CN1175642C - 用于同步网络系统的时钟管理方法和传输设备 - Google Patents

Abstract

一种用于同步网络系统的时钟管理方法和传输设备，由传输设备的发送/接收单元1、2接收和提取的时钟信号和包括来自一个外部时钟源3的时钟信号的多个时钟信号被有选择地切换，一个时钟切换单元5根据与各个时钟信号一起被发送到它的质量信息输出主时钟信号。主时钟信号被加到时钟发生器4上，从而产生一个时钟信号，而该时钟信号被加到发送/接收单元1、2上。当根据主时钟信号的质量信息的质量水平恶化到一定程度时，一个质量判定处理单元6发出一个警报。

Description

用于同步网络系统的时钟管理方法和传输设备

技术领域

本发明涉及一种同步网络系统和一种时钟管理方法—其中多个时钟信号中之一可得到选择以使网络中的通信同步。

背景技术

在用于同步数字系列(SDH)网络的同步网络系统中，多个时钟信号之一被选择为主时钟信号，且一个时钟信号与选定的时钟信号同步地得到产生，从而进行通信。在这种选定的时钟信号的质量发生恶化的情况下，正常的通信就不能进行。然而，通过切换到具有较好的质量的时钟信号，通信能够得到继续。所希望的，是通过以这种方式在多个时钟信号之间进行切换，而进一步改善同步网络系统的可靠性。

同步网络系统中的传统网络设备，经常不是按照时钟信号的质量信息进行控制的。在此情况下，一个时钟切换单元有选择地地输出一个已经受到一个维护操作员的预置的时钟信号。因而，在其中时钟信号关断的情况下，在一种交接状态下一个时钟信号能够继续得到产生，其中该时钟信号具有刚好在前的相位，或者是由一个内部振荡器产生。然而，所产生的一个问题是，该时钟信号的精度难于维持同步网络，因为该时钟信号的质量不是在交接状态下或是在内部振荡器中判定的。为了避免这种情况，必须选择不同于交接状态或内部振荡器的时钟信号的另一个时钟信号。为了选择另一个时钟信号，操作员需要控制一个时钟切换单元。因此，不能迅速地消除不便。

在检测到时钟信号的关断状态时，一种警报表示信号(AIS)被加到一个相应的传输设备上。然而，由于当产生AIS时不能为同步网络保证同步，相应的网络设备经常不能准确地接收和检测AIS。其结果，是利用精度很低的时钟信号进行发送和接收操作。这导致了一个问题，即同步网络的整个的同步失败。

发明内容

本发明的一个目的，是提供用于同步网络系统的一种时钟管理方法和一种传输设备—诸如一种网络设备，它解决了同步网络的上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于同步网络系统的时钟管理方法，包括以下步骤：从多个时钟信号中选择一个主时钟信号，并利用根据该主时钟信号产生的时钟信号或单独在本地设备中产生的时钟信号，在传输设备之间进行通信；借助一个时钟切换单元，根据与多个时钟信号一起传送的质量信息，有选择地地切换和输出主时钟信号；根据该主时钟信号，通过从一个时钟发生器产生一个时钟信号，进行通信；设定一个可变阈值，该阈值用于根据与时钟信号一起传送的质量信息来判定质量水平的恶化；以及，在其中由时钟切换单元有选择地地切换并输出的时钟信号的质量水平恶化到该阈值以外的程度的情况下，发出一个警报。

另外，在其中所有多个时钟信号的质量水平都恶化到该阈值以外的程度的情况下，通信可通过利用由时钟发生器在交接状态下产生的时钟信号而得到继续进行。或者，在此状态下，通信能够以一种方式得到切换，从而采用从一个独立的时钟发生器产生的时钟信号。进一步地，当从一个外部输出端口输出的时钟信号的质量恶化的情况下，一个警报表示信号(AIS)能够与同步网络系统的时钟信号同步地被送出。另外，多种类型的单元得到设置，且单元的类型得到标明，从而使与一种具体的单元类型相应的一个时钟信号能够被送出。例如，可以根据单元类型，作为时钟信号的类型，送出一个模拟时钟信号或一个数字时钟信号。

另外，在其中由与多个时钟信号一起传送的质量信息表示的所有质量水平都恶化到一个阈值以外的程度，一个恶化的时钟信号、一个警报表示信号(AIS)或其他控制信号可以从该外部输出端口有选择地地得到输出。另外，来自外部输出端口的警报表示信号(AIS)能够与网络上的时钟信号同步地被送出。进一步地，在其中传输设备具有通过改变时钟信号的质量信息而送出的功能的情况下，如果从线路的一侧接收和提取的时钟信号的质量信息与从另一侧接收和提取的时钟信号的质量信息符合，或者如果从线路的另一侧接收和提取的时钟信号的质量信息与被送出到另一线路的时钟信号的质量信息相符合，则一种闭环状态得到判定且一个“不要使用”消息DUS与该信号一起被送出。另外，切换保护的有效/无效状态可得到设定，且在有效状态下，切换至原来的时钟信号的处理，只有警报之后的复原时间的切换保护时间内没有产生新的警报的情况下，才能够被包括。

