CN1866813A - 通过分组网络实现网络同步的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过分组网络实现网络同步的系统和方法，其核心是：将分组网络中的上级处理设备数据链路上的时钟信号恢复出，并将其传送给下级处理设备；基于所述时钟信号实现所述处理设备的同步。通过本发明，能够很好的实现全网统一定时，将无定时的IP网络改造成一种类似电路网络的同步网络，同时又保留了IP网络的高带宽优点，既可以提供电路仿真业务，又可以提供高带宽的多业务。

Description

通过分组网络实现网络同步的方法和系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种通过分组网络实现网络同步的方法和系统。

背景技术

当前的网络基本上可以划分为两大类，一类是目前提供电话业务的同步电路域网络，其能够通过全网同步定时严格保证业务的传输延时和传输顺序；另外一类是无连接的IP分组网，其提供Internet数据业务，对时延和报文传输顺序没有严格保证。

随着用户对多业务的要求和IP网络的大规模部署，IP网络能提供的带宽越来越高，部署IP网络的成本价格越来越低，因此越来越多的运营商趋向于选择通过IP来承载多业务。然而当前的IP网络仍然是一种无连接、无同步的网络，当提供Best effort(尽力服务)业务时，在某些方面无法满足电路业务的要求，特别是全网的同步定时等。因此有些运营商提出了在分组IP网络上提供同步定时的方案，包括采用RTP协议(实时传输协议)、ACM(自适应时钟恢复)方案等。然而这些方案从原理上来讲，都没有从根本上解决在IP网络上提供全网定时的问题，反而对网络本身提出了较高的要求，包括网络传输的延时、网络的丢包率等，任何指标的恶化都会对上述方案产生致命的影响。

与本发明相关的现有技术，为了满足IP分组网络提供电路业务，在建设IP网络的同时，建设一套同步定时网络，采用叠加的办法满足要求。

现有技术需要新建同步网，其存在建网成本高的缺陷，而且现有技术没有将数据网和电路网完全统一，故维护操作的难度较大。

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通过分组网络实现网络定时的系统和方法，通过本发明，能够很好的实现全网统一定时，将无定时的IP网络改造成一种类似电路网络的同步网络，同时又保留了IP网络的高带宽优点，既可以提供电路仿真业务，又可以提供高带宽的多业务。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供的一种通过分组网络实现网络同步的系统，包括不同级别的处理设备，发送模块，和接收模块；

所述接收模块，用于从上级处理设备中的数据链路上恢复出时钟信号，并将其传递给发送单元；

所述发送模块，用于接收所述恢复出的时钟信号，并将其发送给下级处理设备，和/或接收所述恢复出的时钟信号，并将其与传输数据进行混合后，发送给下级处理设备。

其中，所述发送模块或接收模块分别包括接口板，用于交互所述发送模块与接收模块间的信息。

其中，所述接收模块的接口板包括：

时钟处理单元、MAC层处理单元和物理层处理单元；

所述物理层处理单元，用于从上级处理设备中的数据链路上恢复出时钟信号，并将所述恢复时钟信号传送给所述MAC层处理单元用来接收数据，以及传递给时钟处理单元进行处理；

所述时钟处理单元，用于对接收到的所述恢复时钟信号进行处理，并将处理后得到的参考时钟传送给所述物理层处理单元和所述MAC层处理单元，以及将所述参考时钟作为线路时钟周期性的通过所述发送模块发送给下级处理设备；

所述MAC层处理单元，用于使用所述物理层处理单元恢复出的时钟信号接收所述物理层处理单元传送给的数据；以及，使用所述时钟处理单元发送给的参考时钟发送数据给所述物理层处理单元。

其中，所述发送模块的接口板包括：

物理层处理单元、时钟处理单元和MAC层处理单元；

所述物理层处理单元，用于使用所述恢复时钟信号或上级处理设备发送的线路时钟信号接收数据，并将所述上级处理设备发送的线路时钟信号按照一定的编码方式与传输数据进行混合后，或将所述上级处理设备发送的线路时钟信号，传递给所述MAC层处理单元接收数据，以及传递给所述时钟处理单元进行处理；

所述时钟处理单元，用于对接收到的时钟信号进行处理，并将处理后得到的参考时钟传送给所述物理层处理单元，和所述MAC层处理单元，以及将所述参考时钟作为线路时钟周期性的发送给更下一级处理设备；

所述MAC层处理单元，用于使用所述物理层处理单元传送的上级线路时钟信号接收所述物理层处理单元传送给的数据，以及使用所述时钟处理单元传送给的参考时钟发送数据给所述物理层处理单元。

