FR2886791A1 - Procede et dispositif de recuperation de la synchronisation sur un reseau granulaire de communication par paquets - Google Patents

Abstract

Procédé pour la récupération d'informations de synchronisation entre des noeuds maître (1) et esclave (2) lesquels sont interconnectés sur un réseau de commutation par paquets ayant une grille temporelle associée avec une granularité distincte. Une série de paquets de synchronisation est échangée entre lesdits noeuds maître et esclave afin de mesurer le décalage de temps de la grille temporelle en ce qui concerne les horloges au niveau des horloges mère et esclave. Ce décalage est ensuite utilisé pour ajuster l'horloge locale au niveau du noeud esclave, ou bien pour générer l'horloge à l'aide d'un oscillateur à commande numérique.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE RECUPERATION DE LA

SYNCHRONISATION SUR UN RESEAU GRANULAIRE DE

COMMUTATION PAR PAQUETS

Cette invention concerne un procédé et un dispositif de récupération d'information de synchronisation. Elle s'applique notamment dans le domaine des réseaux de commutation par paquets.

Lorsque des données temporaires, par exemple des données vocales ou vidéo, sont acheminées entre un noeud source (maître) et un noeud de destination esclave sur un réseau de commutation par paquets, les horloges locales du noeud source et du noeud de destination ne sont pas synchronisées. II est donc nécessaire de faire appel à un procédé quelconque permettant de récupérer l'horloge source au niveau du noeud de destination, dans le but de récupérer les données temporaires.

Les systèmes de distribution d'horloge ou de synchronisation qui existent à l'heure actuelle, par exemple NTP (Network Time Protocol) de l'IEEE1588, lesquels utilisent des réseaux de commutation par paquets pour assurer la synchronisation des horloges, envoient des paquets appelés "paquets de synchronisation" dans les deux directions entre le noeud source et le noeud de destination. A partir de ces paquets, la durée de transmission est comparée à l'heure d'arrivée afin de déterminer avec précision la durée de transit du paquet. Au niveau du noeud de destination, la fréquence d'horloge fait l'objet d'un réglage afin de conserver un temps de transit constant mesuré pour la totalité des paquets de synchronisation passant à travers le réseau. De cette manière, il est possible de synchroniser l'horloge au niveau des unités esclaves sur l'horloge au niveau de l'unité maître. Ce procédé est appelé"distribution d'horloge à temps de transit constant" (CTT, Constant Transit Time).

Un procédé reposant sur le principe CTT peut combiner le temps de transit pour des paquets circulant dans les deux directions entre le noeud source et le noeud de destination. En partant de l'hypothèse selon laquelle les trajets sont tous les deux soumis à la même temporisation, il est possible d'éliminer le temps de transit constant de sorte que l'horloge esclave fonctionne sans aucun décalage par rapport au noeud maître. Cette 2886791 2 technique est connue sous l'appellation de "synchronisation en simultanéité" ( Same-Time dans la littérature anglo-saxonne).

Les procédés de synchronisation d'horloge qui existent à l'heure actuelle, par exemple NTP (Network Time Protocol, ou protocole de temps du réseau) ou PTP (Precision Time Protocol, ou protocole de temps de précision) de l'IEEE-1588, sont fondés sur le fait que les paquets circulent sur le réseau avec un temps de transit constant (procédé CTT). De tels procédés sont sensibles aux variations de temporisation des paquets.

La précision du procédé CTT se détériore lorsque les paquets de synchronisation sont mis en file d'attente au niveau des composants de commutation et lorsque les composants de commutation présentent une granularité de synchronisation élevée, ce qui signifie que les paquets sont expédiés à des intervalles de temps discrets. Sur les réseaux Ethernet, on a mesuré une granularité qui est en corrélation avec la durée requise pour envoyer 3, 64 ou 72 octets sur une liaison de 100 Mbps. Les réseaux basés sur la technique du multiplexage dans le temps (ou TDM) , par exemple Ti et E1, présentent une granularité du temps qui est en corrélation avec la fréquence de trames de 8 kHz.