根据本发明的第二个方面，提供同步网络系统的一种传输设备，其中从多个时钟信号中选出一个主时钟信号，且由根据该主时钟信号产生的时钟信号，或由只在自己的传输设备中产生的时钟信号，执行通信，该设备包括：一个时钟切换单元，用于切换多个时钟信号并把一个主时钟信号加到一个时钟发生器上；一个同步管理表，用于根据与时钟信号一起传送的质量信息，设定一个质量水平阈值；以及，一个质量判定处理单元，用于监测由时钟切换单元有选择地地切换和输出的时钟信号的质量水平，并以这样的方式控制时钟切换单元一即当主导时钟信号恶化到同步管理表设定的质量水平阈值以外的程度时切换到另一时钟信号。

该系统还可包括质量控制表，用于把接收和提取的时钟信号的质量信息转换成一种质量水平并将其与在质量判定处理单元中的一个质量水平阈值相比较。该同步管理表可具有用于在为受到选择的时钟信号产生了一个警报之后的复原时间中设定切换保护的有效/无效区域。另外，该系统具有一种配置，其中从一条线路接收和提取并被改变到被送至另一线路的时钟信号的质量信息的一个时钟信号的质量信息，被与从该另一线路接收和提取的时钟信号的质量信息相比较。在其中两种质量信息相同的情况下，环被判定为闭合的，且附有“不要使用”(DUS)消息的一种时钟信号被送到该另一线路。

附图说明

本发明的上述目的和特征，通过以下结合附图对最佳实施例所进行的描述，将变得更为明显。在附图中：

图1用于说明根据本发明的一个实施例的在一个SDH网络系统中的网络设备的基本部分；

图2用于说明由图1所示的网络设备发送或接收的一个包中的段开销；

图3用于说明该包的帧格式；

图4用于说明架之间的时钟信号，作为图1所示的网络设备中的发送/接收单元的例子；

图5用于说明图1所示的网络设备中的同步管理表；

图6用于说明图1所示的网络设备中的质量控制表；

图7是根据本发明的一个实施例的时钟质量恶化判定处理的流程图；

图8用于说明根据本发明的一个实施例的一种自动单元识别处理，该处理用于识别图4所示的架的槽中的一个单元的类型；

图9用于说明识别该单元类型所用的控制的相应内容和单元码；

图10用于说明图8所示的一种控制I/O区；

图11是流程图，用于说明根据单元类型的识别的同步/异步AIS传输判定处理；

图12用于说明根据本发明的另一实施例的虚拟SSM；

图13是流程图，用于说明图12所示的虚拟SSM中的闭环判定处理；

图14用于说明根据本发明的又一实施例的时钟切换保护处理；

图15用于说明依赖于保护时间是否有效的时钟切换时序；

图16用于说明现有技术的基本部分。

具体实施方式

在描述本发明之前，先结合图16描述现有技术。

图16用于说明传统的网络设备的基本部分。标号51和52表示了发送/接收单元，标号53表示外部时钟源，标号54表示一个时钟发生器，且标号55表示一个时钟切换单元。这些部件构成了与同步网络系统中的网络设备(NE)的时钟信号有关的基本部分。发送/接收单元51和52适合于通过同步网络从接收数据提取时钟信号并将其输入到时钟切换单元55。在其中节点通过例如光传输通路连接且一个光信号得到发送的情况下，包括图16中所示的NE的各个节点中的发送/接收单元把接收的光信号转换成电信号，以提取时钟信号分量。

时钟发生器54具有相位同步电路即锁相环(PLL)电路的配置，用于与有选择地地切换并由时钟切换单元55输出的时钟信号同步地产生一个时钟信号。当有选择地地切换和输出的时钟信号被关断时，时钟发生器54实现一种交接功能，以便以刚好在前的相位产生一种时钟信号，或者实现一种用于产生一种内部时钟信号的功能一该内部时钟信号是与被有选择地切换和输出的时钟信号独立地产生的。这种时钟发生器54的输出时钟信号被提供给发送/接收单元51或52，后者与输入的时钟信号同步地把一种光信号送到一条光传输通路。因此，能够在同步网络中进行同步数据发送和接收。

另一方面，时钟切换单元55受到操作员的预置，以从由发送/接收单元51或52接收和提取的时钟信号或来自外部时钟源53的时钟信号选择一个时钟信号，并将选定的时钟信号作为主时钟信号输入到时钟发生器54。当选定的时钟信号被关断时，时钟发生器54在交接状态下继续产生时钟信号，或者由一个内部振荡器产生内部时钟信号。因此，当选定的内部时钟信号被关断以产生一个警报信号等时，操作员必须控制时钟切换单元55，以选择保持状态下的时钟信号或由内部振荡器产生的时钟信号，以将其输入到时钟发生器54。

上述传统的网络设备具有以上描述的问题。

图1用于说明根据本发明的一个实施例的传输设备的基本部分。在图1中，标号1和2表示一个发送/接收单元，标号3表示一个外部时钟源，标号4表示一个时钟发生器，标号5表示一个时钟切换单元，标号6表示一个质量判定处理单元，标号7表示一个同步管理表，且标号8表示一个质量控制表。这些部件是同步网络系统中的传输设备的基本部分。以下，传输设备被称为网络设备。

在这种同步网络系统中，提出了用于发送和接收时钟信号的质量信息的装置。质量判定处理单元6，参照同步管理表7和质量控制表8，根据时钟信号的质量信息，控制时钟切换单元5。也可以包括用于在检测到时钟信号的恶化时借助消息、光、声音等来通知操作员，以借助质量判定处理单元6来控制时钟切换单元5的配置。