其中，在所述接收模块的接口板与所述发送模块的接口板间设置有主控板，用于锁定接收模块发送的所述恢复时钟信号，并将所述锁定后的时钟信号驱动成多路信号，传送到发送模块。

其中，所述主控板包括锁相环电路，用于将时钟信号进行锁定处理。

其中，所述主控板还包括信号驱动电路，用于将时钟信号驱动成多路信号，并将所述多路信号传送给对应的接口板。

其中所述的系统，还包括：交换背板；用于将接收模块的接口板的接口中恢复出的时钟信号输入到主控板，并将主控板输出的信号输入到发送模块的接口板。

本发明提供的一种通过分组网络实现网络同步的方法，包括：

A、将分组网络中的上级处理设备数据链路上的时钟信号恢复出，并将其传送给下级处理设备；

B、基于所述时钟信号实现所述处理设备的同步。

其中，所述步骤A具体包括：

A1、从数据链路上接收分组网络中的上级处理设备传送的数据，并从所述数据链路中恢复出时钟信号；

A2、将所述恢复出的时钟信号与数据信号混合后，传送给下级处理设备。

其中，所述步骤B具体包括：

B1、所述处理设备从所述数据链路上恢复出传输数据使用的时钟信号；

B2、使用所述时钟信号为自身设备系统提供时钟或恢复出的时钟信号，并将所述时钟信号与数据信号混合后，通过其内的数据链路传递给更下一级处理设备，然后转入步骤B1。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明将分组网络中的上级处理设备数据链路上的时钟信号恢复出，并将其传送给下级处理设备；基于所述时钟信号实现所述处理设备的同步。通过本发明，能够很好的实现全网统一定时，将无定时的IP网络改造成一种类似电路网络的同步网络，同时又保留了IP网络的高带宽优点，既可以提供电路仿真业务，又可以提供高带宽的多业务。

附图说明

图1为IP同步网络设备框架；

图2为本发明所述接口板中的以太网接口的工作原理图；

图3为本发明中当两个不同设备通过以太网接口对接互连时的工作原理图；

图4为本发明所述方法的原理图；

图5为本发明提供的IP同步网络的网络架构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种通过分组网络实现网络同步的系统和方法，其核心是：将分组网络中的上级处理设备数据链路上的时钟信号恢复出，并将其传送给下级处理设备；基于所述时钟信号实现所述处理设备的同步。

针对本发明所述系统提供的第一实施例，如图1所示的IP同步网络设备框架，其包括：不同级别的处理设备，其中所述处理设备分别包括：发送模块和接收模块，在所述接收模块中设置有上行接口板，在所述发送模块中设置有下行接口板，在所述上行接口板与所述下行接口板之间设置有交换背板和主控板。

其中，所述交换背板可以为以太网交换背板，或其它IP分组网交换背板。

所述上行接口板，用于通过其接口中的数据链路与上级处理设备进行数据交互，当需要接收上级处理设备传送的数据时，从所述数据链路中恢复出时钟信号并通过所述交换背板输入到主控板中；当需要发送数据给上级处理设备时，将所述恢复出的时钟信号处理后输出的参考时钟信号与数据进行混合处理后，通过其接口中的数据链路发送给上级处理设备。

所述主控板，所述主控板设置有锁相环电路和信号驱动电路，所述锁相环电路用于将时钟信号进行锁定处理。所述信号驱动电路用于将时钟信号驱动成多路信号，并将所述多路信号通过所述交换背板传送给对应的下行接口板。

所述下行接口板，用于通过其接口中的数据链路与下级处理设备进行数据交互，当需要发送数据给下级处理设备时，其将从所述主控板输入的时钟信号进行锁定，然后将所述时钟信号与所述数据信号混合处理后，通过其接口中的数据链路传送给下级处理设备；当接收下级处理设备传送的数据时，采用的接收时钟信号可以为从下级链路上恢复的时钟或者时钟单元输出的参考时钟。

上面所述的上行接口板和下行接口板都是相对的，系统中任何一块接口板都可以作为上行或下行，因此任何一块接口板都可以从输入线路上恢复出时钟信号并传递到主控板上处理，任何接口板都可以输出锁定的时钟信号给主控板，同时也可以从主控板上接收输入的时钟信号。

如图2所示，在上述上行接口板中，设置有上行接口，所述上行接口包括时钟处理单元、MAC层处理单元和物理层处理单元。

其中，所述物理层处理单元，用于通过数据链路与上行的下级处理设备进行数据交互。

当通过其上的数据链路接收上行的下级处理设备传送的数据时，从所述数据链路上恢复出时钟信号，并将所述恢复出的时钟信号传送给所述MAC层处理单元用来接收数据，以及传递给主控板的时钟处理单元进行处理；

