CN116470978A - 基于接收的符号率调整时钟频率的控制器 - Google Patents

基于接收的符号率调整时钟频率的控制器 Download PDF

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CN116470978A CN202211642912.XA CN202211642912A CN116470978A CN 116470978 A CN116470978 A CN 116470978A CN 202211642912 A CN202211642912 A CN 202211642912A CN 116470978 A CN116470978 A CN 116470978A
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A·阿尔莫格
D·D·利瓦伊
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Abstract

公开了基于接收的符号率调整时钟频率的控制器，还公开了一种系统，该系统包括两个或更多个网络元素，每个都包括至少部分基于物理层频率信息可调整的精确时间协议(PTP)硬件时钟(PHC)。

Description

基于接收的符号率调整时钟频率的控制器
技术领域
某些实施例一般地涉及同步，特别地涉及时钟和/或频率同步。
背景技术
例如从Gaist等人共同拥有的美国专利No.10,778,406中可以知道的是“一种网络设备，包括：频率生成电路，其被配置为生成时钟信号；锁相回路，其被配置为基于该时钟信号生成本地时钟；多个接收器，被配置为从各自的远程时钟源接收各自的数据流，多个接收器中的每个接收器被配置为从各自的数据流恢复远程时钟；以及控制器，其被配置为识别由多个接收器之一恢复的远程时钟为主时钟，找到识别的远程时钟和本地时钟之间的时钟差，响应于时钟差而向频率生成电路提供控制信号，其使该频率生成电路调整时钟信号以便迭代地减少时钟差的绝对值”。
发明内容
某些实施例寻求提供改进的时钟和/或频率同步，例如，在网络设备中。
某些实施例寻求提供一种改进的系统和方法，用于调控PHC(PTP硬件时钟)或，一般地，时钟。
某些实施例寻求基于网络的RX符号率在至少一个网络设备的PHC中提供PHC频率调整，例如，通过更新PHC的DPLL(数字锁相环)。
某些实施例寻求提供一种保证准确定时的系统。
某些实施例寻求提供一种系统或子系统，其保证系统或子系统的节点之间的内部稳定性和/或准确性。
某些实施例寻求提供改进的网络设备，如改进的NIC(网络接口卡)，包括改进的智能NIC，和/或改进的交换机。
某些实施例寻求在PTP标准的基础上提高准确性和/或稳定性。
某些实施例寻求改进SyncE标准。
某些实施例寻求放松SyncE的硬件要求。
某些实施例寻求通过保持精确时间协议(PTP)硬件时钟的频率的准确性/或稳定性来维持PHC。提供上述控制器有助于保持精确时间协议(PTP)硬件时钟频率的准确性和/或稳定性。本文使用的术语“时钟精度”(或“时钟频率精度”)描述了时钟的实际频率与指定时钟频率相匹配或相等的程度。术语“时钟稳定性”(或“时钟频率稳定性”)描述了时钟的振荡器频率抵抗波动的程度。温度的变化是可能影响稳定性的示例因素。其他可能影响稳定性的因素包括以下的所有或任何子集：时钟硬件的老化，时钟的电源电压，时钟的冲击或振动，以及由时钟驱动的电容性负载。
在本发明的范围内至少包括以下实施例。
实施例1.一种系统，包括：两个或更多个网络元素，每个都包括至少部分基于物理层频率信息可调整的精确时间协议(PTP)硬件时钟(PHC)。
实施例2.前面任何实施例的系统，其中所述频率信息是从RX符号率中提取的。
实施例3.前面任何实施例的系统，其中所述两个或更多个网络元素中的至少一个包括蜂窝网络元素。
实施例4.前面任何实施例的系统，其中所述两个或更多个网络元素包括第一天线和第二天线。
实施例5.前述任一实施例的系统，其中所述两个或更多个网络元素中的至少一个包括属于数据中心集群的数据中心元素。
实施例6.前面任何实施例的系统，其中所述数据中心元素包括架顶(ToR)交换机。
实施例7.前述任一实施例的系统，其中交换机提取所述频率信息以确定集合时间，并且其中所述集合时间被用于调整所述PHC的频率和它的TX符号率。
实施例8.前述任一实施例的系统，其中所述交换机基于从至少第一网络元素接收的至少第一RX符号率并基于从至少第二网络元素接收的至少第二RX符号率确定所述集合时间。
实施例9.前面任何一个实施例的系统，其中所述两个或更多个网络元素属于包括交换机的子网络。
实施例10.一种蜂窝网络，包括：第一蜂窝网络元素，包括至少部分基于物理层频率信息可调整的第一精确时间协议(PTP)硬件时钟(PHC)；以及第二蜂窝网络元素，包括至少部分基于所述物理层频率信息可调整的第二PHC。
实施例11.前述任何实施例的蜂窝网络，其中所述频率信息是从RX符号率中提取的。
实施例12.前述任何实施例的蜂窝网络，其中所述RX符号率对应于所述第一蜂窝网络元素和/或所述第二蜂窝网络元素的RX符号率。
实施例13.前述任何实施例的蜂窝网络，进一步包括交换机，其中所述交换机处的本地时钟基于两个或更多个RX符号率的加权平均值进行调整，并且其中所述本地时钟被用于对准所述第一PHC和所述第二PHC。
实施例14.前述任何实施例的蜂窝网络，其中所述第一蜂窝网络元素包括第一天线，并且其中所述第二蜂窝网络元素包括第二天线。
实施例15.前述任何实施例的蜂窝网络，其中所述第一蜂窝网络元素和所述第二蜂窝网络元素属于共同的微蜂窝。
实施例16.前述任何实施例的蜂窝网络，其中所述频率信息是从RX符号率与TX符号率之间的差值中或从所述RX符号率与所述PHC之间的差值中提取的。
实施例17.一种数据中心，包括：第一网络元素和第二网络元素，其中所述第一网络元素包括至少部分基于物理层频率信息可调整的第一精确时间协议(PTP)硬件时钟(PHC)，并且其中所述第二网络元素包括至少部分基于所述物理层频率信息可调整的第二PHC。
实施例18.前述任何实施例的数据中心，其中所述第一网络元素包括第一网络接口控制器(NIC)，并且其中所述第二网络元素包括第二NIC。
实施例19.前述任一实施例的数据中心，其中所述物理层频率信息是从交换机接收的。
实施例20.前面任何一个实施例的数据中心，其中所述交换机在包含所述第一网络元素和所述第二网络元素的子网络外部。
实施例21.前述任一实施例的数据中心，其中所述频率信息是从RX符号率中提取的。
实施例22.前述任一实施例的数据中心，其中提取的频率信息用于确定集合时间，并且其中所述集合时间用于调整所述第一PHC的频率。
实施例23.前述任一实施例的数据中心，其中所述集合时间被用于调整所述第二PHC的频率。