图2用于说明由图1所示的网络设备发送或接收的SDH(同步数字层级结构)包的STM-1(同步传送模式1级)的段开销。在图2中，标号A1和A2表示帧同步字节，标号C1表示一个识别字节，标号B1表示一个段错误监测字节，标号E1表示一个联络线通道字节，标号F1表示一个故障指明字节，标号D1至D3表示用于一个中继段的数据通信字节，标号B2表示一个线路错误监测字节，标号K1表示一个切换控制字节，标号K2表示一个状态传送字节，标号D4至D12表示用于复用段的数据通信字节，标号S1和S2表示用于时钟质量信息等的传送字节，且标号E2表示一个线路联络线通道字节。根据本发明的该实施例，时钟信号的质量信息SSMB(同步状态消息字节)通过在各个S1字节中采用四个位，而得到传送。

图3用于说明复帧配置的SDH帧的帧格式。在图3中，SMF代表了超复用帧。图3所示的SDH帧是由图1中的外部时钟源3产生的。与上述S1字节的SSMB类似的外部时钟信号的质量信息，利用位Sa4至Sa8，而得到传送。当来自外部时钟源3的时钟信号得到选择时，这种复帧配置的时钟信号的质量信息被加到例如来自外部时钟源3的时钟信号上，并被传送到图1所示的网络设备的外面。

图4用于说明作为发送/接收单元1和2的例子的架之间的时钟信号，并示意地显示了它们的架配置。在图4中，40表示一个主架，它是图1中的发送/接收单元1或2的一个例子，且41表示了一个副架—它与架40进行通信。在架40中，标号SV2H和MP2H表示了一个控制系统单元，标号HR2H表示一个光接收单元，标号HM2H表示一个时钟控制单元，标号HT2H表示一个光发送单元，且标号CL2H-1和CL2H-2表示外部时钟发送/接收单元。在架41中，标号MP2T表示一个控制单元，标号MC6A表示一个光发送/接收单元，且标号HC2T表示一个控制单元。信号在架40中的控制单元MP2H和架41中的控制单元MP2T之间进行传送。图4中的实线箭头表示了时钟信号传送的方向。单元类型由未在图4中显示但在图8中显示的控制器进行识别，并根据识别的结果而受到控制。

例如，架40中的控制系统单元MP2H识别了外部时钟发送/接收单元CL2H-2的类型。根据对单元类型识别的结果，从时钟控制单元HM2H传送到外部时钟发送/接收单元CL2H-2的时钟信号类型得到选择。在例如用于处理数字时钟信号的单元类型的情况下，数字时钟信号得到传送。

在主架40上的光接收单元HR2H接收包括时钟信号的光信号，且光发送单元H2TH发送与该时钟信号同步的光信号。一个时钟信号在外部时钟设备和外部时钟发送/接收单元CL2H-1或CL2H-2之间进行发送或接收。时钟信号也从主架40上的时钟控制单元HM2H被传送到副架41上的控制单元HC2T。与时钟信号同步地，光发送/接收单元MC6A发送和接收光信号。

如上所述，同步网络系统中的网络设备提取多个时钟信号，并根据通过图2中所示的SOH中的S1字节或图3所示的SDH复帧中的Sa4至Sa8位而传送的时钟信号的质量信息，有选择地地采用具有良好质量的时钟信号。为了选择具有良好质量的时钟信号，用于选择一个接收时钟信号和一个发送时钟信号的的优先级，经在图中未显示的一个时钟清单中的的一个指令进行登记。另外，各个时钟信号的质量水平的一个阈值，根据时钟信号质量信息，被置于同步管理表7中。由于操作员能够在同步管理表7中设定任意的值作为质量水平的阈值，质量水平的阈值是可变的。在时钟清单的顺序中，作为一个例子，由发送/接收单元1接收和提取的一个时钟信号可带有第一优先级PRI1，由发送/接收单元2接收和提取的一个时钟信号可带有第二优先级PRI2，且来自外部时钟源3的时钟信号可带有第三优先级PRI3。

根据在时钟清单中的优先级，把基于具有优先级PRI1的有选择地切换和从时钟切换单元5输出的时钟信号的质量信息，与置于同步管理表7中的阈值质量水平进行比较。对于质量水平恶化成超过该可变阈值水平的时钟信号，时钟切换单元5以这样的方式受到控制，即它有选择地地切换并输出具有登记在时钟清单中的下一个优先级PRI2的时钟信号。另一方面，在其中具有优先级PRI1至PRI3的所有时钟信号的质量水平都恶化至超过设定的质量水平阈值的情况下，时钟发生器4根据其中具有刚好在前的相位的时钟信号得到产生的交接状态，产生一个时钟信号，或者一个内装的振荡器独立地产生一个时钟信号。

如图5所示，同步管理表7包括一个同步消息SYNCMSG、一个回复控制RVRTV、一个交接/内部时钟自动获取STIMR、用于2.4GHz光信号的时钟信号的虚拟同步消息GP1CODE和GP2CODE、用于2MHz的模拟外部时钟信号的初级和次级虚拟同步消息HZCODE-P和HZCODE-S、用于数字外部时钟信号(2M位、SSM适配的2M位)的初级和次级虚拟同步消息BITCODE-P和BITCODE-S、用于同步的时钟信号的质量水平阈值QLTHMCLK、将要从网络设备送出的输出时钟信号的质量QLTHOUT、以及切换保护时间ERRFREE。