当通过数据链路发送数据给上行的下级处理设备时，首先接收MAC层处理单元发送给的数据，然后使用上行的更下一级处理设备传送的线路时钟与所述接收的数据进行混合，然后通过数据链路发送给上行的下级处理设备。

所述时钟处理单元，用于对接收到的所述恢复出的时钟信号进行处理，并将处理后得到的参考时钟传送给所述物理层处理单元和所述MAC层处理单元，以及将所述参考时钟作为线路时钟周期性的发送给上行的下级处理设备。

所述MAC层处理单元，用于使用所述物理层处理单元恢复出的时钟信号接收所述物理层处理单元传送给的数据；以及，使用所述时钟处理单元发送给的参考时钟发送数据给所述物理层处理单元。

仍然如图2所示，在所述下行接口板中，设置有下行接口。其中所述下行接口包括时钟处理单元、MAC层处理单元和物理层处理单元。

其中，所述物理层处理单元，用于通过数据链路接收和发送数据，发送数据时使用从主控板输入的上级线路时钟信号，接收数据时使用从本地接口上恢复的时钟信号或者使用上级线路时钟信号。同时将所述上级线路时钟信号传递给所述MAC层处理单元；并将所述上级线路时钟信号按照一定的编码方式与数据混合后发送给下行的下级处理设备。

所述时钟处理单元，用于对所述时钟信号进行处理，并将处理后得到的参考时钟传送给所述物理层处理单元，和所述MAC层处理单元，以及将所述参考时钟作为线路时钟周期性的发送给下行的更下一级处理设备。

所述MAC层处理单元，用于使用时钟处理单元的参考时钟或者线路恢复时钟接收所述物理层处理单元传送给的数据。以及，使用所述时钟处理单元传送给的参考时钟发送数据给所述物理层处理单元。

上面描述的上行接口与下行接口可以为以太网接口，也可以为其它IP分组网接口。

上行接口板从上行接口，如以太网口或其它接口上接收上行的下级处理设备传送的数据，同时从数据链路上恢复出时钟信号，然后将时钟信号通过交换背板输入到主控板，主控板上有锁相环电路，将恢复的时钟信号锁定处理后，通过信号驱动电路将时钟信号驱动成多路后分别通过交换背板送到多个下行接口板，所述下行接口板锁定从交换背板输入的时钟信号，通过处理将时钟信号和数据信号混合后通过下行接口，如以太网口或其它接口输出。

下面描述当两个不同设备通过以太网接口对接互连时，通过本发明实现全网同步的工作过程。如图3所示：

当两个不同设备通过以太网接口对接互连时，需要将时钟同步信息在以太网接口上传递。以太网接口一般由MAC层处理单元和PHY层处理单元构成，为了清晰的描述本发明中的技术方案，将对接的接口分为上级主设备接口和下级从设备接口，其中上级主设备接口同步上级线路时钟后，通过时钟处理单元处理后，分别给MAC层处理单元和PHY层处理单元提供参考时钟，PHY层处理单元将时钟信息按照一定的编码方式和数据混合后传给MAC层处理单元，MAC层处理单元接收数据时使用PHY层处理单元从线路上恢复的时钟或者使用上级主设备传送的线路时钟。

下级从设备接口的PHY层处理单元从接收线路上接收数据，同时恢复出时钟信号给MAC层处理单元，MAC层处理单元使用恢复的时钟接收数据，同时这个恢复时钟提供给MAC层处理单元去发送数据，以及将这个线路恢复时钟在提供给主控板时钟处理单元处理后发送更下级的接口设备。

上述以太网接口主要指100BASE-X/1000BASE-X。

针对本发明所述的方法提供的第二实施例，如图4所示，包括：

步骤101、从数据链路上接收分组网络中的上级处理设备传送的数据，并从所述数据链路中恢复出的时钟信号。

步骤102、将所述恢复出的时钟信号与数据信号混合后，传送给下级处理设备。

步骤103、所述处理设备从所述数据链路上恢复出所述时钟信号。

步骤104、使用所述时钟信号为自身设备系统提供时钟或恢复出的时钟信号，并将所述时钟信号与数据信号混合后，通过其内的数据链路传递给更下一级的处理设备。

所述更下一级的处理设备继续执行步骤103。

下面结合图5所示的IP同步网络的网络架构示意图，详细描述本发明所述的第二实施例的应用过程。

IP网络在原来的数据通道内，内置传递时钟同步信息，核心网设备同步高精度的时钟源，时钟信息供设备系统自身使用，同时核心网设备将时钟信息通过带内的数据通道传递到汇聚层的IP设备。所述汇聚层的IP设备从数据链路上恢复出时钟供自身设备系统使用，同时通过带内数据通道将时钟信息传递给接入设备，接入设备采用和汇聚设备同样的处理方式，除了将恢复的时钟供自身使用外，如果有必要还可以通过数据通道将同步信息传递给用户终端设备，如用户的PBX话音交换机需要同步远端的同步网，这就需要接入设备将网络的同步信息传递下去，这时的PBX从接入线路上接收数据的同时从数据通道上恢复出所述时钟信息供PBX系统使用，这样时钟信息一级级的传递，下级设备一级级的锁定，就可以保证全网严格的同步，从而满足电路业务在IP分组网络上的承载。

