TWM499582U - 保護邊界時鐘之自動備援裝置 - Google Patents

Description

保護邊界時鐘之自動備援裝置

本創作係關於一種網路邊界時鐘之裝置，特別是關於一種可以確保傳輸訊號之傳輸品質的保護邊界時鐘之自動備援裝置。

IEEE所訂定之1588V2協議也被稱為精確時間協定(Precision Time Protocol，PTP)，對比於目前廣泛使用之NTP協議僅可提供至毫秒(milliseconds)，該協議可提升乙太網路的基礎設備發佈精確的時間和頻率達到納秒級(nanoseconds)。電信傳輸網路正轉型以ALL IP為主，網路節點係採用乙太網路技術來傳輸資料，因此將1588v2協議引入電信傳輸網路，可滿足電信應用所要求之納秒級(nanoseconds)需求。

1588V2協議採用階層的時鐘類型，以確保分佈在網路中母時鐘(Grand Master)、邊界時鐘(Boundary Clock)或透明時鐘(Transparent Clock)及眾多的用戶(Client)間精確的定時和同步。母時鐘是在一個網路網域中最高級別的時鐘，同一網路可能有一個或多個母時鐘，1588V2協議之母時鐘係可為獨立的設備，或是可以整合至現有同步供應單位之模組。母時鐘係所有1588V2協議的必要組成部分，在網路中所有1588V2協議之元件的主要參考來源(Primary Reference Source，PRS)。

承上，請同時參照第一圖所示，邊界時鐘10扮演1588V2協 議之母時鐘12及用戶14之間的媒介角色。母時鐘12接收主要參考來源後，轉換成時戳訊號，透過1588v2協議往下發佈。1588v2協議封包係經過封包交換網路16，於邊界時鐘10還原回時戳訊號，並再將時戳訊號透過1588v2協議對網路下游的用戶14發佈，扮演相對母時鐘之角色。邊界時鐘10可減少母時鐘12至用戶14間所發生的延遲，主要優點是不需要在每一個時間源服務器安裝全球定位系統(Global Positioning System，GPS)18以降低網路間之裝置成本。缺點則是，邊界時鐘10內部僅有一1588v2從屬協定訊號接收單元(1588v2 Protocol Slave)20以接收封包交換網路16之時戳訊號，並藉由一時戳訊號計數器22計數時戳訊號，時戳訊號計數器22再將時戳訊號透過1588v2主協定訊號發送單元(1588v2 Protocol Master)24傳輸至用戶14或是其他邊界時鐘，若上游的母時鐘12發生故障或是訊號傳遞發生狀況，邊界時鐘10無法進行時間計數之功能，則可能會造成母時鐘12與用戶14間訊號傳遞的延遲。

因此，本創作在針對上述之困擾，提出一種保護邊界時鐘之 自動備援裝置。

本創作之主要目的係在提供一種保護邊界時鐘之自動備援 裝置，其係提供1588V2協議及GPS自動進行同步，不易因為上游母時鐘故障或是訊號傳遞發生狀況時，而無法接收到時鐘訊號，此時，邊界時鐘向下游傳遞之訊號品質則可以獲得保護。

本創作之另一目的係在提供一種保護邊界時鐘之自動備援 裝置，其係可進行不同時戳訊號之比對，以將比對所產生之差值以文字或 是圖形之方式顯示。

本創作之再一目的係在提供一種保護邊界時鐘之自動備援 裝置，其係可將輸出時戳訊號分別合成為一頻率訊號、一相位訊號及一時間訊號輸出，以讓用戶可接收各邊界時鐘所接收之時鐘訊號，以利於進行資料之擷取。