Il n'est pas possible de déterminer le temps de transit selon un degré de précision qui est supérieur à la granularité de synchronisation associée, et par conséquent, la granularité du réseau résulte en une perte de précision dans les informations de synchronisation qui sont échangées entre le noeud source et le noeud de destination.

La présente invention permet de surmonter la perte de précision qui se produit lorsqu'un composant de commutation granulaire temporel, ou bien une série synchrone de tels composants, impose une limite sur la précision.

La présente invention a pour objet un procédé pour récupérer les informations de synchronisation entre un noeud maître et un noeud esclave, alors que les horloges mère et esclave respectives sont interconnectées sur un réseau de commutation par paquets possédant une grille temporelle associée avec une granularité distincte, comprenant les étapes consistant à échanger une série de paquets de synchronisation entre lesdits noeuds maître et esclave ou à envoyer des paquets de synchronisation à partir 2886791 3 d'un composant du réseau vers lesdits noeuds maître et esclave; à mesurer un décalage de ladite grille temporelle par rapport aux horloges mère et esclave; et à utiliser ledit décalage pour créer une horloge au niveau du noeud esclave laquelle concorde avec ladite horloge mère.

Selon un aspect de l'invention, un système réparti est utilisé pour synchroniser la fréquence des horloges esclaves à une horloge mère sur un réseau commuté/routé à commutation par paquets. Le système envoie des paquets dans les deux directions entre les noeuds maître et esclave connectés au réseau de commutation par paquets. Au moment de leur arrivée, les paquets sont soumis à un horodatage qui est effectué par l'horloge locale du noeud qui reçoit le paquet. Le réseau à commutation par paquets contient un commutateur ou un routeur qui achemine ces paquets selon des multiples distincts d'une grille temporelle associée. Le type de grille temporelle granulaire correspond au type que l'on rencontre dans certains composants de commutation et de routage existant à l'heure actuelle.

Dans l'un des modes de réalisation, il est possible de déterminer la granularité au niveau des noeuds qui reçoivent les paquets, en recherchant une valeur de dénominateur laquelle procure un reliquat commun pour une série d'horodatages saisie au moment de leur arrivée. Un décalage de fréquence de l'horloge esclave locale a pour effet de créer un décalage pour les deux valeurs du dénominateur ayant été trouvées au niveau du poste maître et du poste esclave. Le système emploie le décalage ayant été trouvé pour ajuster la fréquence d'horloge esclave ou bien pour générer une nouvelle base de temps à partir de l'horloge esclave en faisant intervenir des techniques de synthèse de fréquence. Le système peut être utilisé en combinaison avec des techniques de synchronisation de temps existantes dans le but d'améliorer la précision.

Cette invention utilise la grille temporelle du réseau à titre de référence commune, et elle fait référence à la distribution d'horloge à granularité de référence ( Reference-Granularity - RG). II est possible d'utiliser le procédé RG de façon autonome, afin d'obtenir un procédé de distribution de fréquence d'horloge précis, ou bien on peut l'utiliser en combinaison avec un procédé CTT pour obtenir une précision en simultanéité.

2886791 4 La mesure de la granularité de la grille temporelle fait l'objet d'une discussion, par exemple, dans le document "Modifications of the Euclidean Algorithm for Isolating Periodicities from a Sparse Set of Noisy Measurements" B.M.Sadler, S.D. Casey (http://techreports.isr.umd. edu/rep orts/1995/TR 95-105.pdf) et "On Periodic Pulse Interval Analysis with Outliers and Missing Observations" B.M. Sadler, S.D. Casey (http://techre ports.isr.umd.edu/reports/1996/TR 96-6.pdf). Ces références montrent qu'il suffit de prélever 10-100 échantillons d'horodatages seulement, pendant un court laps de temps, pour déterminer la granularité qui est présente dans les mesures. En présence de bruit, il faudra éventuellement prélever un plus grand nombre d'échantillons, bien qu'il y ait une détérioration de la performance s'il existe des échantillons trop nombreux.