实施例24.前述任一实施例的数据中心，其中所述第一网络元素和第二网络元素以背对背配置连接。
实施例25.前述任何实施例的数据中心，其中所述第一网络元素和第二网络元素以环形拓扑结构连接。
附图说明
图1示出了一种HW(硬件)体系结构，其中从符号率中提取的数据可用于调整PHC。
图2是SyncE系统电平图。
图3示出了一实施例，该实施例适用于现有的或传统的HW，不需要任何的电路板修改，其包括在电路板上部署定制的时钟同步器。
图4是通过PHC的图1的实施例的示例实现方式，其通常包括数据包时间戳路径。
图5是根据实施例构建和运行的时间源选择功能的简化框图图解，其从具有合作者已知的RX符号率的多个网络端口中选择具有合作者已知的RX符号率的网络端口，该合作者将从中提取网络对等振荡器频率。图6示出了为多个PHC服务的系统。
图7a、图7b和图7c分别显示了使用各种同步方法说明HW UTC时间的典型行为的图表。
图8是根据本发明的实施例构建和运行的网络设备的示意性框图视图。
图9是包括一个PRC(主参考时钟)和多个EEC(以太网设备时钟)设备的SyncE树的简化框图图解。箭头表示时序流；树的“叶子”用粗体表示。
图10是描述了用于构建集合时间(ensemble time)和用于使用集合时间来调整PHC和/或本地时钟的体系结构的框图。
图11是描述了支持网络元素集群同步的体系结构的框图。
图12是描述了用于支持使用集合时间的网络元素集群同步的体系结构的框图。
图13是描述了构成较大系统或网络的多个子网络的框图。
图14是描述了说明性的蜂窝网络的框图，它可能包括一些支持其中网络元素之间的同步的子网络。
具体实施方式
同步以太网，又称SyncE，是计算机网络的一种标准，其可用于促进以太网物理层上的时钟信号传输。例如，同步以太网在以下https链接中被描述：albedotelecom.com/src/lib/WP-SynE-explained.pdf。在SyncE中，同步和传输网络可以部分混合，例如，如果一些网络元素传输数据，同时也将时钟信号分配给其他网络元素。具有SyncE的网络可以是不同的拓扑结构，例如，最典型的是树和/或森林，或者，通过非限制性示例地，环形或网状拓扑结构。在任何网络中，SyncE时钟层次结构通常有“树”的拓扑结构，或“森林”的拓扑结构，包括树的不相交的并集。SyncE时钟层次结构通常依赖于参考时钟(又称主时钟)，其可以被分配给“从”或跟随者时钟。
IEEE Std 1588TM-2008(1588v2)是定义精确时间协议(PTP)的标准，可用于在基于数据包的网络上分配频率、相位和时间。
Almog等人的公布的美国申请2020/0162234中描述了对具有PTP客户端的计算机有用的时钟同步。
时钟同步器技术(例如，通过非限制性的示例，TI-BAW——德州仪器体声波技术)实现了高速网络的超低抖动时钟，例如，在以下在线白皮书中描述：
ti.com/lit/wp/snoaa34/snoaa34.pdf？ts＝1630651534227&ref_url＝https％253A％252F％252Fwww.google.com％252F。
网络(例如，通过以太网连接，或任何其他适当的网络)设备之间的时间同步和频率同步(又称谐振)可用于许多网络应用中。使用同步时钟值的一个应用是用于测量两个设备之间的延迟(latency)。如果时钟不同步，产生的延迟测量将是不准确的。
鉴于上述情况，已经制定了两个标准：(a)PTP(精确时间协议)和(b)SyncE(同步以太网)。PTP是针对时钟同步的标准，而SyncE是加强PTP稳定性和约束晶体振荡器(XO)的标准。
PTP提供了协议，将主机时间和频率与外部时钟(称为PTP主站)对准。时间和频率在网络上的分布是通过传输有时间戳的数据包来实现的。当使用PTP时，本地时钟频率的调整不一定要使用振荡器频率的物理变化(例如，模拟实现方式)；它可以使用固定频率的本地振荡器，计算PTP主站和本地速率的比率，并将固定的本地时钟乘以这个比率(例如，数字实现方式)。
SyncE是国际电信联盟电信(ITU-T)标准化部门为计算机网络制定的标准，有利于在以太网物理层上传输时钟信号。特别是，SyncE使网络内部的时钟关于SyncE主频率源同步。每个网络元素(如交换机、网络接口卡(NIC)或路由器)需要从接收自主设备时钟源的高速数据中恢复主时钟，并将所恢复的主时钟以主时钟传播到整个网络的方式用于其数据传输。这通常需要模拟实现方式。
SyncE同步层次结构通常通过专用的以太网通道(ESMC——以太网同步消息传递通道)进行管理。该通道中的消息通常携带有关该定时流传播的源时钟的信息。这些信息，又称“定时源信息”，通常包括源时钟的质量等级(QL)。
在使用没有SyncE的PTP同步时，问题可能包括以下几点。
1.在同步消息之间的间隔中，本地振荡器可能会漂移，导致设备和PTP主站之间出现时间偏移。
2.在交换同步消息的过程中，本地振荡器可能会漂移。如果设备和主站在交换同步消息期间没有谐振，那么PTP同步的准确性就会降低。
3.通常情况下，如果PTP消息不可用(例如，PTP延缓(holdover))，设备很快就会失去同步性。
这可以通过以下方式改善：(a)以浪费网络资源为代价增加同步消息的速率和/或(b)通过使用更好的或更昂贵的本地振荡器。
本文中的实施例是低成本的，并且不需要网络负载。此外，通常，当使用SyncE时，每个SyncE设备可能需要专用的、昂贵的HW，例如抖动衰减器PLL，以允许SyncE设备使用数据传输将主频率传播到整个网络。相比之下，对SyncE树(例如图9的树)中的叶子应用本文所述的实施例可以以较低的成本获得类似的性能，甚至使用传统的设备。
相反，如果需要对HW板进行修改，例如在板上部署定制的时钟同步器，这就阻止了对现有部署的适用性，现有部署中不存在具有定制时钟同步器的板。
术语“网络对等体振荡器频率”在此用于指包括在“网络对等体”中的振荡器的振荡频率；“网络对等体”是作为本地设备的“对等体”的网络设备，因为该网络设备通过网络与本地设备相连。
根据某些实施例，网络对等体振荡器频率从RX符号率中提取，由此提取的网络对等体振荡器频率被用于调整至少一个网络设备的PHC(PTP硬件时钟)的频率。可以理解的是，与PTP相比，频率信息是从RX符号率中提取的，而不是像PTP那样被封装在数据包中。提取和调整可以在固件中实现，例如，如本文所述，然而，作为替代，两者(一起或分开)，或其中之一，可以被卸载到硬件。
即使本实施例不能使设备(如图1所示的网卡，或交换机，或任何其他适当的网络设备)利用数据传输在整个网络中传播主频率，本实施例也有利于各种使用情况，例如但不限于以下情况：
1.当设备是SyncE时序流中的最后一个节点时(SyncE树中的叶子，例如，如图9中的粗体字所示)。
2.在没有SyncE的情况下，当：
