CN111262641A - Ptn网络架构及时钟同步方法 - Google Patents

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CN111262641A CN201811458517.XA CN201811458517A CN111262641A CN 111262641 A CN111262641 A CN 111262641A CN 201811458517 A CN201811458517 A CN 201811458517A CN 111262641 A CN111262641 A CN 111262641A
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Abstract

本发明实施例提供一种PTN网络架构及时钟同步方法。所述PTN网络架构包括:位于同一机房的光传送网OTN设备以及分组传送网PTN设备;其中,所述OTN设备包括光监控通道OSC,所述OTN设备用于从综合定时供给BITS设备获取同步时钟信号,并将所述同步时钟信号经由光监控通道OSC传输至所述PTN设备;所述PTN设备包括有单纤传输通道,所述PTN设备用于将所述同步时钟信号经由所述单纤传输通道传输给基站。本发明实施例解决了现有技术中,由于光纤收发延时引入的误差较大,需要维护人员上站测试误差的问题。

Description

PTN网络架构及时钟同步方法
技术领域
本发明实施例涉及移动通信技术领域,尤其涉及一种PTN网络架构及时钟同步方法。
背景技术
IEEE1588协议是网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准,是通用的提升网络系统定时同步能力的规范。IEEE1588协议应用于工业自动化系统使分布式通信网络能够具有严格的定时同步,其通过硬件和软件将网络设备的内时钟与主控机的主时钟同步。其中,1588v2时钟采用主从时钟方案,周期性时钟发布,接收方利用网络链路的对称性进行时钟偏移测量和延时进行测量,实现主从时钟的频率、相位和绝对时间的同步,其具有覆盖范围广、无需增加硬件投资、保证GPS信号被干扰区域内基站不受影响的特点,目前已经成为了无线基站的时间的重要来源之一。
现有1588v2时钟在传输分组传送网(Packet Transport Network,PTN)中,时间从核心机房的综合定时供给(Building-Integrated Timing Supply,BITS)设备引入网络内,主用路径经过核心骨干设备的骨干环、汇聚环、接入环到达基站,同时在传输PTN环网中形成保护路径,其时钟偏移Offset以及时延Delay分别通过以下公式计算:
Offset=[(T2-t1)-(T4-T3)]/2;
Delay=[(T2-T1)+(T4-T3)]/2;
其中,T1-T4分别为时间戳,包括:主设备发送同步(Sync)报文的T1时间戳;从设备接收Sync报文的T2时间戳,从设备发送时延要求(Delay_req)报文的T3时间戳,主设备接收Delay_req报文的T4时间戳。
而由于收发光缆距离不对称对时间精度的影响较大,且传输光缆由于市政施工等影响,存在频繁割接调整、中断抢修等情况。网络升级、传输环路优化等操作也对时间精度造成影响,上述问题均导致在PTN网络内传输存在的时间精度不够稳定的问题,
引入收发光缆距离后,时钟偏移Offset根据以下公式确定:
Offset=[(T4-T3)-(T2-T1)+(d1-d2)]/2;
其中,d1-d2分别为收、发光缆距离;
由此可见,Offset会因为光纤收发延时不对称引入误差,且收发光纤之间的距离相差越大,误差越大;为了解决该问题,现有技术中采用的补偿方式,通常是在接收端(从设备)进行同步测量,为误差增加一个补偿值,使得d1-d2-2Δ=0,以确保时间精度;而为了在接收端进行同步测量,需要维护人员频繁的上站测试,测试工作量大,且网络维护困难,难以大范围推广。
发明内容
本发明实施例提供一种PTN网络架构及时钟同步方法,用以解决现有技术中,由于光纤收发延时的误差较大,需要维护人员上站测试误差的问题。
一方面,本发明实施例提供一种PTN网络架构,所述PTN网络架构包括:位于同一机房的光传送网OTN设备以及分组传送网PTN设备;
