CN1770701A - Mesh网中时钟跟踪的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种MESH网中时钟跟踪的实现方法。该方法包括：首先，在MESH网中，分布式网元或集中服务器根据保存的网络拓扑信息、时钟跟踪链路权重信息确定到达各时钟源网元的最短路径；并在可达的各时钟源网元提供的时钟源中确定质量最好的时钟源所在的时钟源网元，作为最佳时钟源网元；之后，分布式网元或集中服务器便将确定的到达最佳时钟源网元的路径作为时钟跟踪路径进行时钟的跟踪。本发明由于采用了利用最短路径进行时钟跟踪，并选择多个质量最佳的时钟源作为跟踪时钟，因此，本发明实现了可以抵抗时钟多点故障，保证高质量的时钟传递，避免因时钟跟踪错误导致的业务传输故障，从而提供了一种可以有效解决MESH网络中时钟跟踪问题的新的技术方案。

Description

MESH网中时钟跟踪的实现方法

技术领域

本发明涉及网络同步技术，尤其涉及一种MESH网中时钟跟踪的实现方法。

背景技术

传统的传输网络采用SSM(Synchronization Status Message，同步状态信息)协议完成时钟跟踪功能。所述的SSM用于在同步定时链路中传递定时信号的质量等级，使得SDH网和同步网中的节点时钟通过对SSM的读解获取上游时钟的信息，对本节点的时钟进行相应操作，例如跟踪、倒换或转入保持，并将该节点同步信息传递给下游。

ITU-T建议G.783要求SDH(同步数字序列)设备时钟功能结构符合图1所示。其中T1为STM-N(第N级同步传送模块)输入接口，即来自STM-N线路的信号；T2为PDH(准同步数字序列)输入接口，即来自PDH支路的信号；T3为外同步输入接口，即来自外接定时输入参考信号；SETG为同步设备定时发生器，即SDH设备时钟SEC；T4为外同步输出接口，其定时输出可直接由STM-N线路导出，也可来自SETG T0为内部定时接口。

图1中的选择器针对定时参考时钟信号优选顺序由高至低为：

1、人工强制命令，例如强制进入保持或强制倒换；

2、定时信号失效，例如LOS、AIS或OOF(LOF)；

3、SSM质量等级；

4、预置的优先级。

传统传输拓扑结构比较简单，主要为环型网和链型网结构。随着传输网络的发展，传输网络拓扑逐步发展为MESH(全网互联)网络拓扑结构，这样传统的SSM协议由于其功能的局限开始不适应传输网络的发展。

而且在网络中，要求所有的网元按照时钟跟踪情况配置相应的参考时钟源优先级表。这样必须在网络建设之初就对时钟跟踪传递情况通过手工配置进行一个良好的规划，即手工配置相应的时钟源优先级列表，以避免任意情况出现时钟互锁、高等级时钟跟踪低等级时钟的问题；同时，在网络中，还针对各网元分别配置2个参考时钟源互为保护。

从上述描述可以看出，现有的通过SSM协议实现时钟跟踪的方法存在以下缺点：

1、所有网元需要手工配置参考源优先级列表，配置过程繁琐；

2、容易出现时钟跟踪环路和高等级时钟跟踪低等级时钟的问题；

3、实现时钟跟踪需要所有网元支持SSM协议；

4、大部分网元只能配置2个参考时钟源互为保护，不能抵抗多点失效问题，即多点失效时可能导致网元无法找到跟踪的时钟源；

5、时钟传递路径较长，影响时钟跟踪效果。

因此，在MESH网络中的采用传统的SSM协议实现时钟跟踪存在较大问题，因为MESH网络中的网络拓扑复杂，且光纤断纤后网络拓扑结构无法预测，采用传统的SSM协议简单更新预配置跟踪源，存在较大可能出现时钟跟踪成环的问题。而如果时钟跟踪成环时间过长，则会导致业务出现大量指针调整或者误码，从而使业务传输质量下降。并且传统SSM协议不能实现时钟的多点保护，不能抵抗多点失效的故障。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种MESH网络中的时钟跟踪的实现方法，有效避免较为复杂的MESH网络中可能出现的时钟跟踪错误的问题，保证了MESH网络中时钟质量。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种MESH网中时钟跟踪的实现方法，包括：

