CN1578297A - 网络中的定时源自动同步方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种定时源的同步方法，公开了一种网络中的定时源自动同步方法，使得能够在局部网络中实现定时源的自动选择和自动保护切换。这种网络中的定时源自动同步方法包含以下步骤：A网络单元根据各可供选择定时源的定时源质量标志的取值，选择质量最好的定时源锁存，作为该网络单元各发送接口的频率基准；B若被锁存的定时源来自特定网络接口，则该网络单元向该网络接口发送非同步源标志，表示对端不应据此用作同步源；C网络单元将发向其他网络接口的定时源质量标志的取值设置为被锁存定时源的定时源质量标志的取值；D网络单元监视各定时源的状态，发现定时源物理失效或定时源质量标志发生变化时重新执行所述步骤A、B、C和D。

Description

网络中的定时源自动同步方法

技术领域

本发明涉及一种定时源的同步方法，特别涉及一种用于宽带网络或综合接入网络中的定时源同步方法。

背景技术

在基于时分多路复用(Time Division Multiplexing，简称“TDM”)技术的窄带业务中，所有的TDM网络设备都按照全网同步的时钟来进行数据传输。在宽带业务中数据的传输已经不再依赖于时钟同步，但是由于历史的原因往往还是需要在纯宽带分组技术构建的承载网络上承载窄带业务。

目前的纯宽带分组技术有很多种，例如异步传输模式(AsynchronousTransfer Mode，简称“ATM”)、网间互联协议(InternetProtocol，简称“IP”)、多协议标记交换(MultiProtocol Label Switching，简称“MPLS”)等，这些技术往往采用已经非常成熟的同步数字体系(Synchronous Optical Network，简称“SDH”)或同步光纤网络(SynchronousOptical Network，简称“SONET”)作为其物理层。因而在当前的宽带网络组网中，也可以采用传统的时钟同步方式，即使用SDH/SONET物理层来同步时钟。

在现代宽带网络中，无法实现全网的宽带网络设备的时钟同步，当局部宽带网络(如综合接入网)存在承载窄带业务的需求时，需要在所有相关的宽带设备上配置输入时钟源端口、时钟源优先级(反映时钟质量)和时钟输出信息。

在实际应用中，上述方案存在以下问题：与时钟相关的配置非常复杂，难以维护，容易出现数据配置错误后产生的时钟环路等问题；并且当前质量最高的时钟源并不一定能够成为系统的时钟源。

造成这种情况的一个主要原因在于，所有的与时钟相关的配置是人为手工设定的，而需要配置的参数比较复杂，对配置人员技术要求比较高，因此容易出错。另外目前是通过手工一级级配置每一个宽带网络设备的接口是否可以作为时钟源，同时预先固定各时钟源的优先级，但是并不关心实际的时钟质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种网络中的定时源自动同步方法，使得能够在局部网络中实现定时源的自动选择和自动保护切换。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种网络中的定时源自动同步方法，所述网络中包含至少一个不锁存其他网络接口中定时源的根节点网络单元，所述根节点网络单元本身定时源的质量在整个所述网络中最高，所述网络中不存在不包含根节点网络单元的定时链路环路，所述网络中的各网络单元通过网络接口向其他网络单元发送的段开销中包含定时源质量标志；

并且包含以下步骤：

A所述网络单元根据各可供选择定时源的定时源质量标志的取值，选择质量最好的定时源锁存，作为所述网络单元各发送接口的频率基准；

B如果所述被锁存的定时源来自一个网络接口，则所述网络单元将发向所述网络接口的段开销中定时源质量标志的取值设置为非同步源标志，以表示对端网络单元不应据此用作同步源；