其中,所述OTN设备包括光监控通道OSC,所述OTN设备用于从综合定时供给BITS设备获取同步时钟信号,并将所述同步时钟信号经由光监控通道OSC传输至所述PTN设备;
所述PTN设备包括有单纤传输通道,所述PTN设备用于将所述同步时钟信号经由所述单纤传输通道传输给基站。
一方面,本发明实施例提供一种时钟同步方法,所述方法应用于上述PTN网络架构,所述方法包括:
通过所述PTN网络架构的光传送网OTN设备从综合定时供给BITS设备获取同步时钟信号,并将所述同步时钟信号经由光监控通道OSC传输至所述PTN网络架构的分组传送网PTN设备;
通过所述PTN设备将所述同步时钟信号经由所述PTN设备的单纤传输通道传输给基站。
另一方面,本发明实施例还提供了一种电子设备,包括存储器、处理器、总线以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述时钟同步方法中的步骤。
再一方面,本发明实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现上述时钟同步方法中的步骤。
本发明实施例提供的PTN网络架构及时钟同步方法,通过在BITS设备与PTN设备之间增加OTN设备,经由OTN设备的OSC通道将同步时钟信号传输至所述PTN设备;在PTN设备中设置单纤传输通道,经由单纤传输通道将同步时钟信号传输基站;通过上述结构,在骨干层网络长距离从传输中引入OTN的OSC方式传输1588v2报文,在汇聚层网络引入单纤双向时间传输通道,使得汇聚层以上网络不受光缆割接、网络优化调整等因素的影响的时间路径,保证同步时钟信号收发经由同一通道,严格对称,形成高精度、高稳定性的1588v2时间网络;本发明实施例可在传输现网设备的基础上进行改造,部署简单,可靠性高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的PTN网络架构示意图之一;
图2为本发明实施例提供的PTN网络架构示意图之二;
图3为本发明实施例提供的时钟同步方法的流程示意图;
图4为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中,提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此,本领域技术人员应该清楚,可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外,为了清楚和简洁,省略了对已知功能和构造的描述。
应理解,说明书通篇中提到的“实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
在本发明的各种实施例中,应理解,下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请所提供的实施例中,应理解,“与A相应的B”表示B与A相关联,根据A可以确定B。但还应理解,根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B,还可以根据A和/或其它信息确定B。
图1示出了本发明实施例提供的一种PTN网络架构的示意图。
如图1所示,本发明实施例提供的PTN网络架构,包括:位于同一机房的光传送网(Optical Transport Network,OTN)设备(图1中O所示)以及分组传送网PTN设备(图1中P所示);多个OTN设备组成OTN网络,多个PTN设备组成PTN网络。
其中,所述OTN设备包括光监控通道OSC,所述OTN设备用于从综合定时供给BITS设备获取同步时钟信号,并将所述同步时钟信号经由光监控通道OSC传输至所述PTN设备;
BITS设备可采用北斗/GPS双模卫星卡,作为时间源,将从卫星接收到的时间信号同步至OTN设备;OTN设备包括光监控通道(Optical Supervisory Channel,OSC),OSC为单纤通道,其主要功能是监控系统内各信道的传输情况;具体地,在发送端,插入本节点产生的波长为1510nm的光监控信号,与主信道的光信号合波输出;在接收端,将接收到的光信号分波,分别输出1510nm波长的光监控信号和业务信道光信号。帧同步字节、公务字节和网管所用的开销字节等都是通过光监控信道来传送的。