Le procédé reposant sur la granularité de référence (RG), objet de l'invention, est supérieur au procédé CTT lorsque des composants granulaires temporels font partie du trajet de données emprunté par les paquets de synchronisation. Un procédé CTT aurait besoin d'un très grand nombre de paquets de synchronisation pour étaler la moyenne du bruit qui est incorporé dans les mesures du temps de transit. Tout calcul de la moyenne nécessite un intervalle de temps pour acquérir de la précision. Plus le degré de précision requis est élevé, plus grand sera le nombre d'échantillons qui sont nécessaires, et sur la base d'une cadence d'échantillonnage constante, plus l'intervalle de temps requis sera long. Il existe, toutefois, une lirnite quant à la durée qu'il est possible de consacrer au moyennage afin de rehausser la précision, car pendant ce temps l'horloge esclave pourrait commencer à souffrir d'un effet de dérive et risquerait ainsi d'introduire une autre source d'imprécision.

Un effet de dérive va aussi détériorer la sensibilité du procédé RG. Des expériences ont toutefois montré que la précision s'améliore bien plus rapidement et atteint un degré supérieur à 1 ppb (10-9) si on utilise les heures d'arrivée des paquets de seulement 10-100 paquets au sein d'un intervalle ne dépassant pas quelques secondes, et une imprécision de la mesure des horodatages de plus de 50 ns.

Considérée dans la perspective de conception des matériels, l'approche adoptée dans l'algorithme euclidien modifié, énoncée dans les références susmentionnées, peut être mise en oeuvre par une personne du métier, sans avoir recours à un opérateur de division numérique ou un opérateur 2886791 5 de module. Le jeu de données a besoin d'itérations consécutives en termes de différenciation et de tri par segmentation. Leur mappage peut être effectué grâce à l'utilisation de quelques registres, d'un soustracteur, d'un comparateur, d'une unité mémoire et d'un simple contrôleur. Le cas échéant, le mappage de ces itérations peut également être exécuté sur un processeur programmable.

Cette invention s'applique également à un mode de réalisation dans le cadre duquel les paquets sont émis à partir d'un troisième noeud vers des noeuds maître et esclave, sous réserve que ces paquets passent à travers le même composant de référence granulaire temporel de commutation/routage. Le troisième noeud ne participe pas nécessairement au processus de synchronisation entre les noeuds maître et esclave, puisqu'il n'a pas besoin d'informations en provenance de ces noeuds.

Cette invention s'applique également aux situations dans lesquelles le composant de commutation proprement dit envoie des paquets granulaires temporels vers les noeuds maître et esclave. Dans les deux cas en variante, ces paquets peuvent être transmis en mode de diffusion individuelle, de multidiffusion ou de diffusion générale, là encore sous réserve que les paquets soient acheminés via un seul composant commun de référence granulaire temporel.

L'invention sera maintenant décrite plus en détail, à titre d'exemple uniquement, en rapport aux schémas accompagnants, dans lesquels: La figure 1 représente un noeud maître et un noeud esclave qui sont connectés à un réseau de communication; La figure 2 représente un diagramme de synchronisation qui montre la 30 grille de granularité temporelle du réseau.

La figure 3 représente un schéma fonctionnel d'un mode de réalisation de l'appareil, conformément à la présente invention, pour mesurer la grille de granularité temporelle en faisant intervenir une série d'horodatages dépourvus de bruit; La figure 4 représente un schéma fonctionnel qui illustre un appareil, conformément à un mode de réalisation de la présente invention, pour 2886791 6 reconstruire une horloge mère faisant intervenir un synthétiseur de fréquences; La figure 5 représente un schéma fonctionnel qui illustre un appareil, conformément à un mode de réalisation de la présente invention, pour récupérer l'horloge mère grâce au réglage de la fréquence de l'horloge esclave.

La figure 6 représente un schéma fonctionnel qui illustre un appareil, conformément à un mode de réalisation de la présente invention, pour déterminer une estimation approximative de la grille de la granularité temporelle qui est présente dans un ensemble donné d'horodatages chargés de bruit; La figure 7 représente un schéma fonctionnel qui illustre un appareil, conformément à un mode de réalisation de la présente invention, pour mettre en oeuvre un procédé simplifié servant à déterminer un terme exponentiel complexe; et La figure 8 montre le résultat à partir des mesures des heures d'arrivée qui ont été faites à partir des paquets circulant à travers un composant de commutation granulaire de synchronisation.