為了達到上述的目的，本創作提供一種保護邊界時鐘之自動 備援裝置，其係連接一封包交換網路，封包交換網路再往上游連接至一第一母時鐘，保護邊界時鐘之自動備援裝置包含一時戳訊號保護模組，其係電性連接一訊號還原器、一時間處理器、一母時鐘訊號處理器、一量測顯示器、一訊號合成器及一訊號轉換器；訊號還原器連接封包交換網路及將所接收之協議封包訊號還原為一第一時戳訊號，時間處理器電性連接至一第二母時鐘及將所接收之時脈訊號轉換為一第二時戳訊號，一母時鐘訊號處理器連接至GPS及將所接收之高頻訊號轉換為一第三時戳訊號；訊號保護模組優先將第一時戳訊號轉換為一輸出時戳訊號，若未收到第一時戳訊號，則將第二或第三時戳訊號轉換為輸出時戳訊號，量測顯示器可比較第一、二、三時戳訊號以產生一差值，並以文字與頻率差及相位差之圖形顯示差值；最後，訊號轉換器可將輸出時戳訊號轉換為一輸出協議封包以輸出，訊號合成器可將輸出時戳訊號分別合成為一頻率訊號、一相位訊號及一時間訊號以輸出。

底下藉由具體實施例配合所付的圖式詳加說明，當更容易瞭 解本創作之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

10‧‧‧邊界時鐘

12‧‧‧母時鐘

14‧‧‧用戶

16‧‧‧封包交換網路

18‧‧‧全球定位系統

20‧‧‧1588v2從屬協定訊號接收單元

22‧‧‧時戳訊號計數器

24‧‧‧1588v2主協定訊號發送單元

30‧‧‧保護邊界時鐘之自動備援裝置

32‧‧‧封包交換網路

34‧‧‧第一母時鐘

36‧‧‧訊號還原器

38‧‧‧時間處理器

40‧‧‧第二母時鐘

42‧‧‧母時鐘訊號處理器

44‧‧‧全球定位系統

46‧‧‧時戳訊號保護模組

48‧‧‧量測顯示器

50‧‧‧訊號合成器

52‧‧‧訊號轉換器

54‧‧‧頻率合成器

56‧‧‧相位時間合成器

A1‧‧‧輸入協議封包訊號

B1‧‧‧時脈訊號

C1‧‧‧高頻訊號

T1‧‧‧第一時戳訊號

T2‧‧‧第二時戳訊號

T3‧‧‧第三時戳訊號

E1‧‧‧輸出時戳訊號

D1‧‧‧頻率訊號

F1‧‧‧相位訊號

F2‧‧‧時間訊號

A2‧‧‧輸出協議封包訊號

53‧‧‧用戶

第一圖為習知技術之邊界時鐘之元件方塊示意圖。

第二圖為本創作之元件方塊示意圖。

第三圖為本創作進行訊號之傳遞方塊示意圖。

在IEEE所訂定之1588V2協議中，為了提高同步的準確度，通常會在一小型網路內設置有一邊界時鐘(Boundary Clock)，其係可設置在網路的路由器中，在此路由器內部的小型網路設備只需同步到此邊界時鐘即可，而邊界時鐘則是可以同步到更高性能的母時鐘，保護邊界時鐘之自動備援裝置則可保護時鐘訊號傳輸之品質。

首先，請同時參照本創作第二圖及第三圖所示，一種保護邊界時鐘之自動備援裝置30，其係連接一封包交換網路32，而封包交換網路32再連接至上游的第一母時鐘34；保護邊界時鐘之自動備援裝置30包含一訊號還原器36，其係可為1588v2從屬協定訊號接收單元(1588v2 Protocol Slave)，訊號還原器36係連接封包交換網路32，以接收封包交換網路32所傳輸之輸入協議封包訊號A1，訊號還原器36係可還原輸入協議封包訊號A1為第一時戳訊號T1；一時間處理器38電性連接至一第二母時鐘40，以接收第二母時鐘40之一時脈訊號B1，時間處理器38可轉換時脈訊號B1為一第二時戳訊號T2；一母時鐘訊號處理器42連接至一全球定位系統44，以擷取全球定位系統44之一高頻訊號C1，母時鐘訊號處理器42係可轉換高頻訊號C1為一第三時戳訊號T3；一時戳訊號保護模組46電性連接訊號還原器36、時間處理器38、母時鐘訊號處理器42、量測顯示器48、訊號合成器50及訊號轉 換器52，可接收第一時戳訊號T1、第二時戳訊號T2及第三時戳訊號T3，優先將第一時戳訊號T1轉換為一輸出時戳訊號E1，若未收到第一時戳訊號T1，則將第二時戳訊號T2或第三時戳訊號T3轉換為輸出時戳訊號E1；訊號轉換器52在本實施例中係可為1588v2主協定訊號發送單元(1588v2 Protocol Master)，訊號轉換器52係連接至用戶53或是可連接至其他網路節點(圖中未示)，其係可接收輸出時戳訊號E1，並可將輸出時戳訊號E1轉換成一輸出協議封包訊號A2以傳輸至用戶53或是其他網路節點中；訊號合成器50包括一頻率合成器54及一相位時間合成器56，頻率合成器54及相位時間合成器56連接至用戶53，訊號合成器50可接收輸出時戳訊號E1，並藉由頻率合成器54將所接收之輸出時戳訊號E1合成為一頻率訊號D1輸出至用戶53，相位時間合成器56則可將輸出時戳訊號E1合成一相位訊號F1及一時間訊號F2，亦同時輸出至用戶53；同時，第一母時鐘34與第二母時鐘40也連接至全球定位系統44。