所述OTN设备从BITS设备获取同步时钟信号后,并将所述同步时钟信号经由OSC通道传输至所述PTN设备,由于OSC为单纤通道,同步时钟信号的收发均通过该通道传输,避免了因光纤收发延时不对称引入误差的情况;而由于PTN设备与OTN设备处于同一机房,两者之间的物理传输路径较短,且时间误差较小,避免了两者之间信号传输的时延。
同理,为了避免因光纤收发延时不对称引入误差,所述PTN设备包括有单纤传输通道,接收到来自OTN设备的同步时钟信号之后,所述PTN设备用于将所述同步时钟信号经由所述单纤传输通道传输给基站,是基站获得来自时间源的同步时钟信号。
本发明上述实施例中,通过在BITS设备与PTN设备之间增加OTN设备,经由OTN设备的OSC通道将同步时钟信号传输至所述PTN设备;在PTN设备中设置单纤传输通道,经由单纤传输通道将同步时钟信号传输基站;通过上述结构,在骨干层网络长距离从传输中引入OTN的OSC方式传输1588v2报文,在汇聚层网络引入单纤双向时间传输通道,使得汇聚层以上网络不受光缆割接、网络优化调整等因素的影响的时间路径,保证同步时钟信号收发经由同一通道,严格对称,形成高精度、高稳定性的1588v2时间网络;本发明实施例可在传输现网设备的基础上进行改造,部署简单,可靠性高,解决了现有技术中,由于光纤收发延时引入的误差较大,需要维护人员上站测试误差的问题。
可选地,本发明实施例中,所述PTN设备包括至少两个,所述单纤传输通道在所述PTN设备之间形成环路;
所述环路包括主传输通道和备传输通道。
具体地,参见图2,其中,OTN1-PTN3-PTN5-PTN7-PTN9-基站,形成同步时钟信号传输的主通道;OTN2-PTN4-PTN6-PTN8-PTN10-基站,形成同步时钟信号传输的备用通道;PTN3-PTN5-PTN7-PTN8-PTN6-PTN-PTN3,形成一个双向时间专用环路,PTN3-PTN5-PTN7为主传输通道,PTN4-PTN6-PTN8为备传输通道,使得当主传输通道出现传输故障时,切换至备传输通道;切换时,可按照虚线箭头所指示通道进行切换。
可选地,本发明实施例中,所述PTN设备的工作模式为边界时钟BC模式。
其中,在PTN网络内部,PTN设备之间逐跳1588v2传递时间,每个设备配置为边界时钟(Boundary Clock,BC)模式,报文封装为标准的L2组播,逐跳往下游传递1588v2时间,并通过业务口对接传递给基站。
可选地,1588v2有3种时钟模式:普通时钟(OC)、边界时钟(BC)和透明时钟(TC);BC模式又可分为带外和带内两种,BC带外模式中,主时钟是无线网络控制(Radio NetworkController,RNC)或基站控制器(base station control)或基站收发台(BaseTransceiver Station,BTS),与主时钟直接相连的PTN节点通过1PPS+TOD接口同步到RNC或BTS,其后主从同步链上各个节点采用BC模式同步其上一个节点,实现逐级同步。
可选地,本发明实施例中,所述OTN设备通过1秒脉冲1PPS与日时间TOD结合的方式从BITS设备处获取所述同步时钟信号;
所述PTN设备用于通过1秒脉冲1PPS与日时间TOD结合的方式将所述同步时钟信号传输给所述基站。
其中,1秒脉冲(1Pulse Per Second,1PPS)与日时间(Time Of Date,TOD)结合的方式即1PPS+TOD,OTN设备用1PPS+TOD的接入方式从BITS设备获取时间,并在骨干层通过1PPS+TOD与同机房的PTN设备对接。
PTN设备通过1PPS+TOD将所述同步时钟信号传输给所述基站。
可选地,本发明实施例中,所述单纤传输通道通过千兆以太网GE接口与所述基站连接。
继续参见图2,骨干层PTN设备分别从同机房的OTN设备上获取同步时钟信号形成主备外接时间保护。在汇聚层,PTN设备通过千兆以太网(Gigabit Ethernet,GE)接口的单纤双向光模块组建汇聚层时间专用环路,通过该环路,逐跳跟踪至骨干PTN7900设备,具体地,PTN 7900是新一代基于400G平台,具有T级别以上大容量、100GE以上大带宽、业务智能化和支持SDN的城域分组传送设备,用于组建移动业务和大客户专线业务的承载网络。