C所述网络单元将发向除步骤B中所述网络接口以外的其他网络接口的段开销中定时源质量标志的取值设置为所述被锁存的定时源的定时源质量标志的取值；

D所述网络单元监视各定时源的状态，发现定时源物理失效或定时源质量标志发生变化时重新执行所述步骤A、B、C和D。

其中，所述网络是基于同步数字体系或同步光纤网络的宽带网络。

所述网络也可以是基于同步数字体系或同步光纤网络的综合接入网络。

所述定时源质量标志是同步数字体系或同步光纤网络中的同步状态消息。

所述同步状态消息是一个十六进制数字，其取值和含义如下：

2：基准主时钟；

4：转接局从时钟；

8：端局从时钟；

b：同步数字体系网络单元时钟；

f：非同步源标志，表示不应用作同步。

所述步骤D包含以下步骤：

D1所述网络单元监视各定时源的状态；

D2所述网络单元发现定时源物理失效或定时源质量标志发生变化时，比较备用定时源和现有定时源的定时源质量标志的取值，如果两者相同则不作处理，如果不同则重新执行所述步骤A、B、C和D。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，各网络单元监控各定时源的定时源质量标志的变化，在发向其他网络单元的段开销中插入定时源质量标志，并根据所述定时源质量标志的值来动态选择最佳定时源，最终使得整个网络基于最佳定时源达到时钟同步。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即网络单元可以自动基于最佳定时源达到同步状态；网络拓扑或定时源发生变化后无需手工配置，自动达到新的同步状态；避免了时钟环路的形成；定时源的选择和倒换独立于业务，所述业务包含弹性分组环(Resilient Packet Ring，简称“RPR”’)、异步传输模式(AsynchronousTransfer Mode，简称“ATM”)虚通道环(Virtual Path Ring，简称“VPRing”’)、SDH的自动保护开关(Automatic Protection Switch，简称“APS”)等。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的网络中定时源自动同步方法的流程图；

图2是一个由5个网络单元组成的网络组网形式图；

图3是一个由5个网络单元组成的网络按照调网络中定时源自动同步方法调整后的时钟传递链示意图；

图4是一个由5个网络单元组成的网络按照调网络中定时源自动同步方法调整后的另一个时钟传递链示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

网络中的定时源自动同步方法的流程如图1所示，下面以图2中的一个典型网络为例，具体说明本发明提出的网络中的定时源自动同步方法。

图2中是一个由5个网络单元11、12、13、14和15依次连接组成的基于SDH的双环网(基于SONET的网络和基于SDH的网络十分类似)，这种双环网络拓扑比较常见，例如RPR网络就是这种拓扑结构。该网络既可以是纯宽带网络，也可以是宽带业务和窄带业务混合的综合接入网络。

需要指出的是，应用本发明的方法时需要有两个前提条件：

第一个条件是网络中包含至少一个不锁存其他网络接口中定时源的根节点网络单元，并且所述根节点网络单元本身定时源的质量在整个所述网络中是最高的。这些根节点网络单元是由网络管理人员预先配置的，例如在图2所示的例子中，网络单元11就被设置为根节点网络单元。

第二个条件是所述网络中不存在不包含根节点网络单元的定时链路环路。所谓定时链路环路是指网络中若干个节点之间的定时源传递方向可以构成一个环，例如图2所示的例子就是一个由5个网络单元11、12、13、14和15构成的定时链路环路。判断一个网络是否满足第二个条件的方法是在网络定时链路拓扑中去除所有根节点网络单元，看余下的网络定时链路拓扑中是否还有环存在，如果还存在环，则说明不满足第二个条件。例如在图2所示的例子中，去除网络单元11以后，整个网络的定时链路拓扑是一根线，不构成环，因此可以满足第二个条件。

在网络单元11通过线路接口连接了一个通信楼综合定时供给系统(Building Integrated Timing Supply system，简称“BITS”)定时源，其他4个网络单元内也各自有自己的晶体钟。这些定时源都有自身的定时源质量标志，在本实施例中我们把SDH中的同步状态消息(Synchronization StatusMessages，简称“SSM”’)作为定时源质量标志，SSM由SDH段开销中的S1字节的第5至第8比特表示，对于SSM的取值，ITU-T已经作了些规定：

