DE69534017T2

DE69534017T2 - Uhren synchronisierung

Info

Publication number: DE69534017T2
Application number: DE69534017T
Authority: DE
Inventors: John Bernard Kimberley GOATLY
Original assignee: Marconi UK Intellectual Property Ltd
Current assignee: Ericsson AB
Priority date: 1994-11-29
Filing date: 1995-11-28
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2015-11-29
Also published as: AU3986695A; GB2296166A; GB2296166B; GB9424018D0; US6009530A; DE69534017D1; ZA9510100B; EP0795147B1; EP0795147A1; JPH10510361A; WO1996017278A1; AU703185B2; CN1088860C; CN1167532A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Telekommunikationsnetzes, insbesondere zum Bestimmen der Genauigkeit der Echtzeituhren, die in jedem Element eines verteilten Telekommunikationsnetzes vorgesehen sind.
Verwaltete Netzelemente (NEs), beispielsweise ein Baugruppenrahmen mit elektronischen Vermittlungselementen, enthalten jeweils eine Echtzeituhr (RTC – Real Time Clock), die zum zeitlichen Protokollieren von Ereignismeldungen, deren Quelle das jeweilige Element ist, genutzt werden. Solche Meldungen können beispielsweise die Start- oder Endzeiten einer Verkehrsverbindung sein. Es ist natürlich wichtig, dass alle RTCs synchronisiert sind, und zwar mit der besten Genauigkeit, die erzielt werden kann. Das bekannte Verfahren zum Einstellen der RTC in jedem Element beruht auf dem Senden einer "Zeiteinstell"nachricht von der Netzverwaltungszentrale (NMC – Network Management Centre) zu dem Element. Diese Nachrichten erfahren unterschiedliche Verzögerungen während der Übertragung durch das Netz, und in der Praxis ist festgestellt worden, dass diese nur eine Einstellgenauigkeit zwischen 3 und 5 Sekunden liefern, in Abhängigkeit von der Netzgröße und der Belastung des Netzes. Das bekannte Einstellverfahren stellt eine "Vorwärtssteuerung" dar – die NMC hat keine Möglichkeit zu erfahren, auf welche Genauigkeit eine jeweilige RTC eingestellt worden ist, nachdem der Zeiteinstellbefehl gesendet worden ist.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Telekommunikationsnetzes für synchrone digitale Hierarchie (SDH), plesiochrone digitale Hierarchie (PDH) oder SONET zur Verfügung gestellt, wobei das Netz eine Mehrzahl von untereinander verbundenen Netzelementen umfasst, die im Nachfolgenden als NEs bezeichnet sind, welche mit einer Netzverwaltungszentrale verbunden sind, die im Nachfolgenden als NMC bezeichnet ist, und zwar durch Kommunikationsverbindungen, wobei jedes NE einen Verkehrsport und eine Echtzeituhr aufweist, die im Nachfolgenden als RTC bezeichnet ist, wobei das Verfahren umfasst:

(a) Anschließen eines Prüfgerätes, wobei dieses Prüfgerät eine exakte Referenzuhr enthält, an einen Verkehrsport eines der mehreren NEs, um ein Markierungssignal zu einem Zeitpunkt einzuspeisen, der durch die exakte Referenzuhr bestimmt wird, wobei das Markierungssignal durch die Kommunikationsverbindungen zu einem oder mehreren NEs weitergeleitet wird;
(b) zeitliches Protokollieren und Aufzeichnen der Ankunftszeit des Markierungssignals in einem jeweiligen Ereignisprotokoll an dem oder jedem NE unter Bezugnahme auf die jeweilige RTC; und
(c) Abfragen jedes Ereignisprotokolls durch die NMC und Vergleichen der Ankunftszeit des Markierungssignals an einem NE, wie sie durch die RTC bestimmt wurde, mit der Sendezeit, wie sie durch die exakte Referenzuhr bestimmt wurde.