2a.一个或更多个设备的对等体有一个比设备的本地(自己)振荡器更好的振荡器；和/或
2b.一个或更多个设备的对等体的本地时钟速率与参考或PTP主站谐振，使用PTP(使用模拟实现方式)；和/或
2c.(例如，当所有节点都连接到一个交换机时)需要在平面系统中进行相对谐振(例如，节点之间的谐振，而不是谐振到绝对的参考频率)。
图7a、7b、7c显示了曲线图，说明了使用不同同步方法的HW UTC时间的典型行为。在曲线图(a)中，同步使用PTP。如图所示，HW UTC时间的进度由自由运行时钟决定，并使用PTP消息调整到参考或主站的理想时间。因此，在消息之间，HW UTC时间会漂移，围绕参考或主站的理想时间抖动。曲线图(b)显示，在PTP出现故障的情况下，HW UTC时间会继续漂移。曲线图(c)显示了同时使用PTP和SyncE(或基于RX符号率的PTP和PHC频率调整)的同步。在PTP消息之间，HW UTC时间的频率是稳定的，因此抖动较小。
图1示出了一种HW体系结构，其中从符号率中提取的数据可用于对PHC进行调整，如图1中来自控制器和PHC的箭头所示。
例如，RX频率和TX频率(其中RX和TX在此分别指本地设备的接收，在该设备上可以实现本文的实施例(例如图1-6中以非限制性示例说明的NIC，或任何其他适当的网络设备)，以及该本地设备的传输，例如从/到本地设备的链路合作者)可以从物理层(例如以太网物理层，SyncE通过该以太网物理层传输时钟信号)提取。然后，基于——RX-TX频率比和/或——RX-PHC频率比，可以更新PHC更新率。通常，本地网络设备的PHC(例如，图1的PHC)的内部的内部数字锁相环(DPLL)，可能负责将固有频率转换为PHC连续时间更新命令，因此被更新。
本文使用的术语“DPLL”可以由对任何控制系统的引用代替，该控制系统产生输出信号，该输出信号的相位与输入信号的相位相关，或任何适当的设备，其允许变化的速率或时钟频率参照(例如，相对于其实时计算)设备时钟的原始速率或频率来表示，或任何适当的硬件，其更新PHC和/或更新PHC的和/或将内部时钟频率转换为PHC更新频率，然后PHC本身通常被相应更新。
Franck等人的美国专利No.11,070,214中描述了一种数字锁相环的示例。
“链路”是在网络(又称网)元素或节点之间提供数据通信的东西。链路合作者是电缆另一端的网元素又称对等体又称网络节点又称网络设备，例如，如图1和图4所示，它可能是也可能不是SyncE。
一种可能的SW-HW/FW接口是“设置状态”命令，它告诉HW是否跟踪其网络端口之一，或忽略并使用，比如，具有默认配置的内部时钟。
这种SW-HW/FW接口的可能的补充是，在网络节点失去高精度的链路合作者(其时钟比网络节点本身更精确的合作者)后，进入“延缓状态”。这允许使用过去的关于传入速率的信息，以便比系统的默认配置更准确。
一般来说，每个PHC通常由特定的软件实体拥有，诸如比如说，容器、进程或虚拟机。因此，如果网络设备，如，NIC有n个PHC，它们分别被n个软件实体所拥有。仍然参照图1，可以理解的是，根据某些实施例，拥有给定PHC的特定软件实体或守护程序决定或选择是否执行相位调整(例如，通过激活或启动守护程序)和/或是否执行频率调整(例如，通过激活或启动实施本文所述频率调整的固件或硬件控制器)。该决定可包括例如由给定的软件实体确定是否按照收到的PTP消息行动。
可以理解的是，精确时间协议(PTP)通过基于数据包的网络分配频率、相位和时间。
术语“守护程序”，例如，在多任务计算机操作系统中，旨在包括任何作为背景进程运行的计算机程序，而不是由交互式用户直接控制。例如，守护程序可以在启动时间启动，并可以在预定时间和/或响应于某些网络请求和/或硬件活动和/或其他程序时执行任务。
图1的PHC的结构可以是如Almog等人的共同未决美国专利申请20200162234中的或Gaist等人共同拥有的美国专利No.10,778,406中描述中的任何实施例所描述。
可以理解的是，从RX符号率中提取网络对等体振荡器频率可以在任何适当类型的物理网络中实现(例如，通过非限制性的示例，以太网、InfiniBand、PCIe、NVlink)。提取可以在FW或HW中实现，例如，为了避免SW至FW/HW接口抖动。
可以理解的是，通常情况下，RX符号率包括本地网络设备的控制器每单位时间(例如1秒)接收到的符号的数量，其中时间单位是根据本地网络设备的控制器自己的时钟测量的。
另外，频率差可以用同一通道上的接收符号数和传输符号数之差来测量。由于每秒传输符号数是本地频率乘以一常数值的结果，因此可以得出结论，在同一时间段内接收的符号数比传输的多表明，本地频率比额定频率慢以及应该提高本地频率。另一方面，可以得出结论，在同一时间段内接收的符号比传输的少表明，本地频率比额定频率快以及应该降低本地频率。这适用于PHC和串行器/解串器PHY由同一时钟源馈给的情况。提取，和/或使用这样提取的网络对等体振荡器频率来调整至少一个网络设备的PHC的频率，可能定期发生。例如，每秒钟可以进行几十次修正，或几百次修正，或几千次修正，或更多次修正，或更少次修正。
网络对等体振荡器频率的定期提取和/或使用网络对等体振荡器频率来调整PHC频率，可以在给定的链路端口由SW组件触发，其例如可以提供表明时钟链路合作者的可用性的消息，其精度高于本地时钟(并且通常高于网络设备可能拥有的至少一个其他、或大多数其他、或所有其他的链路合作者)。这个消息可以在给定的链路端口上触发本文所显示和描述的“提取和使用”机制。
图2是一个SyncE系统级图。如图所示，NIC通过网络端口连接至PRC(主要参考时钟，如ITU-T G.811中定义的主要参考时钟或SyncE高质量SRC时钟)；可以理解的是，时钟质量水平可以如ITU-G.781中定义的那样。数字逻辑320测量传输符号速率与从SyncE SRC链路接收的速率符号之间漫游差。漫游差被“转换”成频率调整命令202，送到时钟同步器板210上的外部组件。该板210可以对参考时钟280进行微调。参考时钟的变化通常被转换成TX符号率的变化，例如，由APLL+DPLL 310。然后，数字测量320用同步漫游关闭控制回路。参考时钟通常调整PHC 350的频率并使PHC的频率接近标称值，假设同步中的SRC时钟比本地设备的振荡器(又称“本地振荡器”)好，例如，假设本地设备的链路合作者的振荡器的质量比本地振荡器的质量好。
响应地，PTP软件不需要向PHC 350的DPLL 301发送频率调整420；相反，PTP SW可以只发送时间调整410。这就产生了为下一个线路中网络节点生成的SyncE信号(10)和/或更精确的PHC，其频率已被稳定下来。
Gaist等人的美国专利No.10,778,406中提出了执行上述操作中至少一部分的示例系统。
可以理解的是，可能需要对HW板进行修改，特别是将时钟同步器210部署在XO(如晶体振荡器)和NIC之间的板上，这可能使产品的SKU(库存单位)增加一倍，并可能阻止适用于没有设置时钟同步器210的板的现有部署。