A、MESH网的分布式网元或集中服务器根据保存的MESH网络的拓扑信息、链路权重信息及时钟源网元信息确定到达各时钟源网元的最短路径；

B、MESH网的分布式网元或集中服务器在各时钟源网元中确定提供质量最好的时钟源所在的时钟源网元，并作为最佳时钟源网元；

C、MESH网的分布式网元或集中服务器将确定的到达最佳时钟源网元的最短路径作为相应分布式网元的时钟跟踪路径进行时钟的跟踪。

所述的步骤A还包括：

MESH网的分布式网元或集中服务器根据光纤链路的误码、告警信息和光纤带宽信息自动更新链路权重，所述的权重用于表示用于时钟跟踪的光纤链路的质量。

所述的步骤A还包括：

在MESH网中，分布式网元或集中服务器根据获取的光纤连接邻居关系确定MESH网络的拓扑信息，同时，还获取各个分布式网元中记录的该网元所属光纤的链路权重信息，以及该网元是否为时钟源网元的信息。

所述的步骤A还包括：

MESH网中，每个分布式网元使用链路管理协议获取该网元所属光纤的光纤连接邻居关系信息，并通过扩展的链路状态路由协议扩散此光纤连接邻居信息、该网元所属光纤的链路权重信息以及该网元是否为时钟源网元的信息、该网元上的时钟源质量等级和时钟源优先级信息，从而使每个分布式网元都获得整个MESH网络的拓扑信息、链路权重信息，以及时钟源网元信息、时钟源质量等级和时钟源优先级信息；

MESH网中，集中服务器通过配置或者自动搜索方式获取每个分布式网元的光纤连接邻居关系信息，并从每个分布式网元查询获得该网元所属光纤的链路权重信息以及该网元是否为时钟源网元的信息、该网元上的时钟源质量等级和时钟源优先级信息，从而获得整个MESH网络的拓扑信息、链路权重信息，以及时钟源网元信息、时钟源质量等级和时钟源优先级信息。

所述的步骤A还包括：

在分布式MESH网中，由各个分布式网元各自计算本分布式网元到达各时钟源的最短路径；

在集中式MESH网中，由集中服务器分别计算各个分布式网元到达各时钟源的最短路径。

所述的步骤B包括：

根据时钟源的质量等级和/或时钟源优先级确定需要跟踪的时钟源网元。

所述的步骤B还包括：

在各时钟源网元质量等级不同的情况下，直接根据时钟源质量等级确定需要跟踪的时钟源网元；

在各时钟源网元质量等级相同的情况下，还需要进一步根据时钟源优先级确定需要跟踪的时钟源网元。

所述的步骤C包括：

分布式网元或集中服务器将确定的到达最佳时钟源网元的最短路径与原有的时钟跟踪路径进行比较，如果两条路径不相同，则分布式网元或集中服务器将所述确定的到达最佳时钟源网元的最短路径作为时钟跟踪路径进行时钟跟踪，否则，仍采用原有的时钟跟踪路径进行时钟跟踪。

所述的分布式网元需要与时钟源网元位于同一控制域中。

本发明中，当所述时钟源网元和分布式网元处于不同控制域中时，则所述的分布式网元可以设置为跟踪本控制域中的Speaker网元的时钟，所述的Speaker网元用于代表本控制域和其他控制域进行信息交换。

所述的MESH网中时钟跟踪的实现方法还包括：

每个分布式网元或集中服务器上还可以配置时钟跟踪路径计算定时周期，所述定时周期用于定时触发分布式网元或集中服务器定时进行时钟跟踪路径计算。

所述的MESH网中时钟跟踪的实现方法还包括：

在分布式网元上进行SSM协议处理，并输出和SSM协议相同的信息。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明由于采用了利用最短路径进行时钟跟踪，并选择多个质量最佳的时钟源作为跟踪时钟，因此，本发明实现了可以抵抗时钟多点故障，保证高质量的时钟传递，避免因时钟跟踪错误导致的业务传输故障。而且，本发明还能够避免时钟跟踪成环，并能根据时钟源质量、光纤传输质量等因素自动选择最优的时钟跟踪路径，为MESH网络提供了一种较佳的时钟跟踪方案。同时，本发明还可以自动、实时完成时钟的最佳路由的计算和更新，从而进一步有效解决了现有技术中的MESH网络中的时钟跟踪过程存在的问题。