承接上段，在說明完元件連接關係與訊號傳輸關係後，在此 詳述本創作之實施方法。習知技術中係為一個母時鐘藉由封包交換網路連接至一邊界時鐘，因避免母時鐘發生毀損而造成訊號傳遞的延遲，因此為了保護傳輸品質，於保護邊界時鐘之自動備援裝置30再另外連接一第二母時鐘40及直接連接至全球定位系統44，以確保第一母時鐘34若損毀時，仍可有其他同步訊號替代第一母時鐘34。例如，如訊號傳遞距離遙遠容易產生誤差，可在較近的距離內連接一第二母時鐘40，且第二母時鐘40與第一母時鐘34皆同步連接全球定位系統44，可以使傳輸的訊號產生同步，藉由第二母時鐘40作為一替代保護裝置。然而，一但當所有的母時鐘發生問題 時，仍可透過保護邊界時鐘之自動備援裝置30直接連接至全球定位系統44以確保傳輸訊號的同步。

再者，請參照本創作第二圖及第三圖所示，保護邊界時鐘之 自動備援裝置30內設有一量測顯示器48，其係連接至時戳訊號保護模組46並可同時接收自時戳訊號保護模組46所計數之第一時戳訊號T1、第二時戳訊號T2及第三時戳訊號T3，第一時戳訊號T1、第二時戳訊號T2及第三時戳訊號T3係以絕對時間表示，且量測顯示器48同時量測此三組訊號以產生出至少一組差值，差值含有絕對值與相對值之數據，並藉由量測顯示器48所設有一圖形使用者介面(Graphical User Interface，GUI)以文字方式、頻率差及相位差之圖形來顯示差值，以利用戶53了解三組訊號之差異，一但需要以第二時戳訊號T2或第三時戳訊號T3替換第一時戳訊號T1時，可以藉由第一時戳訊號T1與第二時戳訊號T2或第三時戳訊號T3之差值作傳輸訊號的調整，以確保接續傳輸之訊號的品質，頻率訊號D1、相位訊號F1及一時間訊號F2則可同時傳輸至用戶53，以利用戶53進行各種所傳輸之訊號的資料彙集，更有效的掌握所傳輸之訊號資訊。

以上所述之實施例僅係為說明本創作之技術思想及特點，其 目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本創作之內容並據以實施，當不能以之限定本創作之專利範圍，即大凡依本創作所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本創作之專利範圍。

30‧‧‧保護邊界時鐘之自動備援裝置

32‧‧‧封包交換網路

34‧‧‧第一母時鐘

36‧‧‧訊號還原器

38‧‧‧時間處理器

40‧‧‧第二母時鐘

42‧‧‧母時鐘訊號處理器

44‧‧‧全球定位系統

46‧‧‧時戳訊號保護模組

48‧‧‧量測顯示器

50‧‧‧訊號合成器

52‧‧‧訊號轉換器

53‧‧‧用戶

54‧‧‧頻率合成器

56‧‧‧相位時間合成器

Claims (12)