EP 0564220 offenbart ein Uhrensynchronisationssystem zum Synchronisieren einer Anzahl von Zeitgebern oder Uhren, sodass im selben Moment jede die gleiche Zeit anzeigt. Spezieller ist der Offenbarungsgehalt auf ein Uhrensynchronisationssystem ausgerichtet, bei dem jede Uhr einen Zähler enthält, der durch ein periodisch erzeugtes Taktungssignal angetrieben, d. h. vorgesetzt wird. Jede Uhr weist ferner einen Zeitzählercontroller auf, der den Anfangszustand, die Anfangszeit des Zählers einstellt und der außerdem selektiv das Taktungssignal erzeugt, um das Fortschreiten der durch den Zähler angezeigten Zeit zu regulieren. Der Zeitzählercontroller richtet die anfängliche Zählereinstellung ein und steuert die Frequenz des Taktungssignals unter Bezugnahme auf eine Referenzzeit von einer externen Quelle.
In einigen Fällen vergleichen die einzelnen Zeitzählercontroller ihre zugehörigen Zählerangaben mit Referenzzeitsignalen, die direkt von einer Referenzuhr empfangen werden. Eine solche Signalquelle ist ein GPS-Satellit (Globales Lagebestimmungssystem). Diese Satelliten senden ein sehr genaues Zeitsignal, das leicht von einer großen Anzahl abgesetzter Stationen empfangen werden kann, die über große geographische Gebiete verteilt angeordnet sind. Es ist auch möglich, die Stationsuhrzeiten von einer oder mehreren Stationen mit der von einer einzigen Wartungsstelle unterhaltenen Bezugszeit zu vergleichen. In diesen Fällen erfolgt der tatsächliche Zeitvergleich an der Wartungsbetriebsstelle.
Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, dass die Verzögerungen bei Verkehrssignalen in einem Telekommunikationsnetz gering und relativ unveränderlich sind und somit das Markierungssignal an ein Element in dem Netz im Wesentlichen sofort übermittelt werden kann, wogegen die zuvor beschriebenen Nachrichtensignale einige Sekunden brauchen können.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Markierungssignal durch Verfälschen eines Verkehrssignals erzeugt, wobei jedes Netzelement dann derart vorgesehen ist, dass es das Einsetzen (oder das Ende) des verfälschten Signals in seinem jeweiligen Ereignisprotokoll zeitlich protokolliert und aufzeichnet. Die Netzverwaltungszentrale ist vorzugsweise derart vorgesehen, dass sie das Ereignisprotokoll jedes Netzelements abfragt, um so die Rücksendung der Ankunftszeit der Daten an die Netzverwaltungszentrale zu initiieren.
Sobald die Ungenauigkeiten bestimmt worden sind, bleibt immer noch das Problem, die NE-Uhr mit besserer Genauigkeit einzustellen. In der Vergangenheit erfolgte dies durch Senden eines Nachrichtensignals, welches die korrekte Zeit anzeigt, an das Netzelement. Wie zuvor beschrieben, besteht aufgrund von Übertragungsverzögerungen jedoch keine Garantie, dass jede Echtzeituhr auf die korrekte Zeit eingestellt wird. Daher umfasst das Verfahren vorzugsweise den weiteren Schritt, eine ungenaue Uhr durch Senden eines Nachrichtensignals in solcher Weise einzustellen, dass bewirkt wird, dass die Uhr um die Differenz zwischen der Bezugszeit und deren aufgezeichneter Zeit angepasst wird.
Da nur ein Differenzsignal gesendet wird, ist es unerheblich, wie lange dieses Signal braucht, um an dem jeweiligen Netzelement anzukommen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nun beispielshalber unter Bezugnahme auf die begleitenden schematischen Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
1 schematisch ein Telekommunikationsnetz zeigt; und
2 schematisch einen Abschnitt eines Verkehrssignals zeigt, das ein Markierungssignal enthält.
Bezug nehmend auf 1 umfasst ein SDH-Telekommunikationsnetz (synchrone digitale Hierarchie) eine Mehrzahl von Netzelementen (NE) 1, die weit verteilt sein können und die untereinander und mit einer Netzverwaltungszentrale (NMC) 2 durch Kommunikationsverbindungen 3 verbunden sind, welche in die Verkehrswege eingebettet sind. Jedes Netzelement 1 enthält eine Echtzeituhr (RTC) 4.
Wenn die Genauigkeit einer oder mehrerer der RTCs 4 überprüft werden soll, wird ein Testgerät 5 derart angeordnet, dass es ein Markierungssignal in einen NE-Verkehrsport 6 zusammen mit den Verkehrssignalen einspeist, und zwar zu einem Zeitpunkt, der durch eine exakte Referenzuhr 7 bestimmt wird, sodass das Markierungssignal mit geringer Verzögerung zu einem oder mehreren NEs 1 in dem Netz weitergeleitet wird.