另外，本发明中，各分布式网元实现时钟跟踪过程时，不再需要每个网元均支持SSM协议。

附图说明

图1为G.783的时钟功能结构图；

图2和图3为本发明所述的方法的流程图；

图4为MESH网络结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是确定各分布式网元到达各时钟源网元的最短路径，并进一步确定相应的质量最好的时钟源，之后便可以根据最短路径进行质量最好的时钟源的跟踪，从而保证了各分布式网元始终可以跟踪质量最好的时钟源。

在MESH网络中，由于网络的拓扑结构不是简单的环结构或者链结构，因此在时钟跟踪过程中，必须根据网络的拓扑结构动态刷新时钟跟踪关系。由于在MESH网络中，通常有两种网络管理方式，一种是分布式管理，这种情况下需要各分布式网元各自确定本网元的时钟跟踪路径，另一种是集中式管理，该情况下，需要由集中服务器控制各分布式网元的时钟跟踪路径；本发明针对两种管理方式分别采用了相应的时钟跟踪处理方式，但核心思想相同。下面将分别针对两种情况进行说明。

在分布式管理中，本发明所述的方法的具体实现方式如图2所示，具体包括以下步骤：

步骤21：在MESH网络的同一控制域中，需要进行时钟跟踪的各个分布式网元根据本网元上光纤链路的误码、告警等状态信息和光纤带宽等信息自动更新链路权重；

所述的链路权重用于描述用于时钟跟踪的光纤链路质量，时钟跟踪路径优先选择高质量的光纤链路，且初始状态下，所述链路权重可手工设置；

步骤22：在接入时钟源的网元上设置此网元为时钟源网元，并设置接入时钟源的优先级状态；

时钟源网元设置完成后，所述时钟源网元时钟信号处理单元监控时钟源，并自动刷新接入时钟源的质量等级，所述的时钟源质量等级也可以通过手工配置；

此外，每个网元上还可以配置时钟跟踪路径计算定时周期，此定时周期用于定时触发网元进行时钟跟踪路径计算；

步骤23：MESH网络的各个分布式网元使用链路管理协议(如LMP协议)获取本网元所属光纤的光纤连接邻居关系信息，并根据获取的光纤连接邻居关系信息更新各分布式网元保存的光纤连接邻居信息；

该步骤的主要目的使各个分布式网元可以获得最新的光纤连接邻居关系信息。

步骤24：各个分布式网元通过扩展的链路状态路由协议{如扩展的OSPF-TE(开放最短路径-流量工程)协议}扩散本网元保存的光纤连接邻居信息、该网元所属光纤的链路权重信息以及该网元是否为时钟源网元的信息、该网元上的时钟源质量等级和时钟源优先级信息，从而使每个分布式网元都获得整个MESH网络的拓扑信息、链路权重信息，以及时钟源网元信息、时钟源质量等级和时钟源优先级信息；所述的时钟网元信息即为网元中记录着该网元是否为时钟网元的信息；

同时，每个分布式网元所属光纤的光纤连接邻居信息、该网元所属光纤的链路权重信息以及该网元是否为时钟源网元的信息、该网元上的时钟源质量等级和时钟源优先级信息会发生改变，上述信息的改变也会通过扩展的链路状态路由协议(如扩展的OSPF-TE协议)扩散；

