CN1274117C - 同步网中防止定时环路形成的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种同步网中防止定时环路形成的方法，该方法通过对现有的SSM(同步状态信息)协议进行扩展，为同步网中的同步时钟参考源增加标识字段，该标识用于标明同步时钟的来源，这样当某一同步时钟经过一个环路回到发出该同步时钟的网元时，可以方便地识别这种潜在的定时环路；本发明还基于上述思想，将复杂的组网拆分成多个子网，再通过时钟参考源标识防止在各个子网间定时环路的形成。因此，本发明的实现可以有效地避免在同步网中因同步时钟参考源的切换而生成定时环路，保证了同步网中各网元间的准确同步。

Description

同步网中防止定时环路形成的方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种同步网中防止定时环路形成的方法。

背景技术

随着网络通信技术的发展，数字网络技术也日益成熟且被广泛应用。数字网实现可靠的数据传输是以各网元间的准确同步为基础的，各网元间的同步可以使得各网元的时钟频率控制在预先确定的容差范围内，以避免在各网元的缓存器中产生信息比特的溢出和取空，导致数字流的滑动损伤，造成数据出错。

例如，对于SDH(同步数字序列)网，为了保证SDH设备的指针调整不使SDH解同步器和互联的PDH(准同步数字序列)设备性能劣化，导致无法正常地开展业务，SDH网必需要工作在同步的环境中。而且，一些业务网设备，如GSM的基站，需要SDH网为其提供高精度的时钟，这种需求同样也要求SDH网工作于同步的环境中。

为了保证SDH网中各网元间准确地同步，通常要求所有的网元时钟至少可以从两条路径获取同步时钟参考，以保证某一条用于定时的路径出现故障时，可重新配置从另一条备用定时路径获取定时；SDH网的定时基准分配是经过大量较低等级的SDH网元时钟进行的，为使各网元能够选取最高质量的同步定时路径进行定时，目前ITU-T G.781标准建议采用SSM(同步状态信息)方法来标识同步状态信息的质量，如图1所示，质量等级由高到低为G.811时钟信号(QL_PRC)、G.812转接局时钟信号(QL_SSUA)、G.812端局时钟信号(QL_SSUB)、G.813同步设备定时源信号(QL_SEC)、不应用作同步(QL_DNU)。在SDH中，该标准规定在STM-N(STM：Synchronous transfer mode，同步传送模式)帧结构中属于第一个STM-1帧的S1字节的第5至第8比特表示同步状态信息；在PDH中，ITU-T也规定PCM(Pulse Coding Modulation，脉冲编码调制)时隙奇数帧的第4至第8这5个空闲比特中的一个用作同步状态信息比特，编码规则与SDH中的S1字节相同。其中，QL_DNU表示该时钟不能用于同步参考时钟，在同步网中对于可能形成定时环路时的路径各网元发送的同步时钟质量标记为QL_DNU，如在同步时钟参考源传递方向的反向便可以使用该质量标记，这样在网元根据SSM选择定时源时，就可以避免定时环路的形成。

例如，在同步网正常工作时，如图2所示，各网元均同步于PRC(主时钟)，当PRC的同步路径出现故障后，则将PRC同步路径方向的时钟的质量标记为QL_DNU，这样在各SDH网元和G.812从时钟发生保护倒换后，如图3所示，各网元采用新的定时路径，即从时钟的定时路径，同时由于反方向同步状态信息的QL_DNU质量标记，避免了定时环路的出现。因此，上述技术可以实现定时参考源的自动倒换后，在一定程度上避免定时环路的出现。

然而，在较为复杂的组网情况下，上述技术无法避免定时环路的形成。如图4所示，在图中的环型结构同步网中，正常情况下是主BITS(通信楼定时综合供给系统)作为整个环网的同步时钟参考源，图中箭头所标注方向为时钟传递方向，由于图中的SSM按逆时针方向传递，最终在逆时针方向上，A网元将收到从B网元传递过来的SSM信息，此SSM信息其实是A网元发送的。当主BITS失效时，A网元将认为从B传递的过来的SSM可用，于是网元A跟踪B网元的时钟，但此时网元B的时钟仍然是以主BITS为同步时钟参考源的时钟。这样，最终导致了定时环路的出现，而备BITS的时钟并没有作为环网的同步时钟参考源。