Cette invention décrit un procédé pour la synchronisation des horloges entre des noeuds maître et esclave lorsque des variations de temps de transit d'un paquet sont une cause d'un composant de commutation et de routage à granularité temporelle, lequel ordonnance des paquets pour leur sortie selon des multiples distincts d'une grille temporelle associée. Le procédé décrit s'applique également lorsqu'une série de tels composants fonctionnent sur une seule grille temporelle commune, comme dans les réseaux SDH et TDM.

Un groupe de noeuds est connecté à un réseau de communication. Le réseau contient un composant de commutation/routage qui achemine ces paquets selon des multiples distincts d'une grille temporelle associée. Le réseau pourrait également contenir une série de ces composants qui se chargent d'acheminer les paquets sur la base d'une grille temporelle commune. Chaque noeud est équipé d'une horloge locale laquelle sert à 2886791 7 déterminer l'heure d'arrivée d'un paquet envoyé au départ du réseau. Les noeuds esclaves envoient les paquets au noeud maître par l'intermédiaire du réseau. Le noeud maître transmet l'heure d'arrivée du paquet au noeud esclave d'origine. Le noeud esclave mesure l'heure d'arrivée du paquet en question.

Les paquets de synchronisation devraient être envoyés à des moments aléatoires à grains fins pour empêcher la formation d'une granularité temporelle qui est introduite par le système de distribution d'horloge inventé proprement dit.

Chaque noeud esclave mesure la granularité de l'heure d'arrivée et la compare à la granularité de l'heure d'arrivée au niveau du noeud maître. C'est le décalage entre les deux valeurs qui va déterminer le décalage de fréquence de l'horloge esclave. II est possible de calculer la fréquence de l'horloge esclave à partir de l'équation suivante: FS = FM * GM/GS, où Fs est la fréquence de l'horloge esclave, FM la fréquence de l'horloge maître, GM la granularité au niveau du maître et Gs la granularité mesurée au niveau du noeud esclave, les fréquences sont en Hertz et les granularités 2 0 en secondes.

La granularité de référence (RG) est fondée sur l'analyse des heures d'arrivée des paquets figurant sur les paquets arrivant à la fois au noeud maître et au noeud esclave, lesquels avaient été acheminés par l'intermédiaire d'un seul composant commun de commutation/routage à granularité temporelle. La grille temporelle associée est déterminée à partir de ces heures d'arrivée.

La grille de granularité temporelle peut être déterminée à partir d'échantillons d'horodatages dépourvus de bruit, faisant appel à un horodatage initial to, un premier horodatage ti et un deuxième horodatage t2, ce qui permet de calculer le Plus Grand Commun Diviseur (PGCD) de (t1to) et (t2-to) par exemple en utilisant le dispositif de la figure 3. La grille temporelle mesurée au niveau du poste maître et du poste esclave va présenter un léger décalage qui est lié, sur le plan linéaire, au décalage de la fréquence entre l'horloge mère et l'horloge esclave. Le décalage de la grille temporelle ainsi mesuré sert ensuite à générer une horloge exempte de tout décalage de fréquence au niveau du poste esclave.

2886791 8 Le procédé est robuste pour le bruit en ce qui concerne les mesures, et procure un résultat précis. Des expériences ont montré que l'on pouvait obtenir une précision supérieure à 1 ppb (10-9) si on utilise les heures d'arrivée de 10-100 paquets au sein d'un intervalle de quelques secondes.

En se reportant maintenant à la figure 1: un noeud maître 1 et un noeud esclave 2 sont chacun connectés à un réseau de communication 3 lequel inclut un composant de commutation/routage à granularité temporelle 4, ou une série de tels composants. Le noeud maître 1 et le noeud esclave 2 échangent des paquets par l'intermédiaire du réseau 3. Le composant 4 travaille en liaison avec une grille temporelle et introduit de ce fait de la granularité dans le réseau 3.