所述的各信息在网络中的扩散可以保证各需要进行时钟跟踪的网元可以根据所述信息灵活选择时钟跟踪的路径及跟踪的时钟源。

经过上述配置后，当需要进行时钟跟踪的分布式网元确定开始或重新开始进行时钟跟踪时，则相应分布式网元开始自动计算最佳的时钟源跟踪路径；

通常，需要进行时钟跟踪的网元在网络拓扑、链路权重、时钟源相关信息发生改变或者定时周期到期时，确定需要开始或重新开始进行时钟跟踪路径计算；

自动计算最佳的时钟源跟踪路径的过程如下：

步骤25：需要进行时钟跟踪的分布式网元根据本网元获取的时钟源信息，采用相应防止环路的最短路径算法，如SPF(最短路径优先)算法、最小生成树算法，分别计算本网元到存在接入时钟源的每个时钟源网元的最短路径，采用最短路径进行时钟跟踪大大提高了时钟跟踪的效率，保证了时钟跟踪的准确性；

采用防止环路的最短路径算法，并在分布式网元获取的可以跟踪的时钟源中确定该网元跟踪的时钟源，这样可以有效避免出现时钟跟踪成环的问题；

如果无法计算出到达任何时钟源的最短路径，则设置该网元时钟为自振荡状态；

步骤26：在所有具有最短可达路径的时钟源网元中，根据时钟源的质量等级及相应的时钟优先级选择具有最佳时钟源质量的时钟源网元，即在最短可达路径中确定最佳时钟跟踪路径；

首先根据时钟源质量等级进行优选，在同等时钟源质量等级的情况下，则选择具有最高优先级的时钟源网元，并将到达此时钟源网元的最短路径作为本网元的时钟跟踪路径；

在需要进行时钟跟踪的网元中确定出最佳质量的时钟源，从而进一步保证了本发明提供的时钟跟踪方案实现时钟跟踪的准确性；

步骤27：将新计算确定的该网元的时钟跟踪路径和该网元原有时钟跟踪路径进行比较，判断计算出的时钟跟踪路径与原有的时钟跟踪路径是否相同，如果不同，则执行步骤28，在该网元的时钟信号处理单元中改变时钟跟踪关系，即将计算出的时钟跟踪路径作为该网元的时钟跟踪路径，否则，执行步骤29，仍保持原有的时钟跟踪路径不变。

在集中式管理方式中，本发明所述的方法的具体实现方式如图3所示，具体包括以下步骤：

步骤31：在MESH网络的同一控制域中，集中服务器根据控制域中光纤链路的误码、告警等状态信息和光纤带宽等信息自动更新链路权重；

步骤32：在接入时钟源的网元上设置此网元为时钟源网元，并设置接入时钟源的优先级状态；

时钟源网元设置完成后，所述时钟源网元时钟信号处理单元监控时钟源，并自动刷新接入时钟源的质量等级，所述的时钟源质量等级也可以通过手工配置；

此外，在所述的集中服务器上还可以配置时钟跟踪路径计算定时周期，此定时周期用于定时触发集中服务器进行时钟跟踪路径计算；

步骤33：集中服务器通过配置或自动搜索等方式获得每个网元的光纤连接邻居关系信息；

其中自动搜索方式指的是集中服务器通过和网元的自动交互，通过特定的过程获取网元的光纤连接邻居关系信息的方式，例如，集中服务器触发网元在特定光纤端口上发送JO消息，并通过查询收到此JO消息的光纤端口和网元的信息，获得光纤连接邻居关系。

步骤34：集中服务器通过整理获得的每个网元的光纤连接邻居关系信息，以及从每个网元查询获得该网元所属光纤的链路权重信息以及该网元是否为时钟源网元的信息、该网元上的时钟源质量等级和时钟源优先级信息，得到整个网络的光纤拓扑信息、时钟跟踪链路权重信息和时钟源所在网元、时钟源质量等级和时钟源优先级信息；

同时，时钟跟踪链路权重信息、时钟源质量等级和时钟源优先级信息的改变也需要每个分布式网元通知所述集中服务器，以保证集中服务器可以根据所述信息灵活选择时钟跟踪的路径及跟踪的时钟源。

经过上述配置后，集中服务器确定开始或重新开始进行时钟跟踪时，则集中服务器开始自动计算最佳的时钟源跟踪路径；

通常，集中服务器在网络拓扑、链路权重、时钟源相关信息发生改变或者定时周期到期时，确定需要开始或重新开始进行时钟跟踪路径计算；

自动计算最佳的时钟源跟踪路径的过程如下：

步骤35：集中服务器对每个需要进行时钟跟踪的分布式网元采用相应防止环路的最短路径算法，如SPF算法、最小生成树算法，分别计算该网元到存在接入时钟源的每个时钟源网元的最短路径，采用最短路径进行时钟跟踪大大提高了时钟跟踪的效率，保证了时钟跟踪的准确性；