0：同步质量不知道

2：基准主时钟，由G.811规范，一般为铯钟；

4：转接局从时钟，由G.812规范，一般为铷钟；

8：端局从时钟，由G.812规范，一般为铷钟或晶体钟；

b：SDH网络单元时钟，由G.812规范，一般为晶体钟；

f：不应用作同步；

其余取值保留。

根据上述的规定，在本实施例中，网络单元11连接的BITS定时源的SSM值为8，其他网络单元上定时源的SSM值为b。BITS定时源的质量高于其他网络单元上的定时源。

以下说明如何在图2所示的网络中建立时钟传递链，每一个网络单元都按照图1中的流程不停地运行，因为每一个网络节点的工作原理都相同，因此我们先以网络单元11为例详细说明所述流程。

在步骤100中，网络单元根据各可供选择定时源的定时源质量标志的取值，选择质量最好的定时源锁存，作为所述网络单元各发送接口的频率基准。例如，网络单元11可以比较它能够选择的三个定时源的SSM值，即通过线路接口连接的BITS定时源的SSM，由网络单元12传递过来的定时源SSM以及由网络单元15传递过来的定时源SSM，显然BITS定时源具有更高的质量，因此网络单元11选择BITS作为定时源，加以锁存，并作为通向网络单元12和网络单元15的网络接口的频率基准。

在步骤200中，如果所述被锁存的定时源来自某一个网络接口，则所述网络单元将发向这个网络接口的定时源质量标志设置为非同步源标志，表示对端不应据此用作同步源。例如，对于网络单元11，因为其锁存的定时源来自线路接口，不是来自网络接口，因此该步骤跳过。

在步骤300中，网络单元将发向除所述特定网络接口以外的网络接口的定时源质量标志的取值设置为所述被锁存的定时源的定时源质量标志的取值。例如，网络单元11在通往网络单元12和网络单元15的链路中插入SSM＝8，表示来自网络单元11的定时源有一定的质量，可以作为局域网同步定时源的一个选择。

在步骤400中，网络单元监视各定时源的状态，发现定时源物理失效或定时源质量标志发生变化时执行步骤100，重新寻找新的最佳定时源。

例如，网络单元11在完成上述三个步骤以后，继续监视线路接口上的BITS定时源的SSM和两个网络接口上的SSM变化情况，如果这些定时源物理失效或SSM发生变化，则进入步骤100，重新执行上述的流程。

网络单元12也在执行所述流程，它也有三个定时源可选，包括其本身的晶体钟和来自网络单元11以及网络单元13的定时源。在步骤100中通过比较SSM的值，网络单元12选择网络单元11作为定时源，并锁存；在步骤200中，网络单元12在通往网络单元11的链路中插入SSM＝f，表示网络单元11不应据此用作同步源；在步骤300中，网络单元12在通往网络单元13的链路中插入SSM＝8；在步骤400中继续监视各定时源的状态。

网络单元13、网络单元14和网络单元15也在执行同样的流程，虽然它们最初选择的定时源可能不是最终选择的定时源，但是经过一段时间以后，质量最高的BITS时钟最终会成为各网络单元共同锁存的定时源，从而实现定时源的自动同步。

图3是最终生成的时钟传递链的一种形态，图中带箭头的实线表示箭头处的网络单元以来自箭尾处的网络单元的定时源为同步定时源，带箭头的虚线则表示箭头处的网络单元不应以来自箭尾处的网络单元的定时源为同步定时源。需要指出的是，由于各个网络单元处理速度的不同，最终形成的时钟传递链可能有着不同于图3的形态。例如，如果网络单元12、网络单元13和网络单元14的处理速度较快而网络单元15的处理速度较慢，可能会形成如图4所示的时钟传递链。