图3示出了适用于现有或传统的HW的实施例，而不需要对板进行任何修改，包括在板子上部署定制时钟同步器。在这个实施例中，当生成SyncE信号不是要求时，系统利用稳定的频率信号(例如SyncE信号)正在到达的事实，并且可以(例如，如果传入的源SyncE信号(在图3中由南向北的箭头表示的)是有噪音的)使用滤波和/或测量(例如，通过非限制性示例，线性或非线性滤波，例如但不限于平均(均值)和/或中值和/或低通和/或带通滤波)来约束(如果且需要的话)本地DPLL，本地DPLL反过来又控制本地PHC。这产生了更稳定的PHC时钟，这样PTP软件栈(例如守护程序)就不需要承担执行频率调整的负担。
滤波器可以作为FW逻辑的一部分来实现(例如，图4的“FW控制器”块)，或者可以使用专用的HW(如果存在的话)。可以使用的常见滤波器有平均滤波器、中值滤波器、低通滤波器、带通滤波器。
在图3的实施例中，频率调整202从数字测量电路320发送到DPLL301，而在图2的实施例中，频率调整被发送到时钟同步器210。数字测量电路320的操作，例如在图2和图3中，减轻了PTP软件栈(例如守护程序)执行频率调整的负担。
图4是通过PHC的图1的实施例的示例实现方式，它通常包括数据包时间戳路径。可以理解的是，PTP守护程序可以包括PTP SW堆栈，性能计数器可以在网络端口或物理层中，图4的SW接口可以包括参考时间源选择算法，例如，如本文所述，从而控制调整PHC的DPLL的频率的内部控制器。
在图4中，测量频率差(典型地，(a)在其网络元素被配置为使用本发明的实施例的PHC的时钟频率与从链路合作者处接收的RX符号率之间的差；或(b)被配置为使用本发明的实施例的网络元素的TX符号率与从链路合作者处接收的RX符号率之间的差)，例如，通过图2、图3的数字测量电路320测量。或者，除链路合作者的时钟频率之外的标准，可用于测量其网络设备被配置为使用本发明的实施例的PHC的时钟频率，从而确定其网络设备被配置为使用本发明的实施例的PHC的时钟频率f是否与标准相同，或者高于标准，在这种情况下f可被降低到标准，或者更低，在这种情况下f可被增加到标准。因此，图4的PHC DPLL(可与图2、图3中的DPLL 301相同)通常被更新。可以理解的是，数字PLL(DPLL)的配置决定了PHC的频率，反过来该PHC的频率是根据核心时钟导出的。通常，PHC频率是核心时钟频率乘以从DPLL的当前配置中提取的因数(标量)。时间源选择SW通常知道要激活实现频率调整的固件/硬件控制器，例如，因为给定网络设备处的时间源选择SW可以接收带有链路合作者时钟质量水平的数据的数据包；此数据可以表明合作者时钟的精度是高还是低，例如，相对于彼此和/或相对于给定的网络设备的时钟。时间源选择SW可以，替代或补充地，查询给定网络设备的本地时钟质量水平。如果有具有更好(例如，更高精度)时钟质量的链路合作者，给定的网络设备通常锁定到这些链路合作者之一，通常锁定到最佳可用合作者(具有最精确时钟的合作者)和/或开始使用该频率(例如，使用“设置状态”)。可以理解的是，图4说明了使用开环方法的HW/FW实施例。如所示的，通过网络设备的FW定期测量(例如，RX符号率与TX符号率之间或PHC频率与TX符号率之间的)频率差，并相应地更新PHC的DPLL。例如，以下操作的全部或任何子集可按任何合适的顺序(例如，由图4的固件控制器)执行，例如，如下：
操作a：为新的频率差周期性测量进行设置或提供测量HW(例如，重置物理层的性能计数器)。
操作b：开始测量并等待预定义的窗口期。
操作c：时间过去后，在测量窗口期间收集有关RX和TX符号的数据，并计算频率差(例如，10.235PPB)。
操作d：根据测量的PPB差值，更新PHC DPLL。
操作e：通过返回上述操作a，至少重复一次该过程，例如，定期地，例如，连续地。图4的实施例可与活动的PTP(提供PTP守护程序频率更新)共存。用于将核心时钟转换为PHC的DPLL实现方式可以有分子和分母参数，它们可以确定当前的频率。其中一个这些参数，例如分子，可以分配给PTP守护程序频率更新，而另一个参数可以分配给实现图4的实施例。这将减少PTP连续更新之间的累积漂移。
可替代地，也可以使用闭环方法，其中控制机制使累积的RX符号和PHC时间保持同步。
在开环方法中，在RX和TX之间(或在RX速率和TX速率之间)，通常不会产生关于PHC频率调整的反馈。相反，在闭环方法中，不是(或作为补充)测量TX(或TX速率)，通常直接测量PHC；这产生关于PHC频率调整的反馈。通常情况下，“闭环”实现方式有本地PHC经过的时间感，从本地PHC锁定在当前链路合作者的初始时间开始。根据一个可能的实施例，可以提供PD(比例导数)控制器，在这种情况下，本地设备上的环路就可以尝试以与链路合作者相同的速度运行，但也尝试通过相同的距离，其中距离与时间成正比(例如，时间*常数1)。在任何给定的链路速度下，距离可以计算为比特数*常数2＝＝“符号”数*常数3。在链路合作者上经过的时间/比特/符号可以被提取或确定或估计，例如，通过在RX侧累积比特/“符号”，并试图在TX/本地侧“跟踪”这个值。
例如，RX符号可被转换为时间，产生输出标量，该标量可与PHC上已过去的时间进行比较。适当的参数(例如，通过非限制性的示例，(1)转换为时间的RX符号；和/或(2)在PHC上经过的时间和/或(3)是否滤波，以约束本地DPLL，和/或如果是这样，使用哪个滤波器)可以添加到HW/FW控制器(例如，作为输入提供给控制器)，以确保控制器的操作考虑到这些参数。可以理解的是，PID(比例-积分-导数)控制器是合适类型的可编程控制器，其可以将这些参数用于其内部逻辑/计算。通过非限制性示例，PI(比例积分)和PD(比例导数)控制器适合于维持闭合控制回路，例如，如本文所述。
根据某些实施例，在网络端口的物理层内测量或提取RX符号速率，例如，通过“性能计数”(例如，NIC的网络设备中的性能计数器，其中性能计数器通常指在软件中监控和/或计数和/或测量事件的代码——例如网络设备接收符号，这些符号是由网络设备的链路合作者发送的)。
通常，在图4的实施例中，只在PTP中存在时间调整；这些时间调整通常由PTP守护程序提供给PHC。通常有由FW控制器向PHC DPLL提供的频率调整，例如，根据本文所述的任何实施例。在正常的行为中，或者说在传统上，PTP守护程序也会发送(通常是小的)频率调整。相反，在图4的实施例中，不再需要来自PTP守护程序的这些频率调整。
