K表示斜率，△TIE为测试周期内的时间间隔错误差值，Time表示测试时间周期。
本发明还提供一种2M业务电路仿真的时钟恢复方式的鉴别系统，该系统包括统计单元、判定单元，其中：
统计单元用于：在2M业务的输入口加入频率偏移，在测试2M漂移的仪表上查看输出口漂移的走向，统计2M输出口的漂移走向从稳定到跳变至再稳定的时间间隔；
判定单元用于：若所述时间间隔接近预设极大值，则判定为自适应时钟恢复方式；若所述时间间隔接近预设极小值，则判定为差分时钟恢复方式。
在上述技术方案的基础上，所述预设极大值为900秒，预设极小值为100秒。
在上述技术方案的基础上，所述频率偏移在0～±50ppm之间。
在上述技术方案的基础上，所述2M输出口的漂移走向从稳定到跳变至再稳定以后，自适应时钟恢复方式、差分时钟恢复方式两种方式下，2M输出口的漂移走向均为：以固定的斜率上升，且固定的斜率相同。
在上述技术方案的基础上，所述斜率的计算公式为：K＝△TIE/Time，K表示斜率，△TIE为测试周期内的时间间隔错误差值，Time表示测试时间周期。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明在2M业务的输入口加入频率偏移，在测试2M漂移的仪表上查看输出口漂移的走向，统计2M输出口的漂移走向从稳定到跳变至再稳定的时间间隔；若所述时间间隔接近预设极大值，则判定为自适应时钟恢复方式；若所述时间间隔接近预设极小值，则判定为差分时钟恢复方式。两种时钟恢复模式下，加入一定的频率偏移后，2M输出口的漂移走向均会成固定的斜率上升，取消频率偏移后，2M输出口的漂移会逐渐锁定，区别在于：跳变到稳定的过程时间持续不同，变化的时间间隔持续较长时间的是自适应时钟恢复方式，约900s，部分芯片性能优化后会略短于900s；而变化的时间间隔较小的是差分时钟恢复方式，约100s左右，能够从原理上鉴别自适应时钟恢复方式和差分时钟恢复方式。
附图说明
图1是本发明实施例中鉴别2M业务电路仿真的时钟恢复方式的设备连接示意图。
图2是本发明实施例中ACR CES的漂移示意图。
图3是本发明实施例中DCR CES的漂移示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
本发明实施例提供一种2M业务电路仿真的时钟恢复方式的鉴别方法，包括以下步骤：
在2M业务的输入口加入频率偏移，频率偏移在0～±50ppm之间，在测试2M漂移的仪表上查看输出口漂移的走向，统计2M输出口的漂移走向从稳定到跳变至再稳定的时间间隔；
若所述时间间隔接近预设极大值，则判定为自适应时钟恢复方式；若所述时间间隔接近预设极小值，则判定为差分时钟恢复方式。
预设极大值为900秒，预设极小值为100秒。
两种时钟恢复模式下，加入一定的频率偏移后，2M输出口的漂移走向均会成固定的斜率上升，取消频率偏移后，2M输出口的漂移会逐渐锁定，区别在于：跳变到稳定的过程时间持续不同，变化的时间间隔持续较长时间的是自适应时钟恢复方式，约900s，部分芯片性能优化后会略短于900s；而变化的时间间隔较小的是差分时钟恢复方式，约100s左右，能够从原理上鉴别自适应时钟恢复方式和差分时钟恢复方式。
实施例2
本发明实施例提供一种2M业务电路仿真的时钟恢复方式的鉴别系统，该系统包括统计单元、判定单元，其中：
统计单元用于：在2M业务的输入口加入频率偏移，频率偏移在0～±50ppm之间，在测试2M漂移的仪表上查看输出口漂移的走向，统计2M输出口的漂移走向从稳定到跳变至再稳定的时间间隔；
判定单元用于：若所述时间间隔接近预设极大值，则判定为自适应时钟恢复方式；若所述时间间隔接近预设极小值，则判定为差分时钟恢复方式。
预设极大值为900秒，预设极小值为100秒。
两种时钟恢复模式下，加入一定的频率偏移后，2M输出口的漂移走向均会成固定的斜率上升，取消频率偏移后，2M输出口的漂移会逐渐锁定，区别在于：跳变到稳定的过程时间持续不同，变化的时间间隔持续较长时间的是自适应时钟恢复方式，约900s，部分芯片性能优化后会略短于900s；而变化的时间间隔较小的是差分时钟恢复方式，约100s左右，能够从原理上鉴别自适应时钟恢复方式和差分时钟恢复方式。
实施例3
在实施例1或实施例2的基础上，2M输出口的漂移走向从稳定到跳变至再稳定以后，自适应时钟恢复方式、差分时钟恢复方式两种方式下，2M输出口的漂移走向均为：以固定的斜率上升，且固定的斜率相同。
斜率的计算公式为：K＝△TIE/Time，K表示斜率，△TIE为测试周期内的时间间隔错误差值，Time表示测试时间周期。
实施例4