当同步消息SYNCMSG是表示“是”的“Y”时，图6所示的质量管理表中的一个四位的同步状态消息字节(SSMB)与质量水平相对应。SSMB被包括在图2所示的SOH的S1字节中。

当SYNCMSG是表示“否”的“N”时，SSMB不与质量水平对应。即，接收的SOH中的S1字节被忽略。

当回复控制RVRTV是表示“是”的“Y”时，执行操作的回复模式，其中时钟信号在采用具有较高优先级的系统中的故障被复原之后，从具有较低优先级的时钟信号被改变成具有较高优先级的时钟信号。

当回复控制RVRTV是表示“否”的“N”时，这种不执行操作的逆转模式。

当交接/内部时钟自动获取STIMR是表示STIMR有效的“Y”时，在交接状态下的时钟信号或在自己的网络设备下产生的内部时钟信号被回复到网络中的时钟信号。当STIMR无效时，不执行上述回复模式的操作。

当虚拟同步消息GP1CODE或GP2CODE具有诸如4位码xxxx的某些码时，网络设备忽略分别沿着一行或沿着另一行的接收信号中的S1字节。当GP1CODE或GP2CODE被置于表示“否”的“N”时，网络设备使用分别沿着一行或沿着另一行的接收信号中的接收信号中的S1字节。

当模拟时钟信号得到采用时，维护操作员把HZCODE-P或HZCODE-S设定为由例如代表模拟时钟信号的质量水平的四个位构成的码。

当BITCODE-P或BITCODE-S被设定成具有例如4位编码xxxx时，接收的Sa4-Sa8码被忽略，且设定的码xxxx被用作数字时钟信号的质量水平。当BITCODE-P或BITCODE-S被置于表示“否”的“N”时，接收的Sa4-Sa8码被用作时钟信号的质量水平。

根据本发明的一个实施例，提供了质量水平阈值QLTHMCLK。质量水平阈值QLTHMCLK由操作员设定成具有例如4位的码。当接收的时钟信号的质量水平低于QLTHMCLK时，产生了一个警报。

QLTHOUT的质量是从网络设备输出的时钟信号的质量水平。

当切换保护时间ERRFREE被设定为“Y”时，一个切换保护时间是有效的，从而在故障复原之后的一个预定保护时间之后执行回复处理。

当ERRFREE被置于“N”时，不执行切换保护。

图6用于说明质量控制表8，其中显示的各个S1字节的同步状态消息字节(SSMB)的四个位对应于质量水平QL。例如，SSMB0000表示质量水平QL＝2，SSMB0001表示质量水平QL6。质量水平越小，质量越好。另一方面，SSMB1111表示禁止使用该时钟信号。

现在简要地说明图1所示的网络设备的操作，同步时钟信号的质量阈值QLTHMCLK、将要送出网络设备的时钟信号的质量QLTHOUT、以及切换保护时间ERRFREE有效/无效被置于同步管理表7中。质量判定处理单元6把根据时钟清单选出的时钟信号的质量水平与置于同步管理表7中的质量水平阈值QLTHMCLK进行比较，且在其中QLTHMCLK的质量水平QL小于选定的时钟信号TMG的质量水平QL的情况下，判定主时钟信号的质量恶化了。另一方面，在其中质量水平QLTHOUT小于正在送出的时钟信号TMGOUT的质量水平QL的情况下，质量判定处理单元6判定发送时钟信号的质量恶化了。通过以此方式来判定质量恶化，时钟切换单元5以这样的方式受到控制，即参照时钟清单把时钟信号切换到具有下一个优先级的一个时钟信号。

因此，在其中时钟信号的质量恶化的情况下，时钟信号能够被自动且迅速地切换到多个时钟信号中具有下一个优先级的一个时钟信号。因而通信能够在同步网络系统中的时钟信号的高质量得到保持的情况下得到继续。另外，当主时钟信号的质量被判定为发生恶化时，操作员能够得到警告。其结果，操作员能够在系统被改变到交接状态之前识别时钟信号的恶化。

图7是质量判定处理单元6执行的时钟质量恶化判定处理的流程图。在图7中，在步骤A1，图5所示的同步管理表7中的SYNCMSG得到读取，以判定接收的S1字节是否有效。如果SYNCMSG是“Y”，接收的S1字节是有效的，因而接收的S1字节被确定为有效的同步状态消息字节(SSSB)。如果SYNCMSG是“N”，设定在表7中的值是有效的，因而HZCODE-P、HZCODE-S、或BITCODE-S被读出并被确定为有效的SSSB。

随后，在步骤A2，QLTHMCLK的值被从图5所示的表7读出。

随后，在步骤A3，有效的SSSB参照图6所示的质量管理表8，被转换成质量水平QL。

在步骤A4，与选定的时钟信号相应的有效SSMB的质量水平QL，和图5所示的同步管理表7中设定的质量阈值QLTHMCLK相比较。当与选定时钟信号相应的有效SSMB的质量水平QL的数值小于QLTHMCLK的数值时，即当有效SSMB的质量高于阈值时，在在步骤A5，选定的时钟信号被判定为优越的。

当有效SSMB的质量水平QL的数值大于QLTHMCLK的数值时，即当有效SSMB的质量低于阈值时，选定的时钟信号在步骤A6被判定为低劣的，因而在步骤A7通知质量的恶化和外部输出端口控制。根据判定的结果，时钟切换单元5以这样的方式受到控制，即参照时钟清单把时钟信号切换到具有下一个优先级的一个时钟信号。