任何一个图示的实施例都可以包括时间源选择软件，其作为控制器的软件接口，如图4所例示的，其中确实示出了“软件接口”块。时间源选择SW块通常从多个具有合作者已知的RX符号率的网络端口中选择一具有合作者已知的RX符号率的网络端口，合作者可以从中提取网络对等体振荡器频率。图5显示了该时间源选择模块的示例实现方式，与“NIC”(如图4的NIC)或任何其他适当的网络设备接口。图5的“设置状态(参考源)”和“本地时钟质量”箭头，为简单起见，在图4中表示为单箭头，因为这两个箭头都指向网络设备，通常指向FW。“发送/接收管理数据包”的箭头可以指向网络端口和网络链路，通常使用设备的网络堆栈，如此是传统做法。
例如，如果图5的SW选择了某个端口x，相关的合作者通常保持锁定在端口x上，直到SW做出其他决定(决定改变端口)，例如，因为通过指示更高的QL的端口y接收到消息，在这种情况下，可能决定开始跟随端口y，或者也许因为端口x的质量等级(亦称QL)的变化可能导致端口x的质量等级低于本地QL，在这种情况下可能决定进入延缓(Holdover)。
更一般地，图5示出了SW实现的体系结构，该体系结构可独立地提供或作为本文所示和所述的时间源选择功能的示例实现来提供。图5的体系结构通常包括时间提供者，例如，至少一个SW实体(通常是多个这样的实体)，与端口相关并被选择为定时源，以及选择器。每个这样的软件实体可以包括类或结构，例如，在面向对象的编程中是常规的。
每个时间提供者(或“时钟提供者”)通常包括被配置为执行以下操作的全部或任何子集的网络模块，适当地排序，例如，如下：
操作a.在时间提供者的相关端口上为管理数据包打开插口。例如，管理数据包可以是在ITU-T G.8264上定义的ESMC PDU(以太网同步消息通道协议数据单元)，该规范文件由国际电报联盟(ITU)的电信标准化部(ITU-T)制定，其可以在线获得，例如，在以下httpswww链接中：itu.int/rec/T-REC-G.8264，并指定以太网同步消息通道(ESMC)。或者管理数据包可以包括任何携带有关邻居的时钟质量的信息的数据包。
操作b.发送管理数据包以更新有关本地时钟质量的邻居。
操作c.解析接收到的管理数据包，从中提取定时源信息。当定时源信息发生变化时(在接收到并解析的数据包中识别的定时源与当前的定时源不同)，网络模块启动选择器以确定是否应改变参考定时源(要跟踪的信号源)，并替代地选择新的参考，或主站。
选择器可包括在硬件处理器上运行的选择算法，用于从可用的定时源集合中选择最佳定时源，例如本地时钟和任何时间提供者。该选择算法通常比较本地设备可用的(例如，与之通信或链接的)定时源集合中的多个定时源(例如，所有定时源)的质量(以及可能的其他相关特征，例如手动配置的优先级)。选择算法输出通常包括代表网络设备如NIC或DPU或交换机的图5的HW块应跟踪的状态和参考定时源(例如，应用作为PHC的频率调整所依据的定时源)。本文使用的术语“状态”旨在包括跟踪或延缓或自由运行的参考定时源，或正在跟踪的时钟(例如说端口1的链路后面的时钟)。
可以理解的是，如果网络设备有多个PHC，本文的系统可以服务于仅其中一个，或一些，或全部。例如，图6示出了为多个PHC(2个，作为示例)服务的系统，而不是如图1中通过示例所示只服务于一个PHC。
现在参考图8，它是根据本发明的实施例构建和运行的网络设备1100的示意性框图视图。网络设备1100包括频率生成电路，包括压控振荡器1104，该压控振荡器，在控制器1034(其可包括图1的控制器34)的控制下并利用控制信号1102，产生时钟信号。在主时钟或参考时钟被网络管理功能指定之前，控制器1034被配置为控制压控振荡器1104以产生具有任何合适频率(例如156MHz)的时钟信号。一旦主时钟被网络管理功能指定，控制器1034被配置为使用控制信号1102基于RX符号率——TX符号率或在恢复的远程时钟(被指定为主时钟)和由PLL 1026产生的本地时钟之间的时钟差1040——来调整由压控振荡器1104产生的时钟信号。
网络设备1100包括交换机核心裸片1012和卫星裸片1014。交换机核心裸片1012包括多芯片模块(MCM)核心逻辑1016和交换电路以执行交换功能。卫星裸片1014包括MCM卫星逻辑1024，用于执行交换机的接收和传输功能。卫星裸片1014还可以包括PLL 1026和多个接收器1028以及与多个端口(未显示)的连接。为了简化参考，接收器1028已被单独标记为1028-1、1028-2和1028-3。交换机核心裸片1012和卫星裸片1014通常使用MCM互连1030连接。
尽管网络设备1010已经参照多裸片网络交换机进行了描述，但本发明的实施例可以在任何合适的网络交换机上实现，包括一个或更多个裸片，或任何合适的网络设备，例如，但不限于，具有一个或更多个裸片的网络路由器。
接收器1028被配置为从各自的远程时钟源(未显示)接收和缓冲(在缓冲器1044中)各自的数据流1038(标记为1038-1至1038-3)。仅为简单起见，缓冲器1044中的一个已被标记为参考数字1044。每个接收器1028可以使用任何合适的硬件来实现，如串行器/解串器(SerDes)，例如，但不限于LR SerDes RX。数据流1038中的数据通常从远程时钟源到达，没有时钟值。每个接收器1028可包括在其中运行的时钟和数据恢复(CDR)过程1042，以从其接收的数据流(或RX符号率)1038恢复远程时钟，例如基于在接收的数据流1038的数据中的转变。为了简单起见，只有时钟和数据恢复(CDR)过程1042中的一个被标记为参考数字1042。每个接收器1028的CDR还可以计算时钟差分1040(标记为1040-1至1040-3)，这是其恢复的远程时钟和网络设备1010的本地时钟(由PLL 1026产生)之间的差值(例如，恢复的远程时钟减去本地时钟)，因此对于每个接收的数据流1038，计算数据流1038的恢复的远程时钟和本地时钟之间的差。时钟差分1040被存储在网络设备1100的寄存器中。在一些实施例中，每个时钟差分40被存储在计算该时钟差分1040的接收器1028的寄存器中。时钟恢复可以基于任何合适的过程来实现，包括基于非CDR的过程，例如，但不限于，使用延迟锁定回路和数据流的过采样。数据流1038，除了用于恢复远程时钟外，通常包括用于转发到网络中其他设备的数据。因此，数据流1038通常通过MCM互连1030转发到多芯片模块核心逻辑1016以执行各种交换功能(或当网络设备1010被实现为路由器时的路由功能)。恢复的时钟和时钟差分1040通常不通过MCM互连1030转发给多芯片模块核心逻辑1016。
图8的示例显示了三个接收器28。接收器1028的数量可以是任何合适的接收器数量，并且不限于三个。图1的示例显示了PLL 1026的三个框，一个实线框和两个虚线框。这三个框代表同一个PLL 1026，为了清楚起见，它被重复了两次。