以上具体说明了时钟传递链的形成过程，下面详细说明定时源发生变化时，定时源自动保护切换的过程。

在形成图3所示的时钟传递链以后，如果网络单元15和网络单元14之间的连接断开，网络单元14将重新评估可选定时源，因为来自网络单元13的SSM＝f，因此只能选择网络单元14中SSM＝b的晶体钟，并在通往网络单元13的链路中插入SSM＝b。网络单元13发现来自网络单元14的SSM发生变化后，因为新变化的定时源质量不如原来的定时源质量，因此锁存的定时源不变，但是在通往网络单元14的链路中插入SSM＝8。网络单元14发现来自网络单元13的SSM发生变化后，再次执行图1所示的流程，选择来自网络单元13的定时源，并且在通往网络单元14的链路中插入SSM＝f。至此，定时源自动保护切换的过程完成。

另外需要指出的是，在步骤400中，当网络单元发现定时源物理失效或定时源质量标志发生变化时，会先比较备用定时源和现有定时源的定时源质量标志的取值，如果两者相同则不作处理，如果不同则重新执行所述步骤100。这里提到的现有定时源是指网络单元当前已经锁定的定时源，备用定时源是指其他可以选择的定时源。例如，在图3所示的时钟传递链形成以后，网络单元15的现有定时源是来自网络单元11的定时源，备用定时源是网络单元15自身线路接口上的定时源。如果网络单元15自身线路接口上也接入了SSM＝8的定时源，则因为该备用定时源和现有定时源的SSM取值一致，网络单元15不作任何处理。这样做可以避免不必要的定时源调整。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (6)

1.一种网络中的定时源自动同步方法，其中，所述网络中包含至少一个不锁存其他网络接口中定时源的根节点网络单元，所述根节点网络单元本身定时源的质量在整个所述网络中最高，所述网络中不存在不包含根节点网络单元的定时链路环路，所述网络中的各网络单元通过网络接口向其他网络单元发送的段开销中包含定时源质量标志，其特征在于，所述方法包含以下步骤：

A所述网络单元根据各可供选择定时源的定时源质量标志的取值，选择质量最好的定时源锁存，作为所述网络单元各发送接口的频率基准；

B如果所述被锁存的定时源来自一个网络接口，则所述网络单元将发向所述网络接口的段开销中定时源质量标志的取值设置为非同步源标志，以表示对端网络单元不应据此用作同步源；

C所述网络单元将发向除步骤B中所述网络接口以外的其他网络接口的段开销中定时源质量标志的取值设置为所述被锁存的定时源的定时源质量标志的取值；

D所述网络单元监视各定时源的状态，发现定时源物理失效或定时源质量标志发生变化时返回步骤A。

2.根据权利要求1所述的网络中的定时源自动同步方法，其特征在于，所述网络是基于同步数字体系或同步光纤网络的宽带网络。

3.根据权利要求1所述的网络中的定时源自动同步方法，其特征在于，所述网络是基于同步数字体系或同步光纤网络的综合接入网络。

4.根据权利要求2或3所述的网络中的定时源自动同步方法，其特征在于，所述定时源质量标志是同步数字体系或同步光纤网络中的同步状态消息。

5.根据权利要求4所述的网络中的定时源自动同步方法，其特征在于，所述同步状态消息是一个十六进制数字，其取值和含义如下：

2：基准主时钟；

4：转接局从时钟；

8：端局从时钟；

b：同步数字体系网络单元时钟；

f：非同步源标志，表示不应用作同步。

6.根据权利要求1至3中任意一条所述的网络中的定时源自动同步方法，其特征在于，所述步骤D包含以下步骤：

D1所述网络单元监视各定时源的状态；

D2所述网络单元发现定时源物理失效或定时源质量标志发生变化时，比较备用定时源和现有定时源的定时源质量标志的取值，如果两者相同则不作处理，如果不同则重新执行所述步骤A、B、C和D。

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