本发明上述实施例中,通过在BITS设备与PTN设备之间增加OTN设备,经由OTN设备的OSC通道将同步时钟信号传输至所述PTN设备;在PTN设备中设置单纤传输通道,经由单纤传输通道将同步时钟信号传输基站;通过上述结构,在骨干层网络长距离从传输中引入OTN的OSC方式传输1588v2报文,在汇聚层网络引入单纤双向时间传输通道,使得汇聚层以上网络不受光缆割接、网络优化调整等因素的影响的时间路径,保证同步时钟信号收发经由同一通道,严格对称,形成高精度、高稳定性的1588v2时间网络;本发明实施例可在传输现网设备的基础上进行改造,部署简单,可靠性高。
以上介绍了本发明实施例提供的PTN网络架构,下面将结合附图介绍本发明实施例提供的应用于上述PTN网络架构的时钟同步方法。
如图3所示,本发明实施例提供了一种时钟同步方法,应用于上述PTN网络架构,所述方法包括:
步骤301,通过所述PTN网络架构的光传送网OTN设备从综合定时供给BITS设备获取同步时钟信号,并将所述同步时钟信号经由光监控通道OSC传输至所述PTN网络架构的分组传送网PTN设备。
结合图1,BITS设备可采用北斗/GPS双模卫星卡作为时间源,将从卫星接收到的时间信号同步至OTN设备;OTN设备包括OSC通道,OSC为单纤通道,其主要功能是监控系统内各信道的传输情况;具体地,在发送端,插入本节点产生的波长为1510nm的光监控信号,与主信道的光信号合波输出;在接收端,将接收到的光信号分波,分别输出1510nm波长的光监控信号和业务信道光信号。帧同步字节、公务字节和网管所用的开销字节等都是通过光监控信道来传送的。
通过OTN设备BITS设备获取同步时钟信号后,并将所述同步时钟信号经由OSC通道传输至所述PTN设备,由于OSC为单纤通道,同步时钟信号的收发均通过该通道传输,避免了因光纤收发延时不对称引入误差的情况;而由于PTN设备与OTN设备处于同一机房,两者之间的物理传输路径较短,且时间误差较小,避免了两者之间信号传输的时延。
步骤302,通过所述PTN设备将所述同步时钟信号经由所述PTN设备的单纤传输通道传输给基站。
同理,为了避免因光纤收发延时不对称引入误差,PTN设备包括有单纤传输通道,接收到来自OTN设备的同步时钟信号之后,PTN设备将所述同步时钟信号经由单纤传输通道传输给基站,是基站获得来自时间源的同步时钟信号。
可选地,本发明实施例中,所述通过所述PTN网络架构的光传送网OTN设备从综合定时供给BITS设备获取同步时钟信号的步骤,包括:
控制所述PTN网络架构的光传送网OTN设备通过1秒脉冲1PPS与日时间TOD结合的方式从BITS设备处获取所述同步时钟信号;和/或
所述通过所述PTN设备将所述同步时钟信号经由所述PTN设备的单纤传输通道传输给基站的步骤,包括:
控制所述PTN设备用于通过1秒脉冲1PPS与日时间TOD结合的方式将所述同步时钟信号传输给所述基站。
可选地,本发明实施例中,所述PTN设备包括至少两个,所述单纤传输通道在所述PTN设备之间形成环路;
所述环路包括主传输通道和备传输通道。
本发明上述实施例中,通过OTN设备从BITS设备获取同步时钟信号,并将所述同步时钟信号经由OSC传输至PTN设备;在PTN设备中设置单纤传输通道,经由单纤传输通道将同步时钟信号传输基站;通过PTN设备将同步时钟信号经由所述PTN设备的单纤传输通道传输给基站;通过在骨干层网络长距离从传输中引入OTN的OSC方式传输1588v2报文,在汇聚层网络引入单纤双向时间传输通道,使得汇聚层以上网络不受光缆割接、网络优化调整等因素的影响的时间路径,保证同步时钟信号收发经由同一通道,严格对称,形成高精度、高稳定性的1588v2时间网络;本发明实施例可在传输现网设备的基础上进行改造,部署简单,可靠性高。
图4示出了本发明又一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