图8显示，由接收器1028-1接收的数据流1038-1具有3.001GHz的恢复时钟。因此，接收到的数据流1038-1的3.001GHz的恢复时钟和3GHz的本地时钟之间的时钟差分1040-1是+333PPM(例如，主时钟比本地时钟快333PPM)。由接收器1028-2接收的数据流1038-2的恢复时钟为3.002GHz。因此，接收到的数据流1038-2的3.002GHz的恢复时钟和3GHz的本地时钟之间的时钟差分1040-2是+666PPM(例如，主时钟比本地时钟快666PPM)。接收器1028-3接收到的数据流1038-3的恢复时钟为2.999GHz。因此，接收到的数据流1038-3的2.999GHz的恢复时钟和3GHz的本地时钟之间的时钟差分1040-3是-333PPM(例如，主时钟比本地时钟慢333PPM)。
可以理解的是，本文的实施例通过只做SyncE标准要求的子集(例如，不在输出信号中生成SyncE信号，以及可选择地不像SyncE标准中定义的那样准确地使用和/或提取时钟)来改进SyncE标准，但为网络设备提供更稳定频率的时钟(和/或SyncE中没有的其他值)，例如，通过使用从符号率中提取的数据对PHC进行调整，而不增加硬件要求(相反，相对于SyncE，本文所述的实施例具有较少的硬件又称HW要求)。
图10示出了在其中计算集合时间，然后将集合时间用于调整PHC和本地时钟中的一者或两者的系统。在这个示例中，设备，如交换机，可以包括从多个NIC接收数据的FW/HW控制器。每个NIC(例如，NIC1、NIC2、NIC3、...、NICN)可以有独特的传输符号率(例如，NIC1Tx、NIC2Tx、NIC3 Tx、...、NICN Tx)。每个NIC的符号率可以在设备的FW/HW控制器处测量。
在一些实施例中，FW/HW控制器可以通过测量每个NIC的Tx符号率来测量(例如每个NIC的)所有对等体的频率。为每个NIC测量的频率可用于计算集合时间。以另一种方式说，给定两个或更多个对等体频率，FW/HW控制器可以计算或确定集合时间。在一些实施例中，集合时间可对应于为每个NIC测量的每个频率的加权平均值。集合时间可以对应于每个频率的加权平均数，该加权平均数基于NIC的晶体振荡器的QL和/或基于NIC的晶体振荡器的过去性能而加权。
然后，FW/HW控制器可以利用集合时间作为确定对本地时钟和/或PHC进行调整的一部分。作为一个示例，FW/HW控制器可以确定本地时钟和集合时间之间的差异。本地时钟和集合时间之间的差异可以确定为百万分之一和/或十亿分之一和/或万亿分之一(例如，PPM/PPB/PPT)的差异。然后，PPM差异可以，例如，用于调整本地时钟和/或设备的PHC的频率。在一些实施例中，设备的本地时钟的变化可用于对与设备连接的对等体进行其他时钟调整。换句话说，对设备的本地时钟进行的调整可以传播到网络中的其他时钟变化。在一些实施例中，两个或更多的对等体设备(例如，NIC)可以有类似或相同类型的晶体振荡器。集合时间的利用可以帮助实现低成本和稳定频率的设备。
如上所述，集合时间可以基于由两个或更多个对等体测量的频率(例如，两个或更多个NIC的Tx符号率)来确定。在一些实施例中，FW/HW控制器还可被配置为将一个或更多个测量的频率识别为离群频率，并选择性地确定不将该测量的频率包括在用于计算集合时间的测量频率集中。以另一种方式说，FW/HW控制器可被配置为识别一个或更多个Tx符号率何时对应于离群Tx符号率。然后，该离群点可被排除在作为一部分集合时间的考虑之外。识别离群频率的能力可以使FW/HW控制器检测并处理故障时钟，作为确定集合时间的一部分。通过这种方式，可以使用运行正常的不同对等体的时钟来确定集合时间。
在一些实施例中，关于图10描绘和描述的使用集合时间的方法可以与本文描述的其他方法相结合。例如，FW/HW控制器可被配置为使用已基于计算的集合时间更新的本地时钟来创建集群谐振的完整解决方案。在一些实施例中，设备(交换机)可以有其连接到一个或更多个NIC(例如，NIC1、NIC2、NIC3、...、NICN)的PHC的本地时钟。一个或更多个NIC的PHC可以被配置为跟随设备(交换机)的本地时钟，该设备(交换机)的本地时钟正在基于使用由NIC测量的频率在设备的FW/HW控制器处计算的集合时间进行调整。换句话说，设备(交换机)可以被配置为使用多个NIC的符号率来创建时间集合，然后相应地调整其Tx符号率。然后所有NIC的PHC将遵循设备(交换机)的本地时钟，从而为每个NIC提供时间集合的质量频率。只要NIC从设备(交换机)接收到适当的时钟信号，那么PHC漂移将被充分地管理和最小化。
图11示出了该系统的进一步配置，其中一个或更多个网络元素(例如，NIC1、NIC2、NIC3、...、NICN等)的PHC被谐振或跟随组长(group leader)的本地时钟。众所周知，在传输频率信息期间，使用快速(高频率)信号比使用慢速信号传输频率信息要好。高速网络组件处于高速频率技术的前沿，这使得在所有这些组件之间共享频率信息更具挑战性。在所描述的实施例中，组长被示出为交换机并被显示为向其他网络元素提供组长TX信号，这使得这些网络元素能够基于组长中本地时钟的当前状态调整它们的PHC。
在一些实施例中，在平面系统中提供相对谐振(例如，节点/网络元素之间的谐振而不是对绝对参考频率的谐振)可能是有用的。图11示出了系统的一个示例，其中节点/网络元素被连接到交换机，并被配置为使其PHC跟随交换机的本地时钟。在一些实施例中，每个网络元素(如NIC)都有自己的PHC，该PHC能够至少部分地基于驱动交换机本地时钟的物理层频率信息进行调整。以另一种方式说，系统中的一个以上的网络元素被配置为使用在交换机上确定的物理层频率信息来约束它的相应PHC。例如，如上所述，物理层频率信息可以从组长的RX符号率中提取，这导致对组长的本地时钟的调整。
应该理解的是，组长不一定需要对应于交换机，在系统内可能有一个以上的子网络。此外，网络元素可以对应于任何数量的设备或设备类型，并可以在一些不同的网络或系统中提供。例如，网络元素可以对应于蜂窝网络元素(例如，天线、路由器、移动分站、分布式天线系统(DAS)等)、数据中心网络元素(例如，架顶(ToR)交换机、NIC、路由器、服务器、交换机、网络适配器等)、其组合等等。
在一些实施例中，蜂窝可以提供一些蜂窝网络元素(例如，天线)，其时钟/PHCs相对于彼此是同步的。如果蜂窝很小(例如，微蜂窝)，那么该蜂窝可以包含单一交换机(例如，最多一个网络交换机)。如果蜂窝包含最多一个网络交换机，那么本公开提供的解决方案通过将每个计算记录调整到交换机符号率，而允许在蜂窝的所有网络元素(例如，计算节点)中进行频率对准。在一些实施例中，频率对准可以通过交换机的内部PLL的线性乘法来实现。
在一些实施例中，所提出的解决方案可以部署在已经存在的蜂窝部署中。蜂窝部署不一定需要原生支持SyncE，它是以太网上频率传输的标准。正如本文将进一步详细讨论的那样，其网络元素相对于彼此同步的蜂窝或子网络不一定要包含交换机作为组长。另一个用例可能包括在不存在SyncE支持的交换机的数据中心中实现频率传输的部署。