定时环路的出现使得部分网元间的时钟相互锁定，导致整个同步网络无法正常地实现各网元间的同步，当然也就无法保证同步网中各网元的正常工作，这对于性能要求较高的数字网来说是不允许的。

发明内容

本发明的目的是提供一种同步网中防止定时环路形成的方法，以有效防止在较为复杂的同步网中定时环路的形成，提高同步网中实现同步的可靠性。

本发明的目的是这样实现的：一种同步网中防止定时环路形成的方法，其特征在于包括：

a、为同步网中的同步时钟参考源分别定义时钟参考源标识，并在接入了同步时钟参考源的各网元配置对应的时钟参考源标识，然后各网元在发送同步状态信息时，将自身配置的时钟参考源标识随同步状态信息一起在同步网中传递；

b、在同步网中进行主、备同步时钟参考源切换时，各网元根据接收的随同步状态信息一起传递的时钟参考源标识和同步状态信息的质量等级确定该同步状态信息是否可用，以选择正确的同步时钟参考源进行同步。

所述的时钟参考源标识承载于基于SSM(同步状态信息)协议实现的SDH网同步消息的S1字节的高4位，取值为“1～15”，且以该标识为“0”表示未定义该标识。

所述的步骤a包括：

a1、将同步网划分为多个子网，每个子网中都包含分别接入不同网元的主、备同步时钟参考源；

a2、为各个子网中的主、备同步时钟参考源分别定义时钟参考源标识，并为各个子网中的主、备同步时钟参考源接入的网元分别配置其所接入的同步时钟参考源对应的时钟参考源标识；

a3、接入同步时钟参考源的各网元向外发送携带着自身同步时钟参考源的同步状态信息时，将自身配置的时钟参考源标识随该同步状态信息一起在同步网中传递。

所述的子网为单环构成的子网。

所述的步骤b包括：

b1、在同步网中进行主、备同步时钟参考源切换时，接入同步时钟参考源的各网元判断接收的随同步状态信息一起传递的时钟参考源标识是否为该网元配置的时钟参考源标识，如果是，执行步骤b2，否则，执行步骤b3；

b2、确定该同步状态信息不可用，且该网元转为时钟保持状态，并向外发送质量等级为不可用于同步的同步状态信息；

b3、根据质量等级进一步确定该同步状态信息是否可用，如果可用，则利用该同步状态信息进行同步，否则，丢弃该同步状态信息。

所述的步骤b2还包括：接入备用同步时钟参考源的网元接收到发来的质量等级为不可用于同步的同步状态信息后，将同步状态信息倒换到备用同步时钟参考源上，并向外发送携带着备用同步时钟参考源同步时钟的同步状态信息，随同步状态信息一起传递的是备用同步时钟参考源的时钟参考源标识。

当步骤a1中所述的子网网元接入的主同步时钟参考源或备同步时钟参考源为来自于其他子网的携带有同步时钟的同步状态信息时，该方法还包括：

该网元向外发送同步状态信息时，若发送的同步状态信息中携带的是该网元连接着的其他子网传递来的同步时钟信息时，需要将随其他子网同步状态信息一起传递来的其它子网的时钟参考源标识替换为该网元所配置的时钟参考源标识，即将为该网元配置的时钟参考源标识随同步状态信息一起在此网元所在的同步子网中传递。

由上述技术方案可以看出，本发明是对现有的SSM协议进行了扩展，即为同步时钟参考源增加标识字段，该标识用于标明同步时钟的来源，这样当某一同步时钟经过一个环路回到发出该同步时钟的网元时，可以方便地识别这种潜在的定时环路，因此，本发明可以有效防止当网络中发生主备同步时钟参考源切换时定时环路的形成，以达到良好的时钟保护效果，解决了现有技术所存在的无法检测并防止多网元间形成定时环路的问题。另外，本发明还基于上述思想，将复杂的组网拆分成多个子网，然后再通过时钟参考源标识防止在各个子网间定时环路的形成。因此，本发明的实现可以有效地避免在同步网中因同步时钟参考源的切换而生成定时环路，提高了同步网的各网元间同步的可靠性。