图8用于说明在图4所示的架之一中的自动单元识别处理。如图4所示，该架包括多个单元SV2H、MP2H、HR2H、……CL2H-1、以及CL2H-2。各个单元的类型是多种类型之一。例如，发送/接收单元CL2H21是三种类型中的一种。为了识别单元的类型，在单元CL2H21的一个组件I/O区22中提供了一个单元编码。

另一方面，在时钟控制单元HM2H23的一个控制I/O区中，存储有与发送/接收单元CL2H21的类型相应的AIS控制的内容。

当有效的SSMB得到判定时，控制单元MP2H中的控制任务20从组件I/O区22读取单元编码，并根据读取的单元编码，控制控制I/O区24，以输出一种相应的AIS以停止该输出。

图9用于说明在读取的单元编码与I/O区24的控制的内容之间的关系。例如，单元编码为71的单元，在质量好时，采用了2MHz的正弦波时钟信号(模拟时钟信号)，如“送出2MHz”所示，而另一方面在质量恶化的情况下，该时钟信号的输出被停止。另外，单元编码为72的单元在质量好时采用了2MHz的数字时钟信号，如“送出2MBIT”所示，且另一方面在质量恶化时异步AIS被送出。单元编码为73的单元在质量好时采用了与SSMB相应的2MHz数字时钟信号，如“送出2MBITSSMB”所表示的，而在质量恶化的情况下，异步/同步AIS被送出。

例如，在图8中，控制任务20读取单元编码71至73中的一个，从而自动识别将要被安装的单元使用的时钟信号的类型。例如当单元编码为71的单元被识别为将要被安装时，且当质量恶化时，输出被停止且AIS不被送出，如从图9所示的表中可见的。另一方面，在单元编码为73的单元被安装的情况下，且当质量恶化时，同步或异步AIS被送出。

图10用于说明控制单元MP2H23的控制I/O区24中的时钟相关操作的控制。如图10所示，控制I/O区24包括一个控制区25，它包括一个时钟源控制I/O区27和一个AIS插入控制I/O区28。另外，控制I/O区24还包括一个预备区26—它包括一个时钟源控制I/O区29。

控制区25包括一个时钟源控制I/O区27，用于控制作为时钟类型的从线路接收和提取的第一时钟信号(LINE)、来自外部时钟源3的第二时钟信号(EXTERNAL)、处于交接状态的一个第三时钟信号(HOLD OVER)、或来自一个内部时钟发生器的一个第四时钟信号(INTERNAL)。另一方面，预备区26，根据时钟源控制I/O区29中的内容，选择第一和第二时钟信号的一个初级或次级信号。

当通过选择预备区26的时钟源控制I/O区29中的内部时钟发生器并通过控制控制区25中的AIS插入控制I/O区28时，异步AIS将要被发送。

另一方面，当同步AIS将要被送出时，发送时钟信号TMGOUT的时钟源得到选择，且预备区26中的时钟源控制I/O区29得到控制，控制区25中的时钟源控制I/O区27得到控制，且随后当单元编码的识别结果表明输出同步AIS时外部输出端口单元的控制区25中的AIS插入控制I/O区28得到控制。

图11是当单元编码是73时同步/异步AIS发送确定处理的流程图。在步骤B1，AIS被确定为将要被送出。随后，在步骤B2，判定AIS发送是否是由于时钟信号的恶化。在其中不涉及时钟信号的质量恶化的情况下，异步AIS在步骤B5被送出。另一方面在其中时钟信号质量恶化的情况下，由控制任务20(图8)判定外部时钟发送/接收单元CL2H(图4和8)的单元编码是否“73”(图9)。在单元编码是“72”而非“73”的情况下，异步AIS在步骤B5被送出。另一方面在其中单元编码是“73”的情况下，同步AIS在步骤B4被送出。换言之，控制任务20读取外部时钟发送/接收单元CL2H的单元编码，且在单元编码是“73”的情况下，控制受到控制AIS的时钟控制单元HM2H的I/O区24并送出同步AIS。

图12用于说明根据本发明的另一实施例的虚拟同步状态消息(SSM)。在包括网络设备(NE#A，NE#B)31和32的同步网络系统中，网络设备31中的时钟发生器34通过选择来自一个外部时钟源30的时钟信号，产生一个时钟信号，同时网络设备32中的一个时钟发生器35通过选择来自一个外部时钟校正单元(SSU)33的时钟信号而产生一个时钟信号。随后，该时钟信号沿着由箭头表示的路径被发送。SSM#A至SSM#D表示由图2所示的段开销的S1字节表示的时钟信号的质量信息。

该时钟信号在通过同步网络系统传送时发生恶化。为了防止这种恶化，在同步网络系统中以预定的传送距离间隔设置了多个外部时钟校正单元。在图12中，为了简化，只显示了一个外部时钟校正单元33。各个外部时钟校正单元33，通过提取时钟信号并反复地定时进行，阻止了时钟信号的恶化。网络设备32中的一个质量信息改变单元36具有用上述S1字节添加或改变时钟信号的质量信息的功能。以这种方式利用质量信息改变单元36的一个系统被称为虚拟SSM。