采用防止环路的最短路径算法，并在获取的可以跟踪的时钟源中确定该网元跟踪的时钟源，这样可以有效避免出现时钟跟踪成环的问题；

如果无法计算出到达任何时钟源的最短路径，则设置该网元时钟为自振荡状态；

步骤36：在所有具有最短可达路径的时钟源网元中，根据时钟源的质量等级及相应的时钟优先级选择具有最佳时钟源质量的时钟源网元；

首先根据时钟源质量等级进行优选，在同等时钟源质量等级的情况下，则选择具有最高优先级的时钟源网元，并将到达此时钟源网元的最短路径作为本网元的时钟跟踪路径；

在需要进行时钟跟踪的网元中确定出最佳质量的时钟源，从而进一步保证了本发明提供的时钟跟踪方案实现时钟跟踪的准确性；

步骤37：将新计算确定的该网元的时钟跟踪路径和该网元原有时钟跟踪路径进行比较，判断计算出的时钟跟踪路径与原有的时钟跟踪路径是否相同，如果不同，则执行步骤38，在该网元的时钟信号处理单元中改变时钟跟踪关系，即将计算出的时钟跟踪路径作为该网元的时钟跟踪路径，否则，执行步骤39，仍保持原有的时钟跟踪路径不变。

本发明所述的方法中，如果时钟源网元和需要进行时钟跟踪的分布式网元在处于层次结构网络的不同控制域中，则每个控制域中的分布式网元可以设置为跟踪本控制域的Speaker网元，所述的Speaker网元是层次路由协议中的技术术语，Speaker网元用于代表此控制域和其他控制域进行信息交换，即控制域中非Speaker网元不能够和其他控制域网元直接进行信息交换。

本发明中，每个分布式网元上仍可以进行SSM协议处理，且SSM质量的输出同传统SSM协议保持一致。也就是说，为了保持和原有网络的兼容性，本发明中仍然可以进行SSM协议处理，并输出和原有协议相同的信息，但不使用SSM协议进行时钟跟踪。

下面再以一个具体的应用实例对本发明所述的方法进行说明。

如图4所示，网元B和C为存在接入时钟源的网元，或者网元B和C是本控制域的Speaker网元，而且每条光纤时钟跟踪链路权重均相同，网元B和C上接入时钟源的质量等级相同但C的优先级低于B。则当网元A需要进行时钟跟踪时，可以计算出时钟跟踪路径为A跟踪B，这是因为网元A到时钟源网元B的路径最短且B的优先级高于C；

当AB光纤中断的时候，则可以实时计算出相应的时钟跟踪路径为A跟踪D，D跟踪B；也就是说，网元B跟踪的时钟源是最高等级的，网元D的时钟跟踪网元B的时钟，网元A的时钟跟踪网元D的时钟。这是因为本发明优先选择高质量等级、高优先级的时钟源网元，所以尽管AC路径最短，但还是优先选择跟踪高优先级的B网元，即本发明是在最短路径可达的时钟源中选择优先级别最高的时钟源，而不是根据最短路径进行选择。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (12)

1、一种MESH网中时钟跟踪的实现方法，其特征在于，包括：

A、MESH网的分布式网元或集中服务器根据保存的MESH网络的拓扑信息、链路权重信息及时钟源网元信息确定到达各时钟源网元的最短路径；

B、MESH网的分布式网元或集中服务器在各时钟源网元中确定提供质量最好的时钟源所在的时钟源网元，并作为最佳时钟源网元；

C、MESH网的分布式网元或集中服务器将确定的到达最佳时钟源网元的最短路径作为相应分布式网元的时钟跟踪路径进行时钟的跟踪。

2、根据权利要求1所述的MESH网中时钟跟踪的实现方法，其特征在于，所述的步骤A还包括：

MESH网的分布式网元或集中服务器根据光纤链路的误码、告警信息和光纤带宽信息自动更新链路权重，所述的权重用于表示用于时钟跟踪的光纤链路的质量。

3、根据权利要求2所述的MESH网中时钟跟踪的实现方法，其特征在于，所述的步骤A还包括：

在MESH网中，分布式网元或集中服务器根据获取的光纤连接邻居关系确定MESH网络的拓扑信息，同时，还获取各个分布式网元中记录的该网元所属光纤的链路权重信息，以及该网元是否为时钟源网元的信息。