如图4所示,该电子设备可以包括:处理器(processor)410、通信接口(Communications Interface)420、存储器(memory)430和通信总线440,其中,处理器410,通信接口420,存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储器430中的逻辑指令,以执行如下方法:
通过所述PTN网络架构的光传送网OTN设备从综合定时供给BITS设备获取同步时钟信号,并将所述同步时钟信号经由光监控通道OSC传输至所述PTN网络架构的分组传送网PTN设备;
通过所述PTN设备将所述同步时钟信号经由所述PTN设备的单纤传输通道传输给基站。
此外,上述的存储器430中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
本发明又一实施例提供的一种非暂态计算机可读存储介质,所述非暂态计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现如本发明上述实施例中提供的方法中的步骤,本实施不再赘述。
基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random AccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种PTN网络架构,其特征在于,包括:位于同一机房的光传送网OTN设备以及分组传送网PTN设备;
其中,所述OTN设备包括光监控通道OSC,所述OTN设备用于从综合定时供给BITS设备获取同步时钟信号,并将所述同步时钟信号经由光监控通道OSC传输至所述PTN设备;
所述PTN设备包括有单纤传输通道,所述PTN设备用于将所述同步时钟信号经由所述单纤传输通道传输给基站。
2.根据权利要求1所述的网络架构,其特征在于,所述PTN设备包括至少两个,所述单纤传输通道在所述PTN设备之间形成环路;
所述环路包括主传输通道和备传输通道。
3.根据权利要求1所述的网络架构,其特征在于,所述PTN设备的工作模式为边界时钟BC模式。
4.根据权利要求1所述的网络架构,其特征在于,所述OTN设备通过1秒脉冲1PPS与日时间TOD结合的方式从BITS设备处获取所述同步时钟信号;
所述PTN设备用于通过1秒脉冲1PPS与日时间TOD结合的方式将所述同步时钟信号传输给所述基站。
5.根据权利要求1所述的网络架构,其特征在于,所述单纤传输通道通过千兆以太网GE接口与所述基站连接。
6.一种时钟同步方法,应用于如权利要求1至5中任一项所述的PTN网络架构,其特征在于,所述方法包括:
通过所述PTN网络架构的光传送网OTN设备从综合定时供给BITS设备获取同步时钟信号,并将所述同步时钟信号经由光监控通道OSC传输至所述PTN网络架构的分组传送网PTN设备;
通过所述PTN设备将所述同步时钟信号经由所述PTN设备的单纤传输通道传输给基站。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述通过所述PTN网络架构的光传送网OTN设备从综合定时供给BITS设备获取同步时钟信号的步骤,包括:
控制所述PTN网络架构的光传送网OTN设备通过1秒脉冲1PPS与日时间TOD结合的方式从BITS设备处获取所述同步时钟信号;和/或
所述通过所述PTN设备将所述同步时钟信号经由所述PTN设备的单纤传输通道传输给基站的步骤,包括:
控制所述PTN设备用于通过1秒脉冲1PPS与日时间TOD结合的方式将所述同步时钟信号传输给所述基站。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述PTN设备包括至少两个,所述单纤传输通道在所述PTN设备之间形成环路;
所述环路包括主传输通道和备传输通道。
9.一种电子设备,其特征在于,包括存储器、处理器、总线以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求6至8中任一项所述的时钟同步方法中的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于:所述程序被处理器执行时实现如权利要求6至8中任一项所述的时钟同步方法中的步骤。
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