由上述本发明的技术方案可以看出，通过本发明在IP分组网上提供同步全网定时信息，能够很好的实现全网统一定时，将无定时的IP网络改造成一种类似电路网络的同步网络，同时又保留了IP网络的高带宽优点，既可以提供电路仿真业务，又可以提供高带宽的多业务。而且实施本发明时，相比重建时钟同步网，成本较低。

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的保护范围为准。

Claims (11)

1、一种通过分组网络实现网络同步的系统，包括不同级别的处理设备，其特征在于，还包括：发送模块和接收模块；

所述接收模块，用于从上级处理设备中的数据链路上恢复出时钟信号，并将其传递给发送单元；

所述发送模块，用于接收所述恢复出的时钟信号，并将其发送给下级处理设备，和/或接收所述恢复出的时钟信号，并将其与传输数据进行混合后，发送给下级处理设备。

2、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发送模块、接收模块分别包括接口板，用于交互所述发送模块与接收模块间的信息。

3、根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述接收模块的接口板包括：

时钟处理单元、MAC层处理单元和物理层处理单元；

所述物理层处理单元，用于从上级处理设备中的数据链路上恢复出时钟信号，并将所述恢复时钟信号传送给所述MAC层处理单元用来接收数据，以及传递给时钟处理单元进行处理；

所述时钟处理单元，用于对接收到的所述恢复时钟信号进行处理，并将处理后得到的参考时钟传送给所述物理层处理单元和所述MAC层处理单元，以及将所述参考时钟作为线路时钟周期性的通过所述发送模块发送给下级处理设备；

所述MAC层处理单元，用于使用所述物理层处理单元恢复出的时钟信号接收所述物理层处理单元传送给的数据；以及，使用所述时钟处理单元发送给的参考时钟发送数据给所述物理层处理单元。

4、根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述发送模块的接口板包括：

物理层处理单元、时钟处理单元和MAC层处理单元；

所述物理层处理单元，用于使用所述恢复时钟信号或上级处理设备发送的线路时钟信号接收数据，并将所述上级处理设备发送的线路时钟信号按照一定的编码方式与传输数据进行混合后，或将所述上级处理设备发送的线路时钟信号，传递给所述MAC层处理单元接收数据，以及传递给所述时钟处理单元进行处理；

所述时钟处理单元，用于对接收到的时钟信号进行处理，并将处理后得到的参考时钟传送给所述物理层处理单元，和所述MAC层处理单元，以及将所述参考时钟作为线路时钟周期性的发送给更下一级处理设备；

所述MAC层处理单元，用于使用所述物理层处理单元传送的上级线路时钟信号接收所述物理层处理单元传送给的数据，以及使用所述时钟处理单元传送给的参考时钟发送数据给所述物理层处理单元。

5、根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在所述接收模块的接口板与所述发送模块的接口板间设置有主控板，用于锁定接收模块发送的所述恢复时钟信号，并将所述锁定后的时钟信号驱动成多路信号，传送到发送模块。

6、根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述主控板包括锁相环电路，用于将时钟信号进行锁定处理。

7、根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述主控板还包括信号驱动电路，用于将时钟信号驱动成多路信号，并将所述多路信号传送给对应的接口板。

8、根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：交换背板；用于将接收模块的接口板的接口中恢复出的时钟信号输入到主控板，并将主控板输出的信号输入到发送模块的接口板。

9、一种通过分组网络实现网络同步的方法，其特征在于，包括：

A、将分组网络中的上级处理设备数据链路上的时钟信号恢复出，并将其传送给下级处理设备；

B、基于所述时钟信号实现所述处理设备的同步。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：

A1、从数据链路上接收分组网络中的上级处理设备传送的数据，并从所述数据链路中恢复出时钟信号；

A2、将所述恢复出的时钟信号与数据信号混合后，传送给下级处理设备。

11、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

B1、所述处理设备从所述数据链路上恢复出传输数据使用的时钟信号；

B2、使用所述时钟信号为自身设备系统提供时钟或恢复出的时钟信号，并将所述时钟信号与数据信号混合后，通过其内的数据链路传递给更下一级处理设备，然后转入步骤B1。

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