图12示出了系统的另一个示例，其中集合时间被用来调整组长的本地时钟，然后本地时钟(已根据集合时间更新)被用来驱动对网络元素(例如，NIC1、NIC2、NIC3、...、NICN)的PHC的调整。图12表示图10中描述的系统和图11中描述的系统的组合。在这个特定的配置中，交换机可以被认为是蜂窝或子网络的一部分，该蜂窝或子网络的时钟是基于共同的物理层频率信息(例如，由集合时间确定)进行同步的。
用于调整组长的本地时钟的集合时间可基于从至少第一网络元素接收到的至少第一RX符号率，并可进一步基于从至少第二网络元素接收到的至少第二RX符号率。集合时间可用于调整组长的本地时钟，随后驱动组长TX，并导致包括交换机在内的子网络中的网络元素的PHC的进一步变化。
从图13中可以看出，子网络的配置可以变化。例如，子网络的网络元素可以以背靠背的配置、环形配置或任何其他配置连接。无论使用何种配置，子网络中网络元素的PHC可以根据物理层频率信息相互同步。在一些实施例中，物理层频率信息可从特定子网络内的交换机或组长处接收。在一些实施例中，物理层频率信息可以在两个或更多个网络元素处从其子网络外部的交换机或组长接收。各个子网络可以相互连接，但不一定需要如本文所述相互同步。例如，其他同步技术可用于同步不同的子网络，而特定子网络内的网络元素则进一步被同步或在子网络内共享频率信息。
图14示出了另一种系统配置，其中各种子网对应于蜂窝子网络，蜂窝子网络内的网络元素保持相对同步。网络元素的示例可以包括，但不限于，本文所述的网络元素(NE)、交换机(SW)、移动交换中心(MSC)等。可以理解的是，蜂窝网络的每个子网络可以包括核心网络、城域蜂窝(metro cell)、大规模MIMO、室外小蜂窝、室外DAS、室内DAS等。换句话说，任何蜂窝网络元素的集合都可以包括在本文所述的子网络中，并且可以如本文所述使其PHC相对于彼此同步。
例如，如果在SyncE网络中使用不支持SyncE的Nvidia网络设备，例如NIC，本文的实施例将为NIC的PHC提供更稳定得多的频率时钟。
可以理解的是，频率调整可以是或绝对或相对的。例如，考虑图1的控制器，它可以用固件实现并可以使用SyncE协议。FW可以从HW收集与频率有关的数据并可以计算出例如RX和TX速率之间的百万分之一和/或十亿分之一和/或万亿分之一(又称PPM/PPB/PPT)的差异，以作为频率差值使用。例如，1PPB意味着每秒钟有1纳秒的累积漂移，假设其中一个频率是完美的。正/负的数字表示哪个时钟更快/更慢。然后，FW将频率差值，例如PPB值，转换为外部时钟设备的DPLL配置相关参数(例如，“TI BAW”)。内部配置可以是以下类型：
FREQ_OUT＝FREQ_IN*(INT+NUMERATOR/DENOMINATOR)
通常情况下，除了分子之外，所有的东西都保持不变，这样就可以“解决”内部配置问题，然后将相对的PPB值转换为数值，再加/减分子，以获得所需的PPB。另外，PHC DPLL的类型可以是
FREQ_OUT＝FREQ_IN*(分子/分母)
其中缺少DPLL配置相关参数(时钟同步器)的INT值，在这种情况下，从相对PPM/PPB/PPT值到内部DPLL参数的转换会相应改变。
PTP4L(根据IEEE标准1588为Linux实现的精确时间协议(PTP)，它实现了边界时钟(BC)和普通时钟(OC))使用绝对频率更新，并且有相对于10亿的PPB值。这个值是绝对的，是相对于一常数而言的。例如，该值是+100万＝>设备的原始频率(由设备的核心时钟频率得出)增加(10亿+100万)/(10亿)＝1.001。如果再次获得相同的值，设备的原始频率再次增加相同的值，例如，动作与先前更新后的动作相同。相反，在相对更新模式(或实施例)中，连续两次接收到的100万PPB更新将导致第二次1.001*1.001＝1.002001的增加，例如，在相对更新模式(或实施例)中，第二次的动作与先前更新后的动作不一样。
SyncE是以太网协议，但本文实施例的适用性不限于以太网而可以在以太网以外的(典型的基于数据包的)网络中实现(如InfiniBand、PCIe、NVlink等)。具体来说，SyncE是要求从多个网络端口中选择的网络端口提供频率信息的吧标准，然后，所选的网络端口的合作者对该频率信息做如下处理：a.将所选端口提供的时钟分配给其他网络端口；b.调整其(合作者的)自身的PHC。这导致准确的时钟通过网络传播。
根据本发明的实施例，在与链路合作者通信以提取和使用本文所述的频率时，任何合适的协议可由网元素使用。如其他地方所述，管理数据包例如可以是ITU-T G.8264上定义的ESMC PDU(以太网同步消息通道协议数据单元)，该规范文件由国际电报联盟(ITU)的电信标准化部门(ITU-T)制定，其可在线获得，例如在以下https www链接：itu.int/rec/T-REC-G.8264，并指定以太网同步消息通道(ESMC)。例如，如果网络使用SyncE，并且给定的网元素又称网络设备是SyncE链中最后的设备，ESMC消息(例如，在ITU-T G.8264上定义的)可以从SyncE设备中至少每秒发送一次，并且可以用来声明时钟质量。如果接收到这些消息的SW认识到其链路合作者的时钟质量比其自身的本地时钟质量更好或更精准——软件通常开始跟踪该链路合作者的频率，提取并使用该链路合作者的频率，如本文所述。
然而，本文的实施例可以在没有SyncE链路合作者的情况下使用，在这种情况下协议可以类似于ESMC并且也可以有如下特点：
该协议可以携带关于邻居(例如，链路合作者)的时钟质量的信息。例如，这种质量可以由SSM码和增强型SSM码(用于ESMC)来表示，或者可以替代地使用不同的码。该协议可以替代或补充地携带关于时钟频率稳定性的其他信息，如在不同温度和/或不同时期的预期频率稳定性(短期/长期稳定性)。设备符号率可以与外部频率源同步，如GPS或SyncE。
该协议可替代或补充地携带时钟标识符(例如，每个时钟的唯一比特序列)，其可以被时间源选择SW用来识别每个时钟。
消息可由每个网络元素发送至其链路合作者，并且可以不被任何网络元素转发。信息可以在握手程序中交换或者可以定期地被通告(例如，心跳消息，定期地，例如，每秒)。在(例如，链路合作者的时钟的)质量水平变化的情况下，通告该变化的特殊消息可以被传输。
可以理解的是，这里提到的NIC是网络设备的示例。然而，本文的实施例不受其适用性限制，相反，而是可以在任何网络设备中实现，例如，通过非限制性的示例，NIC、数据处理单元(又称DPU(数据处理单元))、或交换机。
术语“主”(或“参考”)在这里用来描述网络元素，它被其他(“跟随者”或“从”)网络元素跟随。通常，网络元素之间发送的消息(如定期和/或特殊的SyncE消息)会影响每个网络元素对在任何给定时间跟随谁的决定，例如，如本文所述。可以理解的是，鉴于网络拓扑结构，一些网络元素(例如，“叶子”)可能不会被任何其他网络元素跟随。消息的缺失也可能影响每个网络元素对在任何给定时间内跟随谁的决定，例如，如果网络元素在给定时间段内期待来自给定链路合作者的消息，但未能收到该消息。