本发明实施例基于ITU-T G.823标准中测试2048kbit/s接口输出漂移限值的走向，来鉴别CES(Circuit Emulation Service，电路仿真业务)的时钟恢复方式。
首先要确认2M仿真设备的漂移限值是合格的，详细可参考ITU-T G.823Figure10/G.823_Network limit for wander(MTIE)at PDH synchronization inerfaces。
参见图1所示，鉴别测试需要一台可监测漂移限值的仪表，一台2M时钟源，时钟源的输出分别连接2M业务仿真设备和漂移仪表。
鉴别测试时，2M业务仿真设备选择任一时钟恢复方式，稳定900s+后，再开始对2M业务的输出口进行测试，以确保测试的2M业务的漂移抖动是在标准范围内。
为了从原理上鉴别这2种时钟恢复方式，可以在2M业务的输入口加入一定频率偏移，频率偏移可在0～±50ppm之间任意选择，然后在测试2M漂移的仪表上查看输出口漂移的走向及输出口漂移稳定的时间。由于漂移仪表的基准频率为2.048MHz±0ppm，加入了频偏之后，这2种时钟恢复方式在2M输出口上的漂移性能也会有产生不同的现象。
1.自适应时钟恢复方式(ACR)：按照ITU-T G.8261中的建议，使用自适应时钟恢复方式时，从追踪频率到锁定频率至少需要900s的稳定周期，此时，在2M业务的输入口加入了一定的频率偏移之后，输入口的频率与基准2.048MHz±0ppm有了频差，那么仿真信息包到达的间隔时间就开始发生变化，时钟恢复的机制就开始重新进行追踪，换算。
由于这一过程需要足够长的周期去锁定新的2M发送频率，因此，从漂移的仪表中可以看到：2M输出口的漂移走向从稳定开始有大的跳变，900s+以后时钟才开始慢慢锁定，锁定后的输出口漂移走向应该成固定的斜率上升，斜率K＝△TIE/Time，△TIE为测试周期内的Time Interval Error(时间间隔错误)差值，Time表示测试时间周期，以频率偏差△f＝+0.1ppm为例，K＝120000ns/1200s＝10-7，计算结果与频率偏差+0.1ppm一致。
也就是说，从稳定到跳变再到稳定的过程，需要一定周期才能锁定，周期一般小于900s，不同设备核心芯片因其实现方式，不同测试出的结果会有一定差异，出现这样的结果时，判定为自适应时钟恢复方式。
2.差分时钟恢复方式(DCR)：正常来说，当使用差分时钟恢复后，输出口漂移很快就会恒定在一定的范围之内波动，不需要900s+的时间去锁定，一般在100s左右，不同芯片因其实现方式不同，测试出的结果会有一定的偏差。
在2M业务接口输入一定的频率偏移后，信息包就会将服务时钟与参考时间之间的差值送到对端，对端的2M设备通过差分时钟恢复方式，开始对新的频率重新追踪及锁定，因此，从漂移的仪表中可以看到：输出口漂移的走向是从稳定开始有大的跳变，然后马上又进入到锁定状态，最后输出口漂移的走向与自适应时钟恢复方式一样成固定的斜率上升，且固定的斜率相同，与自适应时钟恢复方式不同的是：从稳定到跳变再到稳定的过程中，变化的时间间隔较小，一般在100s左右，出现这样的结果时，判定为差分时钟恢复方式。
实施例5
鉴别2M业务电路仿真时钟恢复方式的方法是通过测试2M输出口的漂移限值的性能走向来体现的。
1、测试设备：
1)测试2M接口输出漂移的仪表1台，例如Digital Lightwave NIC(NetworkInformation Computer，数据网络分析仪)；
2)2M时钟源1台；
3)2M电路仿真设备1台。
2、按照图1所示进行连接，将2M时钟源输出端同时连接漂移仪表的时钟源输入端和2M业务电路仿真设备的时钟源输入端，2M时钟源设置为2.048MHz±0.0ppm(part permillion百万分之一)。设置2M电路仿真设备的时钟恢复方式为自适应时钟恢复方式。
3、以每包封装4帧，缓存深度4ms的测试业务为例，保证业务正常无误码。在加入一定的频率偏移进行测试之前，需要先让时钟恢复锁定之后(即常温下观测900s，等待漂动走向稳定)，再进行测试。
4、在NIC漂移仪表的2M输入频率偏移的设置中加入0.1ppm的频率偏移值，即频率偏差△f＝+0.1ppm，待频率稳定后观察20分钟；然后再取消频率偏移值，△f＝0，观察20分钟；停仪表，结束。观察输出口漂移性能的走向，直到时钟锁定，漂动走向稳定。
5、记录存档结果。
6、将2M电路仿真设备时钟模式改为差分时钟恢复方式，重复上述步骤3-5。
实施例6
在实施例5的基础上，对比观察ACR和DCR时钟恢复方式下双向环回后输出时钟漂移(wander)后的结果，结果如下：
(a)当两端设备时钟恢复模式为ACR(自适应时钟恢复方式)时，CES漂移的截图与分析：