La figure 2 représente un diagramme de synchronisation qui illustre la grille de granularité temporelle 31, telle qu'elle est mesurée par rapport à l'horloge mère (tM) et à l'horloge esclave (ts). Les intervalles gM et gs représentent les intervalles de granularité ayant été mesurés par rapport aux horloges mère et esclave respectivement. L'arrivée des paquets sur cette grille, telle qu'elle est mesurée par rapport aux horloges mère et esclave respectives, est illustrée par les flèches verticales 32.

Afin de mesurer la grille de granularité temporelle, une série de paquets est envoyée dans les deux directions par l'intermédiaire du réseau 3 entre les noeuds maître et esclave. Lors de leur arrivée, les paquets reçoivent un horodatage effectué par l'horloge locale associée au noeud qui reçoit les paquets. Les paquets arrivent au niveau du noeud de réception à des moments qui sont des multiples distincts des intervalles de granularité de la grille temporelle du réseau, celle-ci ayant une granularité distincte, comme noté précedemment. Le noeud de réception tente alors de trouver une valeur de dénominateur qui procure un reste commun pour la série d'horodatages saisis lors de l'arrivée. Comme on peut le voir sur la figure 3, les horodatages sont acheminés par des lignes à retard 5 et des sommateurs 6 avant d'être injectés dans un circuit 7, qui détermine le Plus Grand Commun Diviseur (PGCD) de la série des paquets arrivants.

Une fois que le dénominateur commun a été trouvé, le décalage de fréquence existant sur l'horloge esclave locale va engendrer un décalage sur les deux valeurs du dénominateur ayant été trouvées au niveau du poste maître et du poste esclave. Le système emploie le décalage ayant 2886791 9 été trouvé pour ajuster la fréquence d'horloge esclave ou bien pour générer une nouvelle base de temps à partir de l'horloge esclave en faisant intervenir des techniques de synthèse de fréquences. Le système peut être utilisé en combinaison avec des techniques de synchronisation de temps existantes dans le but d'améliorer la précision.

La figure 4 représente un schéma fonctionnel qui illustre un appareil, conformément à la présente invention, pour reconstruire une horloge mère. Cet appareil utilise un synthétiseur de fréquences 11 qui multiplie la fréquence de l'horloge esclave 12 par le rapport GS/GM du nombre représentant la grille temporelle esclave 9b sur le nombre qui représente la grille temporelle du poste maître 9a. Cette valeur est produite par un diviseur 10, qui reçoit les entrées 10a, 10b à partir des unités de grille temporelle respectives 9a, 9b. On obtient la grille temporelle esclave en acheminant les horodatages arrivants vers l'unité d'horodatage 8 qui horodate les paquets arrivants en fonction de l'horloge esclave. Le synthétiseur de fréquences 11 se charge de fournir une horloge mère reconstruite qui comrne on peut le voir est obtenue grâce à l'utilisation d'une technique de synthèse de fréquences laquelle multiplie l'horloge esclave avec le rapport GS/GM.

La figure 5 représente un schéma fonctionnel qui illustre un mode de réalisation en variante où les sorties des unités de grille temporelle 9a, 9b sont soustraites dans un soustracteur 6 afin d'obtenir un signal de différence qui est injecté dans une unité de contrôle à circuit de boucle 13. Cette action permet de piloter un oscillateur à commande numérique 14 pour produire l'horloge mère récupérée laquelle procure l'horloge locale au noeud esclave. Le contrôleur de boucle 13 réduit à zéro la différence 6 (GM Gs) entre la grille temporelle mère ayant été mesurée 9a et la grille temporelle esclave ayant été mesurée 9b.

Les figure 4 et figure 5 donnent deux exemples d'une mise en oeuvre possible de l'invention ci-décrite. L'exemple de la figure 5 peut être mappé sur le matériel. L'exemple de la figure 4 nécessite une division, dont l'exécution peut se faire sur un processeur programmable.

La figure 6 représente un schéma fonctionnel qui illustre un appareil pour déterminer une estimation approximative de la grille de la granularité temporelle qui est présente dans un ensemble donné d'horodatages 2886791 10 chargés de bruit. Les horodatages arrivants sont acheminés à travers un multiplexeur 15, et la différence entre la durée de transit d'un paquet en cours et d'un paquet temporisé se trouve dans le soustracteur 6. Les paquets qui se situent en dessous d'un certain seuil sont éliminés par une unité 16, alors que les paquets restants sont triés dans une unité 17.