附图说明

图1为ITUT规定的同步时钟质量等级表；

图2为现有SDH网定时过程示意图A；

图3为现有SDH网定时过程示意图B；

图4为现有的环形网定时过程示意图；

图5为本发明的具体实施流程图；

图6为本发明中环形网定时过程示意图；

图7为本发明中复杂组网中的定时过程示意图。

具体实施方式

本发明的核心是通过扩展关于同步状态信息的SSM协议解决现有技术所存在的问题，即通过使用SDH帧结构中与SSM在一起的高4个比特作为时钟参考源ID(标识)，以标识不同的同步时钟参考源的来源，时钟参考源ID将和同步状态信息一起在SDH网络中传递，这样发出该同步状态信息的网元在经过一个环路再次收到该同步时钟时，可以很简单的识别这种潜在的定时环路。本发明中定义的时钟参考源ID的另一个功能是在复杂组网情况下，靠时钟参考源ID可以将复杂组网划分为数个相互屏蔽的简单时钟子网，以在复杂组网下有效地避免定时环路的形成。

本发明的具体实施方式如图5所示，包括以下步骤：

步骤1：将同步网划分为多个子网，如将SDH网分成多个子网，每个子网包含多个网元，同时每个子网中又包含至少两个同步时钟参考源，每个同步时钟参考源分别接入子网中的不同网元，以通过接入的网元将同步时钟传递给子网中的其它网元，以实现各网元间的准确同步；

步骤2：为各子网中的每个同步时钟参考源定义时钟参考源ID，作为不同的同步时钟参考源相互区别的标识，时钟参考源ID随着网元发送的SSM(同步状态信息)一起在子网中传递，其它网元传递此同步信息。在SDH网中，使用第一个STM帧的S1字节的高4位承载时钟参考源ID，时钟参考源ID取值为1～15，并设置为当时钟参考源ID为0时，表示未定义时钟参考源ID；

步骤3：向外发送同步状态信息的子网中的网元在发送同步状态信息时，将自身接入的同步时钟参考源定义的时钟参考源ID随SSM一起发送出去；

如果某个网元是该网元所在的同步子网和另外一个同步子网交接处的网元，且另外一个同步子网传递过来的同步时钟是该网元所在同步子网的同步参考时钟源、并在该网元给此参考源配置了时钟源ID，则该网元在收到从另外一个子网发送过来的SSM同步状态消息时，抛弃该实际接收的时钟参考源ID值，替换为在该网元配置的时钟参考源ID值为准，即向外发送SSM消息时携带着该网元自身配置的时钟参考源ID；这样，可以有效地将本子网与其它子网隔离开，有效防止了子网间的时钟环路，保证了同步的准确性；

步骤4：当子网中发生主、备同步时钟参考源转换时，接入同步时钟参考源的各网元判断接收的随SSM一起传递的时钟参考源ID是否为该网元配置的时钟参考源ID，即是否是为该网元接入的同步时钟参考源定义的时钟参考源ID，如果是，执行步骤5，否则，执行步骤6；

步骤5：确定该同步时钟不可用，且该网元转为时钟保持状态，同时该网元向外发送的SSM的质量等级为不可用的SSM，表示该网元发送的同步状态信息不可用，直至备用同步时钟参考源接入的网元接收到该信息时，该网元将同步状态信息倒换到备用同步时钟参考源上，即向外发送的SSM的质量等级为可用的同步状态信息，同时随SSM一起发送的是备用同步时钟参考源的时钟参考源ID，此时，其它网元收到的该网元发送出去的同步状态信息便可以跟踪实现同步了；