参见图2所示，0～1200s这一期间的曲线为加入0.1ppm频偏后的漂移走向，1200s后取消0.1ppm频偏，1200s至1738s这期间花了500多秒的时间去重新锁定频率，使频率的走向逐步稳定下来(根据不同芯片因其实现方式不同，测试出的结果会有一定的偏差)。这表明：时钟在这个时间段里通过自适应恢复软件算法，进行了频率的跟踪，1738s以后的水平线表明时钟已锁定。
(b)当两端设备时钟恢复模式为DCR(差分时钟恢复方式)时，CES漂移的截图与分析：
参见图3所示，0～1200s这一期间的曲线为加入0.1ppm频偏后的漂移走向，1200s后取消0.1ppm频偏，1200s至1320s这期间花了100s左右的时间去重新锁定频率，使频率的走向逐步稳定下来(根据不同芯片因其实现方式不同，测试出的结果会有一定的偏差)。这表明：时钟在这个时间段里通过芯片自身的差分恢复软件算法，进行了频率的跟踪，1320s以后的水平线表明时钟已锁定。
通过比较漂移性能的结果，可以看出，两种时钟恢复模式下，加入一定的频率偏移后，2M输出口的漂移走向均会成固定的斜率上升，取消频率偏移后，2M输出口的漂移会逐渐锁定，区别在于：跳变到稳定的过程时间持续不同，变化的时间间隔持续较长时间的是自适应时钟恢复方式，约900s，部分芯片性能优化后会略短于900s；而变化的时间间隔较小的是差分时钟恢复方式，约100s左右。
对于两种时钟恢复模式，标准规范上给出的范围都是0-900S，没有更细致的要求。由于是在同一款芯片上对比鉴别这两种时钟恢复方式，这两种时钟恢复方式在锁定时间上必然会有差异，900s范围内，几百秒和100秒差异相对比较大。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种2M业务电路仿真的时钟恢复方式的鉴别方法，其特征在于，包括以下步骤：
在2M业务的输入口加入频率偏移，在测试2M漂移的仪表上查看输出口漂移的走向，统计2M输出口的漂移走向从稳定到跳变至再稳定的时间间隔，具体指：加入频率偏移后，2M输出口的漂移走向均成固定的斜率上升，取消频率偏移后，2M输出口的漂移逐渐锁定；
若所述时间间隔接近预设极大值，则判定为自适应时钟恢复方式；若所述时间间隔接近预设极小值，则判定为差分时钟恢复方式。
2.如权利要求1所述的2M业务电路仿真的时钟恢复方式的鉴别方法，其特征在于：所述预设极大值为900秒，预设极小值为100秒。
3.如权利要求1所述的2M业务电路仿真的时钟恢复方式的鉴别方法，其特征在于：所述频率偏移在0~±50ppm之间。
4.如权利要求1所述的2M业务电路仿真的时钟恢复方式的鉴别方法，其特征在于：所述2M输出口的漂移走向从稳定到跳变至再稳定以后，自适应时钟恢复方式、差分时钟恢复方式两种方式下，2M输出口的漂移走向均为：以固定的斜率上升，且固定的斜率相同。
5.如权利要求4所述的2M业务电路仿真的时钟恢复方式的鉴别方法，其特征在于：所述斜率的计算公式为：K=△TIE/Time，K表示斜率，△TIE为测试周期内的时间间隔错误差值，Time表示测试时间周期。
6.一种2M业务电路仿真的时钟恢复方式的鉴别系统，其特征在于，包括统计单元、判定单元，其中：
统计单元用于：在2M业务的输入口加入频率偏移，在测试2M漂移的仪表上查看输出口漂移的走向，统计2M输出口的漂移走向从稳定到跳变至再稳定的时间间隔，具体指：加入频率偏移后，2M输出口的漂移走向均成固定的斜率上升，取消频率偏移后，2M输出口的漂移逐渐锁定；
判定单元用于：若所述时间间隔接近预设极大值，则判定为自适应时钟恢复方式；若所述时间间隔接近预设极小值，则判定为差分时钟恢复方式。
7.如权利要求6所述的2M业务电路仿真的时钟恢复方式的鉴别系统，其特征在于：所述预设极大值为900秒，预设极小值为100秒。
8.如权利要求6所述的2M业务电路仿真的时钟恢复方式的鉴别系统，其特征在于：所述频率偏移在0~±50ppm之间。
9.如权利要求6所述的2M业务电路仿真的时钟恢复方式的鉴别系统，其特征在于：所述2M输出口的漂移走向从稳定到跳变至再稳定以后，自适应时钟恢复方式、差分时钟恢复方式两种方式下，2M输出口的漂移走向均为：以固定的斜率上升，且固定的斜率相同。
10.如权利要求9所述的2M业务电路仿真的时钟恢复方式的鉴别系统，其特征在于：所述斜率的计算公式为：K=△TIE/Time，K表示斜率，△TIE为测试周期内的时间间隔错误差值，Time表示测试时间周期。
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