II est également possible d'obtenir la grille de la granularité temporelle en présence d'effets d'instabilité et d'échantillons d'horodatages chargés de bruit, grâce à un processus itératif effectué sur un jeu de données lequel commence avec une série d'échantillons d'horodatages triés par valeur (tri) et qui opère grâce à l'exécution des étapes suivantes consistant à : a) mettre à jour le jeu de données en faisant la différenciation des échantillons dans le jeu de données; b) éliminer tous les échantillons en dessous d'un niveau de seuil donné. S'il ne reste qu'un seul échantillon, ce sera celui-là qui constitue l'estimation pour la grille de granularité temporelle. Puis on effectue les itérations.

c) trier le jeu d'échantillons donné en fonction de la valeur; d) ajouter un échantillon zéro au jeu d'échantillons et maintenir le jeu en ordre trié ; e) poursuivre la répétition de l'itération indiquée à la première étape a) ci-dessus.

Le niveau de seuil est un facteur d'optimalisation: il devrait être plus petit que le niveau de granularité minimal escompté, et il devrait être plus grand que la quantité de bruit escompté dans les mesures. On peut permuter les deuxième et troisième étapes b et c ci-dessus, mais ceci peut avoir une efficacité moindre.

Une estimation précise de la grille de granularité temporelle peut être obtenue si on utilise une estimation initiale pour "G", au moment où l'on exécute un processus itératif sur un jeu de données qui commence avec une série d'échantillons d'horodatages triés par valeur (t ) et qui opère sur la base suivante: a) mettre à jour le jeu de données en faisant la différenciation des échantillons dans le jeu de données; b) éliminer tous les échantillons en dessous d'un niveau de seuil donné jusqu'à ce qu'il ne reste qu'un seul échantillon; c) trier les échantillons en fonction de la valeur; d) ajouter un échantillon zéro au jeu d'échantillons tout en maintenant le jeu en ordre trié ; e) poursuivre la répétition de l'itération indiquée à l'étape a. Il est ensuite possible d'affiner de façon encore plus poussée la valeur pour la granularité"G" en vertu de l'optimalisation de la série donnée "A" d'horodatages dans l'équation exponentielle complexe donnée par: 2ÉrÉiÉG Un procédé rapide, servant à affiner la valeur de G, consiste à calculer deux résultats Al et A2 à partir de l'équation ci-dessus pour deux valeurs avoisinantes G1 et G2, et sous réserve que G1 < G < G2 soit vérifié. La valeur affinée pour G est alors obtenue sur la base de l'équation indiquée ci-après: G = A; .G,+Az.G., A,'2+A; Un procédé simplifié, pour calculer la somme du terme exponentiel complexe dans la formule ci-dessus, consiste à utiliser des horodatages ayant des valeurs de nombres entiers, une division et une table de consultation 20 qui contient une version échantillonnée et réduite en échelle relativement à un cercle unitaire complexe représentatif du terme exponentiel (figure 7). Pour chaque horodatage, on prend une paire de nombres réels Re imaginaires, lm à partir d'une table de consultation 20 qui contient 16 paires de nombres de ce genre. La table est adressée avec le reste de nombre entier à 4 bits provenant de la division 10 de l'horodatage 18 multiplié par 16 par la valeur de G. La série des nombres Re est additionnée, puis est mise au carré ; la série des nombres lm est additionnée, puis est mise au carré. Finalement, on additionne les résultats qui ont été mis au carré afin d'obtenir l'amplitude au carré (A2) de tous les vecteurs Re, lm ayant été totalisés.

Le cas échéant, il est possible d'utiliser une table de consultation en 35 variante capable d'accepter n'importe quel nombre d'entrées plus petit ou plus grand, ou apte à prendre d'autres résolutions des échantillons Re, lm.