在上述同步网络系统中，假定在外部时钟源30中发生了故障。则网络设备31的时钟发生器34产生交接状态的一个时钟信号，或选择来自网络设备32的时钟信号。随后，该时钟信号通过依次包括时钟发生器34、外部时钟校正单元33、时钟发生器35和时钟发生器34的一个环，而得到传送。在此情况下，虽然有外部时钟校正单元33，时钟信号不是根据来自高度精确的外部时钟源30的时钟信号而产生的，因而时钟信号的质量发生了恶化。

考虑这种情况，在网络设备32的一侧的线路即从网络设备31的输出线路接收和提取的时钟信号的质量信息SSM#A，被与从网络设备32的另一侧的线路即从外部时钟校正单元33的输出线路接收和提取的时钟信号的质量信息SSM#C相比较。如果SSM#A＝SSM#C，则规则规定例如由图6中的SSMB1111表示的“不要使用”消息DUS，作为时钟信号的质量信息SSM#D，被送到在一侧上的线路上。

在质量信息没有被附在从该线路接收和提取的时钟信号上的情况下，质量信息改变单元36能够添加它，或者质量信息改变单元36能够在质量信息被添加的情况下改变时钟信号的质量信息。在虚拟SSM通过使用质量信息改变单元36的功能而被设定的情况下，从网络设备32的一侧的线路接收和提取的时钟信号的质量信息SSM#A被改变到例如SSM#B，并被送到外部时钟校正单元33。在此情况下，SSM#B≠SSM#A。因此即使在SSM#B＝SSMC时，SSM#A≠SSM#C，且根据前述规则设定的条件不能得到满足。因此，发生了一个问题，即即使在闭环状态下，由于外部时钟源30中的故障，“不要使用”消息DUS也没有被送出。

考虑到这种情况，根据本发明的一个实施例，附在在网络设备32的外部时钟校正单元33一侧送出的时钟信号上的质量信息SSM#B和与从外部时钟校正单元33侧的线路接收和提取的时钟信号的质量信息SSM#C相比较。如果SSM#B＝SSM#C，则时钟信号的质量信息SSM#D作为一个“不要使用”消息DUS而被送出。其结果，能够避免在其他情况下由于外部时钟源30的故障而可能发生的闭环状态。

具体地说，在通过由质量信息改变单元36改变时钟信号的质量信息而送出虚拟SSM中，如果例如从网络设备32的一侧的线路接收和提取的时钟信号的质量信息SSM#A与在另一侧的线路接收和提取的时钟信号的质量信息SSM#C相同的情况下(即在图6的质量控制表中所示的SSM码相同的情况下)，且如果送出至另一侧的线路的时钟信号的质量信息SSM#B与从传输设备32的另一侧上的线路接收和提取的时钟信号的质量信息SSM#C相同，则“不要使用”消息(DUS)作为时钟信号的质量信息SSM#D而被附上，并被送出在网络设备32的一侧上的线路上。

图13是流程图，用于说明网络设备32中的闭环判定处理。在图12的虚拟SSM中，在步骤C1，时钟信号受到监测。在步骤C2，根据是否附了“不要使用”消息DUS，判定接收的时钟信号是有效还是无效。在时钟信号无效的情况下，在步骤C10它作为一个无效时钟信号而得到处理。另一方面在时钟信号有效的情况下，根据图5所示的表中的SYNCMSG，判定同步状态消息(SSM)是否有效(C3)。如果SSM有效，执行用于读取SSM的处理(C4)，且判定虚拟SSM是否有效(C5)，即在图12的情况下，判定是否有SSM#B≠SSM#C。

在虚拟SSM无效的情况下，即如果SSMB＝SSMC，判定该线路是否被被选择用于主时钟信号TMG(通过发送通路从接收信号提取的时钟信号)(C6)，且在该线路被如此地选择的情况下，判定该线路是否被选择用于TMG时钟信号(C7)。如果该线路被如此选择，判定是否处于闭环状态，且一个“不要使用”消息DUS被送出(C8)。如果该线路未被如此选择，则虚拟SSM被送出(C9)。

若在步骤C3对SSM的有效性进行的判定是否定的，则判定该虚拟SSM是有效还是无效(C11)。如果它是无效，处理由于无效的SSM而被终止(C13)。如果SSM是有效的，若在步骤C5对虚拟SSM的有效性进行的判定是肯定的，或者若在步骤C6线路未被选择用于TMG，则处理在不进行闭环检查的情况下被终止。

图14是流程图，用于说明根据本发明的再一个实施例的时钟切换保护处理。在图14中，当有选择地地切换和从时钟切换单元5输出的时钟信号的质量水平QL恶化或者当时钟信号被关断时，生成一个警报ALM(E1)。当警报ALM随后被复原时(E2)，判定保护功能是有效还是无效(E3)。具体地，用于控制时钟切换单元5的质量判定处理单元6判定切换保护时间ERRFREE(Y/N)在同步管理表7中是被设定为有效(Y)还是无效(N)(图1和5)。

在切换保护时间ERRFREE被设定为无效的情况下，时钟切换处理通过警报ALM的复原而得到进行(E7)。另一方面，如果ERRFREE被设定为有效，在警报ALM复原之后的状态受到监测(E4)，且判定是否新产生了警报ALM(E5)。若新产生了警报ALM，处理进行到步骤E2，而如果没有新的警报ALM产生，判定保护时间是否被超过(E6)。如果保护时间没有被超过，处理进行到步骤E4，而如果它被超过，则表明切换保护时间已经过去，因而时钟切换处理得到执行(E7)。