步骤6：根据质量等级进一步确定该同步状态信息是否可用，如果质量等级高于本网元当前同步的时钟等级，则跟踪该同步状态信息实现同步，否则，丢弃该同步状态信息；步骤6与现有技术的实现过程相同，在此不再详述。

为了对本发作更为清楚的描述，现结合具体应用实例对本发明所述的方法作进一步阐述，参见图6，图中给出了一个典型的SDH环形子网，其中：主BITS接入网元A，主BITS引入的同步时钟参考源的时钟参考源ID为1，网元A向外发送的SSM的质量等级为G.811的时钟信号(QL_PRC)，备BITS接入网元C，其引入的同步时钟参考源的时钟参考源ID为2，向外发送的SSM的质量等级为G.812；

正常情况下整个环网中的各个网元同步于主用BITS，网中传递的关于同步状态信息的SSM也是主用BITS的SSM，即质量等级G.811，时钟参考源ID为1；

当主用BITS失效后，网元A判断由B网元传递过来SSM携带的时钟参考源ID是否为1，如果是1，则与网元A本身配置的时钟参考源ID相同，网元A确定网元B送来的同步状态信息不可用，网元A转入保持状态，并向外发出质量等级为G.813的SSM，该SSM传到与备用BITS相接的网元C时，网元C接收该质量等级为G.813的SSM后，将同步时钟倒换到更高质量等级的备用BITS上，并由网元C向两个线路方向传递质量等级为G.812的SSM，且SSM携带的时钟参考源ID为2；此时，网元A收到该SSM后，由于其携带的参考源ID为2，与网元A自身配置的时钟参考源ID不冲突，所以网元跟踪该同步状态信息，即同步于网元B，并依次往下传递质量等级为G.812的SSM，直到环网上所有的网元均同步于备用BITS，实现整个时钟主备BITS的正常可靠倒换。

通常来说实际应用的SDH网不可能是一个如图6所示的简单的环网，为了能够在SDH网中实现本发明，首先需要如步骤1所述的那样对同步网进行划分，即将同步网划分为多个子网，以节约有限的时钟参考源ID资源，如果不进行子网的划分，仅15个时钟参考源ID是无论如何也无法满足同步网络中实施本发明的需要；现结合图7对SDH网的子网的划分思想进行说明，图中所示的网络可以划分为左、右两个环形子网，两个环形子网通过两条链a、b相接，整个网中只有两个可用的同步时钟参考源，即主用BITS和备用BITS；

对于图7给出的网络，如果不进行子网的划分，而只给两路同步时钟参考源分别配置不同的时钟参考源ID，那么当两个环形子网中间的链路a、b发生故障后，右侧的环形子网中原有的来自左侧环形子网的同步状态信息将因为右侧的环形子网中网元未进行时钟参考源ID的配置而不能得到终结，从而导致在右侧的形子网中形成定时环路；

因此，为解决上述问题，必须对网络进行进一步的划分，分为两个环形子网，即左环和右环，左环使用主、备用BITS作为主、备同步时钟参考源，右环使用左环通过两个链路传递过来同步状态信息作为主、备同步时钟参考源，当两个环形子网通过多条链路相接时，则其中一个链路传递来的同步时钟作为主同步时钟参考源，其余的链路传递过来的同步时钟作为备同步时钟参考源，然后，分别为左、右两个环中使用的同步时钟参考源定义相应的时钟参考源ID，以将左环和右环在逻辑上隔离开来；同时在右环网元C上给通过链路a传递来的同步时钟配置时钟参考源ID，在网元D上给通过链路b传递来的同步时钟配置时钟参考源ID，这样，当链路a、b发生故障后，右环中由于在网元C、D分别配置有时钟参考源ID，参考前面所述的原理将不会在右环中形成定时环路；