2886791 12 Le procédé RG, faisant intervenir l'équation ci-dessus, perd en sensibilité lorsque la dérive de la fréquence d'horloge par rapport à l'intervalle de mesure provoque une déviation de temps qui est proche de la grille de granularité temporelle ou est plus importante que cette dernière. Le procédé itératif est moins sensible à la dérive de l'horloge mais plus sensible au bruit, ce qui se traduit alors par un manque de précision. Plus le nombre d'itérations requises pour donner un résultat sera grand, plus la sensibilité au bruit sera importante.

La figure 8 montre le résultat obtenu avec des mesures réelles des heures d'arrivée qui ont été relevées sur des paquets circulant à travers un composant de commutation granulaire de synchronisation. Les heures d'arrivée ont été fournies par un module. Ces données peuvent uniquement être produits à l'aide d'une estimation extrêmement précise de la grille de granularité. Même une faible déviation par rapport à cette estimation peut aboutir à une épaisse bande de points de mesure qui s'étendent sur toute la gamme du module appliqué. Les irrégularités de la courbe sont l'une des causes de la dérive de fréquence affectant l'horloge du système du composant de commutation par paquets.

Comme on peut le voir, l'invention permet de récupérer une fréquence d'horloge au niveau d'un noeud de destination (esclave), laquelle est une copie exacte d'un noeud source (maître), grâce à l'envoi de paquets sur un réseau de commutation par paquets. Un noeud source transmet des paquets à des noeuds de destination alors que les noeuds de destination envoient des paquets au noeud source. Dans le cas du réseau de commutation par paquets, il peut s'agir de n'importe quel type, par exemple les réseaux Ethernet, ATM ou synchrones. Cette invention trouve son application dans un réseau qui contient un composant de routage/ commutation de réseau conçu pour ré-acheminer des paquets selon des intervalles multiples distincts d'une grille temporelle associée. Cette invention trouve également son application dans un réseau synchrone, cas dans lequel des séries de ces composants de routage/ commutation ré- acheminent des données selon des multiples distincts et communs d'une grille temporelle sous-jacente, par exemple les réseaux SDH.

Claims (2)

13 REVENDICATIONS

1. Procédé pour récupérer des informations de synchronisation entre un noeud maître (1) et un noeud esclave (2), alors que les horloges mère et esclave respectives sont interconnectées sur un réseau de commutation par paquets possédant une grille temporelle (31) associée avec une granularité distincte (gr et gs), comprenant des étapes consistant à : - échanger une série de paquets de synchronisation entre lesdits noeuds maître et esclave ou à envoyer des paquets de synchronisation à partir d'un composant du réseau vers lesdits noeuds maître et esclave; - mesurer un décalage de ladite grille temporelle (31) par rapport aux horloges (32) mère et esclave; et utiliser ledit décalage pour créer une horloge au niveau du noeud esclave laquelle concorde avec ladite horloge mère.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit décalage est utilisé pour ajuster la fréquence de l'horloge esclave pour qu'elle concorde avec l'horloge mère.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la différence entre les grilles temporelles mesurée par rapport aux horloges mère et esclave est utilisée pour piloter la fréquence de ladite horloge esclave.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit décalage de fréquence est utilisé pour piloter un synthétiseur de fréquences lequel génère ladite horloge esclave.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le rapport 3 0 du ratio des grilles temporelles mesuré par rapport aux horloges mère et esclave est utilisé pour piloter ledit synthétiseur de fréquences.

6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les grilles temporelles sont mesurées par rapport auxdites horloges mère et esclave, à la suite de l'examen de la série de paquets de synchronisation reçus au niveau desdits noeuds maître et esclave respectifs afin de trouver une valeur de dénominateur qui procure un reste commun pour la série des paquets reçus.

2886791 14 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noeud esclave envoie ladite série de paquets de synchronisation au noeud maître, alors que le noeud maître transmet l'heure d'arrivée du paquet, par rapport à l'horloge mère, en retour vers le noeud esclave d'origine.

8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les paquets de synchronisation sont envoyés à des moments aléatoires à grains fins.

9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fréquence de l'horloge esclave est calculée à partir de l'équation suivante: Fs = FM * GM./Gs, où FS est la fréquence de l'horloge esclave, FM la fréquence de l'horloge maître, GM la granularité au niveau du maître et Gs la granularité mesurée au niveau du noeud esclave, les fréquences sont en Hertz et les granularités en secondes..