本文使用的术语“网络设备”(又称网络元素)，旨在，通过非限制性的示例，包括交换机、网络接口卡(NIC)，如智能NIC、路由器或DPU。
术语“RX符号率”和“RX频率”在本文可以互换。
术语“TX符号率”和“TX频率”在本文可以互换。
术语“所有”在这里是为了简单起见而使用的，用于描述示例实施例。然而，可以理解的是，或者，无论此处所说的是对某一集合的“所有”成员、或某一集合的“每一个”成员、或某一集合的“每个”成员是真实的，或描述某一集合的“所有”成员、或某一集合的“每一个”成员、或某一集合的“每个”成员，或属于某一集合的“所有”成员、或某一集合的“每一个”成员、或某一集合的“每个”成员，在其他实施例里，也可以是对该集合的大多数但不是所有成员、或该集合的所有但除了少数成员、或该集合的至少一个(但少于所有)成员都是真实的，或描述该集合的大多数但不是所有成员、或该集合的所有但除了少数成员、或该集合的至少一个(但少于所有)成员，或属于该集合的大多数但不是所有成员、或该集合的所有但除了少数成员、或该集合的至少一个(但少于所有)成员。
例如，选择算法可以比较一组可用定时源中所有源的质量和/或可手动配置的优先级和/或其他特征。但是，另一种情况是，可以比较大多数而不是所有的源，或所有而不是少数的源，或该集合中的至少一个(但少于所有)源。
这里显示和描述的具体实施例并不意味着是限制性的。其中的任何细节例如可以结合通常的系统来提供或不提供，该系统在本地设备和本地设备的链路合作者/上测量TX和/或RX，并相应地产生控制硬件中频率调整的输出，而不一定使用本地设备的控制器的固件来促进本地设备的PHC频率调整。
可以理解的是，如果需要，本发明的软件组件可以以ROM(只读存储器)的形式实现。一般来说，如果需要的话，软件组件可以使用常规技术在固件或硬件中实现。可以进一步理解的是，软件组件可以被实例化，例如作为计算机程序产品，或在有形介质上。在某些情况下，可以将软件组件实例化为可由适当的计算机解释的信号，尽管在本发明的某些实施例中可以排除这种实例化。
可以理解的是，为了清楚起见而在单独的实施例的背景中描述的本发明的各种特征，也可以在单个实施例中组合提供。反之，为了简洁起见，在单一实施例的背景下描述的本发明的各种特征也可以单独提供，或以任何合适的子组合提供。
本领域的技术人员应当理解本发明并不局限于上文所特别展示和描述的内容。相反，本发明的范围包括，尤其是，所附的权利要求及其等价物。

Claims (25)

1.一种系统，包括：
两个或更多个网络元素，每个都包括至少部分基于物理层频率信息可调整的精确时间协议PTP硬件时钟PHC。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述频率信息是从RX符号率中提取的。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述两个或更多个网络元素中的至少一个包括蜂窝网络元素。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述两个或更多个网络元素包括第一天线和第二天线。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述两个或更多个网络元素中的至少一个包括属于数据中心集群的数据中心元素。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述数据中心元素包括架顶ToR交换机。
7.根据权利要求1所述的系统，其中交换机提取所述频率信息以确定集合时间，并且其中所述集合时间被用于调整所述PHC的频率和它的TX符号率。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述交换机基于从至少第一网络元素接收的至少第一RX符号率并基于从至少第二网络元素接收的至少第二RX符号率确定所述集合时间。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述两个或更多个网络元素属于包括交换机的子网络。
10.一种蜂窝网络，包括：
第一蜂窝网络元素，包括至少部分基于物理层频率信息可调整的第一精确时间协议PTP硬件时钟PHC；以及
第二蜂窝网络元素，包括至少部分基于所述物理层频率信息可调整的第二PHC。
11.根据权利要求10所述的蜂窝网络，其中所述频率信息是从RX符号率中提取的。
12.根据权利要求11所述的蜂窝网络，其中所述RX符号率对应于所述第一蜂窝网络元素和/或所述第二蜂窝网络元素的RX符号率。
13.根据权利要求10所述的蜂窝网络，进一步包括交换机，其中所述交换机处的本地时钟基于两个或更多个RX符号率的加权平均值进行调整，并且其中所述本地时钟被用于对准所述第一PHC和所述第二PHC。
14.根据权利要求10所述的蜂窝网络，其中所述第一蜂窝网络元素包括第一天线，并且其中所述第二蜂窝网络元素包括第二天线。
15.根据权利要求10所述的蜂窝网络，其中所述第一蜂窝网络元素和所述第二蜂窝网络元素属于共同的微蜂窝。
16.根据权利要求10所述的蜂窝网络，其中所述频率信息是从RX符号率与TX符号率之间的差值中或从所述RX符号率与所述PHC之间的差值中提取的。
17.一种数据中心，包括：
第一网络元素和第二网络元素，其中所述第一网络元素包括至少部分基于物理层频率信息可调整的第一精确时间协议PTP硬件时钟PHC，并且其中所述第二网络元素包括至少部分基于所述物理层频率信息可调整的第二PHC。
18.根据权利要求17所述的数据中心，其中所述第一网络元素包括第一网络接口控制器NIC，并且其中所述第二网络元素包括第二NIC。
19.根据权利要求17所述的数据中心，其中所述物理层频率信息是从交换机接收的。
20.根据权利要求19所述的数据中心，其中所述交换机在包含所述第一网络元素和所述第二网络元素的子网络外部。
21.根据权利要求17所述的数据中心，其中所述频率信息是从RX符号率中提取的。
22.根据权利要求17所述的数据中心，其中提取的频率信息用于确定集合时间，并且其中所述集合时间用于调整所述第一PHC的频率。
23.根据权利要求22所述的数据中心，其中所述集合时间被用于调整所述第二PHC的频率。
24.根据权利要求17所述的数据中心，其中所述第一网络元素和第二网络元素以背对背配置连接。
25.根据权利要求17所述的数据中心，其中所述第一网络元素和第二网络元素以环形拓扑结构连接。
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