图15是用于说明时钟切换保护时序的时序图。在以上结合图14描述的时钟切换保护处理中，图15中的(A)表示切换保护时间ERRFREE被设定为无效，且图15中的(B)表示ERRFREE被设定为有效。标号PRI1至PRI3表示了优先级1至3的顺序。例如，在线路1、线路2(图1中的发送/接收单元1、2)和外部时钟源3依次在时钟清单中被设定为PRI1至PRI3的情况下，假定它们是按照质量水平QL下降的顺序被如此设定的。因而一般地，已经被设定为质量水平QL最高的PRI1的时钟信号被有选择地切换和输出。

在其中ERRFREE无效的图15的(A)中，假定PRI1的时钟信号得到选择且一个警报ALM得到产生，因而时钟信号不能被提取。考虑到硬件特性，时钟信号在例如500ms过去之后，被切换至被设定为下一个质量水平QL的PRI2。具体地，质量判定处理单元6，在检测到警报ALM时，以这样的方式控制时钟切换单元5，即时钟信号参照未显示的时钟清单、同步管理表7和质量控制表8，而被切换到时钟清单中登记的下一个选择PRI2。

一旦警报ALM被复原且可以提取时钟信号，质量判定处理单元6控制时钟切换单元5，从而把时钟信号切换到PRI1。类似地，在下一个警报ALM产生时，PRI1的时钟信号被切换到PRI2的时钟信号。当这种警报ALM被复原时，时钟信号重新被切换到PRI1。在其中在有选择地地切换和输出PRI2的时钟信号时为PRI2的时钟信号发出警报ALM的情况下，时钟信号被切换到PRI3—它是下一个选择，因为PRI1和PRI2的时钟信号都处于警报ALM状态。

在图15B的(B)中，如上所述，切换保护时间ERRFREE被设定为有效。在其中警报ALM被产生且不能在选择PRI1的时钟信号期间提取时钟信号的情况下，如在前述情况下那样，时钟信号在例如500ms过去之后被切换至下一个质量水平QL的PRI2。一旦警报ALM被复原和可以提取时钟信号，质量判定处理单元6识别同步管理表7的切换保护时间ERRFREE被设定为有效，并在例如30秒的切换保护时间中监测是否发出了新的警报ALM。该图显示了其中在少于30秒的时间中发出了新的警报ALM的情况，因而对PRI2的时钟信号的选择得到继续。

在这种新警报ALM产生之后的复原下，如在前述情况中那样，监测在作为切换保护时间的30秒中是否产生了新的警报AL，且如果在切换保护时间的30秒中未产生新的警报ALM，则质量判定处理单元6控制时钟切换单元5以重新把时钟信号切换到PRI1。其结果，能够在其中警报ALM的产生和复原反复进行的不稳定的发送通路避免时钟信号的无用的切换控制。

本发明不限于上述实施例，而是可被应用于对其的各种修正和添加。例如在切换时钟信号或送出AIS时，可以添加一个用于通知操作员的配置。另外，在同步管理表7中设定的质量水平阈值可在考虑到系统特性等的情况下任意地选择。

从前述描述可见，根据本发明，根据与多个时钟信号一起传送的质量信息，可选择和输出一个主时钟信号。同时，在从该主时钟信号的质量信息导出的质量水平恶化到超出一个阈值的程度，能够通过向操作员发出警报而使其得到警告。在由于与多个时钟信号一起传送的质量信息的所有质量水平都恶化到超出一个阈值的程度时，通信可利用处于交接状态的一个时钟信号，或者从本地系统中的时钟发生器产生的时钟信号，而得到进行。因而，即使当来自外部源的时钟信号的质量恶化时，通信也可得到继续。

另外，通过识别配置成传输设备的单元的类型并通过根据该单元类型控制切换时钟信号的类型，时钟信号的质量恶化或单元的故障能够方便地得到克服，同时通过与单元类型相应地切换和控制时钟信号类型，操作员的负担能够得到减小。进一步地，通过设定切换保护，能够避免由于在警报产生或复原时时钟切换单元5的时钟信号的切换控制引起的不稳定状态。

另一方面，在虚拟SSM得到选择的情况下，从线路的另一侧即在外部时钟校正单元侧接收和提取的时钟信号的质量信息，被与送出到在同一侧上的线路上的时钟信号的质量信息相比较，从而判定闭环状态。以此方式，同步网络系统中的时钟信号的质量能够得到保持。

Claims (15)

1.一种用于包括多个传输设备的同步网络系统的时钟管理方法，各个所述传输设备从多个时钟信号选择一个主时钟信号并利用根据所述主时钟信号产生的一个时钟信号或利用在该传输设备自身中产生的一个时钟信号进行与其他所述传输设备的通信，该方法包括以下步骤：

根据与多个所述时钟信号一起传送的质量信息，借助一个时钟切换单元，有选择地切换和输出所述主时钟信号；

根据所述质量信息，设定一个用于质量水平恶化判定的可变阈值；以及

当所述时钟切换单元有选择地切换和输出的时钟信号的质量水平恶化到超过所述阈值的程度时发出一个警报。

2.根据权利要求1的用于同步网络系统的时钟管理方法，

进一步包括在与多个所述时钟信号一起传送的所有质量信息表明质量恶化到超过所述设定的质量水平阈值的程度的情况下，利用与刚好在前的相位同步产生的、处于交接状态的时钟信号借助所述传输设备继续进行通信的步骤。