这里右环中配置的时钟参考源ID既起到了同步时钟参考源标识的功能，也起到了子网屏蔽(即隔离左、右环)的功能：左环中的时钟参考源ID无法通过链路a、b进入右环中，而仅有SSM的质量等级能够进入右环，即当网元C或网元D接收到链路a、b传递来的SSM后，因其自身已经配置有相应的时钟参考源ID，所以网元C或网元D将抛弃SSM携带的时钟参考源ID，而将自身配置的时钟参考源ID随SSM一起重新发送出去；因此，进行子网的划分后，在右环中配置的时钟参考源ID也可以和左环中的配置的时钟参考源ID值可以相同，即重复使用时钟参考源ID码，解决了仅15个时钟参考源ID码资源不足的问题。

本发明对于复杂的组网进行子网的划分，并利用时钟参考源ID的子网屏蔽功能及时钟参考源ID的标识功能，很好地解决了现有技术所存在的易出现定时环路的问题，提高了时钟保护性能，避免了定时环路的出现。

Claims (7)

1、一种同步网中防止定时环路形成的方法，其特征在于包括：

a、为同步网中的同步时钟参考源分别定义时钟参考源标识，并在接入了同步时钟参考源的各网元配置对应的时钟参考源标识，然后各网元在发送同步状态信息时，将自身配置的时钟参考源标识随同步状态信息一起在同步网中传递；

b、在同步网中进行主、备同步时钟参考源切换时，各网元根据接收的随同步状态信息一起传递的时钟参考源标识和同步状态信息的质量等级确定该同步状态信息是否可用，以选择正确的同步时钟参考源进行同步。

2、根据权利要求1所述的同步网中防止定时环路形成的方法，其特征在于所述的时钟参考源标识承载于基于同步状态信号SSM协议实现的SDH网同步消息的S1字节的高4位，取值为“1～15”，且以该标识为“0”表示未定义该标识。

3、根据权利要求1所述的同步网中防止定时环路形成的方法，其特征在于所述的步骤a包括：

a1、将同步网划分为多个子网，每个子网中都包含分别接入不同网元的主、备同步时钟参考源；

a2、为各个子网中的主、备同步时钟参考源分别定义时钟参考源标识，并为各个子网中的主、备同步时钟参考源接入的网元分别配置其所接入的同步时钟参考源对应的时钟参考源标识；

a3、接入同步时钟参考源的各网元向外发送携带着自身同步时钟参考源的同步状态信息时，将自身配置的时钟参考源标识随该同步状态信息一起在同步网中传递。

4、根据权利要求3所述的同步网中防止定时环路形成的方法，其特征在于所述的子网为单环构成的子网。

5、根据权利要求2或3所述的同步网中防止定时环路形成的方法，其特征在于所述的步骤b包括：

b1、在同步网中进行主、备同步时钟参考源切换时，接入同步时钟参考源的各网元判断接收的随同步状态信息一起传递的时钟参考源标识是否为该网元配置的时钟参考源标识，如果是，执行步骤b2，否则，执行步骤b3；

b2、确定该同步状态信息不可用，且该网元转为时钟保持状态，并向外发送质量等级为不可用于同步的同步状态信息；

b3、根据质量等级进一步确定该同步状态信息是否可用，如果可用，则利用该同步状态信息进行同步，否则，丢弃该同步状态信息。

6、根据权利要求5所述的同步网中防止定时环路形成的方法，其特征在于所述的步骤b2还包括：接入备用同步时钟参考源的网元接收到发来的质量等级为不可用于同步的同步状态信息后，将同步状态信息倒换到备用同步时钟参考源上，并向外发送携带着备用同步时钟参考源同步时钟的同步状态信息，随同步状态信息一起传递的是备用同步时钟参考源的时钟参考源标识。

7、根据权利要求3所述的同步网中防止定时环路形成的方法，其特征在于：当步骤a1中所述的子网网元接入的主同步时钟参考源或备同步时钟参考源为来自于其他子网的携带有同步时钟的同步状态信息时，该方法还包括：

该网元向外发送同步状态信息时，若发送的同步状态信息中携带的是该网元连接着的其他子网传递来的同步时钟信息时，需要将随其他子网同步状态信息一起传递来的其它子网的时钟参考源标识替换为该网元所配置的时钟参考源标识，即将为该网元配置的时钟参考源标识随同步状态信息一起在此网元所在的同步子网中传递。

Images