Die Ankunft des Markierungssignals wird durch die RTC 4 des jeweiligen NE zeitlich protokolliert und in dessen Ereignisprotokoll (nicht gezeigt) aufgezeichnet. Die Netzverwaltungszentrale 2 fragt dann das Ereignisprotokoll des NE ab und vergleicht die Ankunft des Markierungssignals, wie sie durch die jeweilige RTC 4 angegeben wird, mit der Sendezeit, wie sie durch die Referenzuhr 7 bestimmt wurde.
In dem vorstehend beschriebenen SDH-System kann das Verkehrssignal ein STM-1-Signal sein (synchrones Übertragungsmodul, wobei die '1' die erste Stufe in der SDH-Notation anzeigt), welches ein TU-12-Signal enthält (Tributary Unit, wobei die '12' ein 2 Mbit/s-Signal anzeigt). Bezug nehmend auf 2 wird zu einem z. B. nach der MSF-Rugby-Zeitnorm bestimmten Zeitpunkt das Testgerät 5 bei 00 Sekunden derart vorgesehen, dass es ein TU-AIS (TU-Alarmanzeigesignal) von 10 Sekunden Dauer sendet. Ein AIS-Signal in den Verkehrsignalen zeigt anderen Netzelementen 1 an, dass ein Fehler gefunden wurde, dass aber nichts unternommen zu werden braucht. Die Ankunft des AIS-Signals wird in dem Ereignisregister jedes oder eines bestimmten NE 1 wie zuvor beschrieben aufgezeichnet.
Wenn die NMC 2 feststellt, dass eine bestimmte RTC 4 fehlerhaft ist, wird eine Nachricht gesendet, die anzeigt, dass die RTC um die Zeitdifferenz, typischerweise einige Sekunden, zwischen der Sendezeit des Markierungssignals, wie durch die Referenzuhr 7 angegeben, und der Ankunftszeit, wie durch die RTC 4 angegeben, angepasst werden soll.
Obgleich es wie angegeben der Beginn des Markierungssignals ist, gegenüber welchem die RTC 4 kalibriert wird, ist es natürlich möglich, stattdessen das Ende des Signals zu nutzen. Obgleich die Erfindung mit Bezug auf ein SDH-System beschrieben worden ist, ist die Erfindung gleichfalls auf ein PDH-System (plesiochrone digitale Hierarchie) oder eine andere Art eines ähnlichen Netzes wie etwa das nordamerikanische SONET-Netz anwendbar, welches auch genutzt wird, um die Zeitverteilung bereitzustellen.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Telekommunikationsnetzes für synchrone digitale Hierarchie (SDH), plesiochrone digitale Hierarchie (PDH) oder SONET, wobei das Netz eine Mehrzahl von untereinander verbundenen Netzelementen (1) umfasst, die im Nachfolgenden als NEs bezeichnet sind, welche mit einer Netzverwaltungszentrale (2) verbunden sind, die im Nachfolgenden als NMC bezeichnet ist, und zwar durch Kommunikationsverbindungen (3), wobei jedes NE (1) einen Verkehrsport (6) und eine Echtzeituhr (4) aufweist, die im Nachfolgenden als RTC bezeichnet ist, wobei das Verfahren umfasst: (a) Anschließen eines Prüfgerätes (5), welches Prüfgerät (5) eine exakte Referenzuhr (7) enthält, an einen Verkehrsport (6) eines der mehreren NEs (1), um ein Markierungssignal zu einem Zeitpunkt einzuspeisen, der durch die exakte Referenzuhr (7) bestimmt wird, wobei das Markierungssignal durch die Kommunikationsverbindungen (3) zu einem oder mehreren NEs weitergeleitet wird; (b) zeitliches Protokollieren und Aufzeichnen der Ankunftszeit des Markierungssignals in einem jeweiligen Ereignisprotokoll an dem oder jedem NE (1) unter Bezugnahme auf die jeweilige RTC (4); und (c) Abfragen jedes Ereignisprotokolls durch die NMC (2) und Vergleichen der Ankunftszeit des Markierungssignals an einem NE (1), wie sie durch die RTC (4) bestimmt wurde, mit der Sendezeit, wie sie durch die exakte Referenzuhr bestimmt wurde.
Verfahren nach Anspruch 1, welches den weiteren Schritt umfasst, eine ungenaue RTC (4) durch Senden eines Nachrichtsignals neu einzustellen, und zwar so, dass bewirkt wird, dass die RTC (4) um die festgestellte Differenz zwischen der Sendezeit des Markierungssignals, wie durch die Referenzuhr (7) angegeben, und der in dem Ereignisprotokoll aufgezeichneten Zeit, wie durch die RTC (4) angegeben, angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, welches umfasst, das Markierungssignal durch Einfügen eines Signals in das Verkehrssignal zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welchem das Verkehrssignal ein TU-12-Signal umfasst und zur Referenzzeit ein TU-Alarmmeldesignal gesendet wird.