3.根据权利要求1的用于同步网络系统的时钟管理方法，

进一步包括在与多个所述时钟信号一起传送的所有质量信息表明质量恶化到超过所述设定的质量水平阈值的程度的情况下，利用从所述传输设备中的一个独立时钟发生器产生的时钟信号借助所述传输设备进行通信的步骤。

4.根据权利要求1至3中的任何一项的用于同步网络系统的时钟管理方法，包括以下步骤：

把与多个所述时钟信号一起传送的质量信息转换成一个质量水平；

把所述质量水平与所述设定的质量水平阈值进行比较；以及

当所述比较的结果表明由所述时钟切换单元有选择地切换和输出的时钟信号的质量发生恶化时发出一个警报。

5.根据权利要求1的用于同步网络系统的时钟管理方法，包括以下步骤：

当从所述传输设备的外部输出端口输出的时钟信号的质量发生恶化时，发出与同步网络系统的时钟信号同步的警报表示信号。

6.根据权利要求1的用于同步网络系统的时钟管理方法，

其中所述传输设备包括多种类型的单元；

所述方法进一步包括识别单元的类型并有选择地输出其类型与所述单元的类型相对应的时钟信号的步骤。

7.根据权利要求1的用于同步网络系统的时钟管理方法，进一步包括在根据与多个所述时钟信号一起传送的质量信息的所有质量水平都恶化到超过所述设定质量水平阈值的程度的情况下有选择地控制一个恶化的时钟信号、一个警报表示信号或其他控制信号是否从所述传输设备的一个外部输出端口被送出的步骤。

8.根据权利要求7的用于同步网络系统的时钟管理方法，

进一步包括当根据与多个所述时钟信号一起传送的质量信息的质量水平都表示该质量恶化到超过所述设定质量水平阈值时与网络上的时钟信号同步地从所述传输设备的外部输出端口发出一个警报表示信号的步骤。

9.根据权利要求1的用于同步网络系统的时钟管理方法，

其中所述改变和送出在所述传输设备中接收和提取的时钟信号的质量信息的所述步骤包括以下子步骤：在从所述传输设备的一侧的所述线路接收和提取的时钟信号的质量信息与在所述传输设备的另一侧的线路接收和提取的时钟信号的质量信息相同的情况下，和在送出到所述传输设备的所述另一侧的线路的时钟信号的质量信息与从所述传输设备的所述一侧的线路接收和提取的时钟信号的质量信息相同的情况下，把一个时钟信号与一个“不要使用”消息一起送出到所述传输设备的一侧的线路上。

10.根据权利要求1的用于同步网络系统的时钟管理方法，进一步包括以下步骤：

在由所述时钟切换单元有选择地切换和输出的时钟信号的一个警报之后的复原时间判定一个切换保护是有效还是无效，在该切换保护被设定为无效时立即切换到原来的时钟信号，并在切换保护被设定为有效时只在切换保护时间中未产生新的警报的情况下切换到原来的时钟信号。

11.一种用于同步网络系统的传输设备，用于从多个时钟信号中选出一个主时钟信号，并通过选择根据所述主时钟信号而产生的时钟信号和只在所述传输设备中产生的时钟信号中的一个而进行通信，所述传输设备包括：

一个时钟切换单元，用于根据与多个所述时钟信号一起传送的质量信息选择多个所述时钟信号中的一个，并将所述选定的时钟信号作为一个主时钟信号加到一个时钟发生器上；

一个同步管理表，用于设定时钟信号的质量水平的一个阈值；以及

一个质量判定处理单元，用于根据由所述时钟切换单元有选择地切换并输出的时钟信号的质量信息监测质量水平，并在质量水平恶化到超过在所述同步管理表中设定的该阈值的程度时发出一个警报。

12.根据权利要求11的用于同步网络系统传输设备，进一步包括：

一个质量控制表，用于把接收和提取的时钟信号的质量信息转换成质量水平，并把所述质量水平与设定在所述质量判定处理单元中的质量水平阈值相比较。

13.根据权利要求11的用于同步网络系统的传输设备，

其中所述同步管理表包括一个区，该区用于在为选定的时钟信号产生的警报之后的复原时把切换保护设定为有效或无效。

14.根据权利要求11或13的用于同步网络系统的传输设备，其中所述质量判定处理单元包括一个用于控制所述时钟切换单元的装置，用于只有在用于选定时钟信号的警报被产生之后，在由于在所述同步管理表中把切换保护设定为有效而使警报复原时的切换保护时间内不产生新的警报的情况下，才切换到原来的时钟。

15.根据权利要求11的用于同步网络系统的传输设备，包括：

用于改变和送出接收和提取的时钟信号的质量信息、把从所述设备的一侧的线路接收和提取的时钟信号的质量信息与从其另一侧的线路接收和提取的时钟信号的质量信息相比较、把送到所述设备的另一侧的所述线路的时钟信号的质量信息与从在所述设备的所述另一侧上的所述线路接收和提取的时钟信号的所述质量信息相比较、并在所述两个比较情况中的至少一个中所述比较的质量信息彼此相等的情况下把所述时钟信号与一个“不要使用”消息一起送到设备的所述一侧上的所述线路上的装置。

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