10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'étant utilisé en présence d'effets d'instabilité et d'échantillons d'horodatages chargés de bruit, il comprend l'exécution d'un processus itératif sur un jeu de données lequel commence avec une série d'échantillons d'horodatages triés par valeur (tn) et qui opère sur la base suivante: a) mettre à jour le jeu de données en faisant la différenciation des échantillons dans le jeu de données; b) éliminer tous les échantillons en dessous d'un niveau de seuil donné jusqu'à ce qu'il ne reste qu'un seul échantillon; c) trier les échantillons en fonction de la valeur; d) ajouter un échantillon zéro au jeu d'échantillons tout en maintenant le jeu en ordre trié ; e) poursuivre la répétition de l'itération indiquée à l'étape a.

11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grille de la granularité temporelle pour chaque noeud est obtenue grâce à une estimation initiale G de la grille temporelle selon le procédé énoncé à la revendication 10 et grâce à un affinement plus poussé de G en vertu de l'optimalisation de la série donnée A d'horodatages "t " dans l'équation exponentielle complexe donnée par: rn e c 2886791 15 12. Procédé, selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il cherche pour A deux résultats Al et A2 pour deux valeurs avoisinantes G1 et G2, sous réserve que G1 < G < G2, et à obtenir pour G la valeur affinée sur la base de l'équation indiquée ci-après: A; .G,+Az.G G= , Al22+A2 13. Procédé, selon la revendication 11, caractérisé en ce que la somme 1 o du terme exponentiel complexe dans l'équation (2 r G) e est calculée grâce à l'utilisation d'horodatages ayant des valeurs de nombres entiers, d'une division et d'une table de consultation (20) laquelle contient une version échantillonnée et réduite en échelle d'un cercle unitaire complexe du terme exponentiel.

14. Dispositif pour récupérer des informations de synchronisation entre un noeud maître (1) et un noeud esclave (2), alors que les horloges mère et esclave respectives sont interconnectées sur un réseau de commutation par paquets possédant une grille temporelle (31) associée avec une granularité distincte, comprenant: - des moyens (9a, 9b) pour mesurer un décalage de ladite grille temporelle (31) par rapport aux horloges (32) mère et esclave; et et des moyens (11) pour créer une horloge au niveau du noeud esclave laquelle concorde avec ladite horloge mère, en utilisant ledit décalage mesuré.

15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que ladite horloge esclave comprend un oscillateur à commande numérique lequel est piloté par lesdits moyens afin de mesurer un décalage de ladite grille temporelle.

16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit différence (6) pour générer un signal de différence lequel pilote ledit oscillateur à commande numérique, ledit circuit différence recevant des entrées provenant respectivement desdits moyens (9a) pour mesurer un décalage de ladite grille temporelle par rapport à l'horloge 2886791 16 mère et desdits moyens (9b) mesurant un décalage de ladite grille temporelle par rapport à l'horloge mère.

17. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un synthétiseur de fréquences (11) servant à créer une horloge reconstruite à partir de ladite horloge esclave et le ratio des grilles temporelles mesurée par rapport aux horloges mère et esclave.

18. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits moyens pour mesurer la grille temporelle comprennent un calculateur (7) afin de déterminer le plus grand commun diviseur de ladite série de paquets de synchronisation qui procure un reste commun.

19. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits moyens pour mesurer la grille temporelle comprennent une première et une deuxième unités de retard (5) montées en série pour recevoir des paquets arrivants, un premier élément pour trouver la différence entre une entrée de la première unité de retard et une sortie de la deuxième unité de retard, et fournir le résultat à une première entrée du calculateur (7)du plus grand commun diviseur, ainsi qu'un deuxième élément pour trouver la différence entre une entrée de la deuxième unité de temporisation et la sortie de la deuxième unité de retard, et fournir le résultat à une deuxième entrée dudit calculateur (7) du plus grand commun diviseur.

20. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits moyens pour mesurer la grille temporelle comprennent une table de consultation (20) pour produire des parties réelles et imaginaires d'un nombre complexe A pour une série d'horodatages tM où e G