1. 一種保護邊界時鐘之自動備援裝置，其係連接一封包交換網路，該封包交換網路再連接至一第一母時鐘，該保護邊界時鐘之自動備援裝置包含：一訊號還原器，其係連接該封包交換網路，以接收該封包交換網路所傳輸之一輸入協議封包訊號，該訊號還原器係可還原該輸入協議封包訊號為一第一時戳訊號；一時間處理器，其係電性連接至一第二母時鐘，以接收該第二母時鐘之一時脈訊號，該時間處理器係可轉換該時脈訊號為一第二時戳訊號；一母時鐘訊號處理器，其係連接至一全球定位系統，以擷取該全球定位系統之一高頻訊號，該母時鐘訊號處理器係可轉換該高頻訊號為一第三時戳訊號；一時戳訊號保護模組，其係電性連接該訊號還原器、該時間處理器及該母時鐘訊號處理器，該時戳訊號保護模組可接收該第一時戳訊號、該第二時戳訊號及該第三時戳訊號，該時戳訊號保護模組優先將該第一時戳訊號轉換為一輸出時戳訊號，若該時戳訊號保護模組未接收到該第一時戳訊號，則將該第二時戳訊號或該第三時戳訊號轉換為該輸出時戳訊號；及一訊號轉換器，其係電性連接該時戳訊號保護模組，以接收該時戳訊號保護模組之該輸出時戳訊號，並可將該輸出時戳訊號轉換成一輸出協議封包訊號以輸出。
2. 如請求項1所述之保護邊界時鐘之自動備援裝置，更包含一量測顯示器，其係可電性連接該時戳訊號保護模組，該量測顯示器可同時量測該第一 時戳訊號、該第二時戳訊號或該第三時戳訊號，並比較該第一時戳訊號與該第二時戳訊號或該第三時戳訊號，以產生出至少一差值。
3. 如請求項2所述之保護邊界時鐘之自動備援裝置，其中該量測顯示器設有一圖形使用者介面(Graphical User Interface，GUI)，其係以文字與頻率差及相位差之圖形顯示該差值。
4. 如請求項2所述之保護邊界時鐘之自動備援裝置，其中該差值含絕對值與相對值。
5. 如請求項1所述之保護邊界時鐘之自動備援裝置，其中該時戳訊號保護模組係可計數該第一時戳訊號、該第二時戳訊號或該第三時戳訊號。
6. 如請求項5所述之保護邊界時鐘之自動備援裝置，其中該第一時戳訊號、該第二時戳訊號或該第三時戳訊號之計數係以絕對時間表示。
7. 如請求項1所述之保護邊界時鐘之自動備援裝置，其中該訊號還原器係為1588v2從屬協定訊號接收單元(1588v2 Protocol Slave)。
8. 如請求項7所述之保護邊界時鐘之自動備援裝置，其中該訊號轉換器係為1588v2主協定訊號發送單元(1588v2 Protocol Master)。
9. 如請求項8所述之保護邊界時鐘之自動備援裝置，其中該輸入協議封包訊號及該輸出協議封包訊號係可為1588v2之協議封包。
10. 如請求項1所述之保護邊界時鐘之自動備援裝置，更包含一訊號合成器，其係電性連接該時戳訊號保護模組，並可將該輸出時戳訊號分別合成為一頻率訊號、一相位訊號及一時間訊號，該訊號合成器再分別將該頻率訊號、該相位訊號及該時間訊號輸出。
11. 如請求項10所述之保護邊界時鐘之自動備援裝置，其中該訊號合成器包 括：一頻率合成器，其係可將所接收之該輸出時戳訊號合成該頻率訊號；及一相位時間合成器，其係可將所接收之該輸出時戳訊號合成該相位訊號及該時間訊號。
12. 如請求項1所述之保護邊界時鐘之自動備援裝置，其中該第一母時鐘、該第二母時鐘及該母時鐘訊號處理器係分別連接至該全球定位系統(Global Positioning System，GPS)。