4、根据权利要求1、2或3所述的MESH网中时钟跟踪的实现方法，其特征在于，所述的步骤A还包括：

MESH网中，每个分布式网元使用链路管理协议获取该网元所属光纤的光纤连接邻居关系信息，并通过扩展的链路状态路由协议扩散此光纤连接邻居信息、该网元所属光纤的链路权重信息以及该网元是否为时钟源网元的信息、该网元上的时钟源质量等级和时钟源优先级信息，基于所述各信息每个分布式网元均获得整个MESH网络的拓扑信息、链路权重信息，以及时钟源网元信息、时钟源质量等级和时钟源优先级信息；

MESH网中，集中服务器通过配置或者自动搜索方式获取每个分布式网元的光纤连接邻居关系信息，并从每个分布式网元查询获得该网元所属光纤的链路权重信息以及该网元是否为时钟源网元的信息、该网元上的时钟源质量等级和时钟源优先级信息，基于所述各信息集中服务器获得整个MESH网络的拓扑信息、链路权重信息，以及时钟源网元信息、时钟源质量等级和时钟源优先级信息。

5、根据权利要求1所述的MESH网中时钟跟踪的实现方法，其特征在于，所述的步骤A还包括：

在分布式MESH网中，由各个分布式网元各自计算本分布式网元到达各时钟源的最短路径；

在集中式MESH网中，由集中服务器分别计算各个分布式网元到达各时钟源的最短路径。

6、根据权利要求1、2、3或5所述的MESH网中时钟跟踪的实现方法，其特征在于，所述的步骤B包括：

根据时钟源的质量等级和/或时钟源优先级确定需要跟踪的时钟源网元。

7、根据权利要求6所述的MESH网中时钟跟踪的实现方法，其特征在于，所述的步骤B还包括：

在各时钟源网元质量等级不同的情况下，直接根据时钟源质量等级确定需要跟踪的时钟源网元；

在各时钟源网元质量等级相同的情况下，还需要进一步根据时钟源优先级确定需要跟踪的时钟源网元。

8、根据权利要求6所述的MESH网中时钟跟踪的实现方法，其特征在于，所述的步骤C包括：

分布式网元或集中服务器将确定的到达最佳时钟源网元的最短路径与原有的时钟跟踪路径进行比较，如果两条路径不相同，则分布式网元或集中服务器将所述确定的到达最佳时钟源网元的最短路径作为时钟跟踪路径进行时钟跟踪，否则，仍采用原有的时钟跟踪路径进行时钟跟踪。

9、根据权利要求1、2、3或5所述的MESH网中时钟跟踪的实现方法，其特征在于，所述的分布式网元需要与时钟源网元位于同一控制域中。

10、根据权利要求1、2、3或5所述的MESH网中时钟跟踪的实现方法，其特征在于，当所述时钟源网元和分布式网元处于不同控制域中时，则所述的分布式网元可以设置为跟踪本控制域中的Speaker网元的时钟，所述的Speaker网元用于代表本控制域和其他控制域进行信息交换。

11、根据权利要求1、2、3或5所述的MESH网中时钟跟踪的实现方法，其特征在于，该方法还包括：

每个分布式网元或集中服务器上还可以配置时钟跟踪路径计算定时周期，所述定时周期用于定时触发分布式网元或集中服务器定时进行时钟跟踪路径计算。

12、根据权利要求1、2、3或5所述的MESH网中时钟跟踪的实现方法，其特征在于，该方法还包括：

在分布式网元上进行SSM协议处理，并输出和SSM协议相同的信息。

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