專利名稱：對同步數字體系設備主備時鐘相位進行控制的方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種對同步數字體系(SDH)設備主、備時鐘相位進行控制的方法。
背景技術：
SDH(Synchronous Digital Hierarchy，即同步數字體系)設備中的系統時鐘往往是1+1熱備份的，一旦主板系統時鐘失效，備板系統時鐘馬上切換為主用系統時鐘，但是要求這個切換過程是平滑的，也就是說主、備板系統時鐘之間的相位差不能超過一定范圍(具體不同設備有不同的相位差要求)，否則對SDH業務將產生影響，例如時鐘倒換時會產生業務的瞬斷、誤碼等。
SDH設備的系統時鐘通常有三種工作模式正常跟蹤鎖定模式、保持模式和自由振蕩模式。正常跟蹤鎖定模式即實際業務條件下的工作模式，時鐘單元鎖定在某一外參考輸入信號上；當外參考輸入丟失時進入保持模式，以丟失時的外參考輸入信號的頻率作為定時基準保持運行；當時鐘不僅丟失外參考輸入，而且失去定時基準記憶時，進入自由振蕩模式，時鐘單元工作于由內部振蕩器提供的時鐘源上。
現有的SDH設備的主板系統時鐘跟蹤外部參考源，而備板系統時鐘跟蹤主板的系統時鐘，以達到主備板系統時鐘的頻率一致和相位差在允許的范圍內。在主板上的系統時鐘一般采用數字鎖相環(PLL，PhaseLocked Loop)來跟蹤外部參考源(其具體工作模式可為正常跟蹤鎖定模式、保持模式或自由振蕩模式)，在備板上的系統時鐘采用模擬鎖相環來跟蹤主板系統時鐘，并根據實際情況在備板系統時鐘或主板系統時鐘上進行某種延時處理，以達到主備板輸出的系統時鐘頻率和相位盡量一致。此時當SDH設備的主板系統時鐘發生故障，需進行主備板時鐘倒換時，就需要進行數字鎖相環與模擬鎖相環之間的切換，但這種切換往往產生比較難于控制的相位跳變，容易在SDH設備上產生業務誤碼情況。
由于現有技術的這種相位鎖定方式采用SDH設備的備板系統時鐘跟蹤主板系統時鐘，因而在進行主備時鐘倒換時，由于數字鎖相環與模擬鎖相環切換，主備板輸出系統時鐘的相位差難以控制在允許的范圍內。并且主備板系統時鐘間的相位差通常也不是一個固定值，無法通過簡單地進行某種延時處理的方法來對齊主備板系統時鐘的輸出相位，這樣在SDH設備上進行主備板時鐘倒換時就容易產生業務誤碼。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有的SDH設備主備時鐘相位難以對齊，主備板時鐘倒換時易產生業務誤碼等不足，提供一種對SDH設備主備時鐘相位進行控制的方法，使得主備板時鐘能平滑倒換，防止倒換時產生業務誤碼。
本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案為這種對同步數字體系設備主備時鐘相位進行控制的方法，包括以下步驟同步數字體系(SDH)設備的主、備板系統時鐘同時跟蹤同一個外部時鐘參考源，使主、備板的系統時鐘頻率一致；將主、備板的系統時鐘分別倍頻，使倍頻后時鐘的一個周期時間小于該SDH設備平滑倒換所要求的主備系統時鐘的相位差范圍；
由分頻控制信號同時控制主、備板倍頻后的時鐘進行分頻，使得主、備板輸出時鐘的相位差小于該SDH設備平滑倒換所要求的范圍。
所述的分頻控制信號為外加信號或由主板系統時鐘直接產生，或主板系統時鐘倍頻后的時鐘產生。
延長分頻控制信號在主板內的走線，使得分頻控制信號在主板內走線等于分頻控制信號從主板到備板以及在備板內的走線，使得分頻控制信號到達主、備板分頻計數器的時間相同。
對分頻控制信號到達備板分頻計數器或到達主板分頻計數器的走線延時進行控制，使所述到達主板與到達備板的走線延時差等于一個主板分頻后的輸出時鐘周期。
可通過在所述備板的分頻計數器上縮短第一個周期內的計數長度來補償分頻控制信號在主板和備板間的走線延時。
當主板系統時鐘進入保持模式或自由振蕩模式時，備板系統時鐘將跟蹤參考源切換到主板系統時鐘上。
當主板系統時鐘跟蹤的參考源丟失時，主板系統時鐘切換到其它參考源，備板系統時鐘也根據主板的跟蹤參考源情況，切換到同一參考源上，保持備板系統時鐘跟主板系統時鐘的一致。
當備板系統時鐘跟蹤的參考源丟失，而主板系統時鐘跟蹤的參考源還存在，備板將跟蹤參考源切換到主板系統時鐘上，保持備板系統時鐘的頻率跟主板系統時鐘的頻率一致。
相應的一種對同步數字體系設備主備時鐘相位進行控制的方法，包括以下步驟同步數字體系(SDH)設備的主備板系統時鐘同時跟蹤同一個外部時鐘參考源，使主、備板的系統時鐘頻率一致；將備板的系統時鐘倍頻，使倍頻后時鐘的一個周期時間小于該SDH設備平滑倒換所要求的相位差范圍；
由主板輸出時鐘產生的分頻控制信號控制備板倍頻后的時鐘頻率開始進行分頻，使得主、備板輸出時鐘的相位差小于該SDH設備平滑倒換所要求的范圍。
當主板系統時鐘跟蹤的參考源丟失時，主板系統時鐘切換到其它參考源，備板系統時鐘也根據主板的跟蹤參考源情況，切換到同一參考源上，保持備板系統時鐘跟主板系統時鐘的一致。
本發明的有益效果為利用本發明，在正常工作狀態下，SDH設備的主備板系統時鐘通過各自的鎖相環同時跟蹤同一外部參考源，保證主備板的系統時鐘的頻率基本一致。將主備板鎖相環輸出時鐘分別進行相同倍數的倍頻，或僅對備板鎖相環輸出的時鐘進行倍頻，倍頻后的時鐘一個周期時間小于SDH設備進行時鐘平滑倒換所能容忍的相位差范圍。然后，由分頻控制信號同時控制主備板相同倍數的分頻開始(或在僅備板系統時鐘倍頻時，只用分頻控制信號控制備板倍頻時鐘的分頻)，經過把倍頻時鐘計數分頻后輸出主備板系統時鐘，這樣就能實現主備板系統時鐘相位差小于平滑倒換所容忍的相位差范圍。
本發明還通過對分頻控制信號在主板和備板之間的走線延時加以補償，使得分頻控制信號到主板分頻計數器和備板分頻計數器的時間一致，從而保證了相位控制的準確性。
本發明通過對主備板的系統時鐘進行先倍頻后再受控分頻的方法，實現了對主備板系統時鐘輸出相位差的控制，使得SDH設備的主備板時鐘可進行平滑倒換，從而使得SDH設備在倒換時不產生業務誤碼。
圖1為本發明主備板時鐘倍頻分頻實施結構示意圖；圖2為本發明主備板時鐘倍頻分頻信號控制原理示意圖；圖3為本發明備板時鐘倍頻分頻信號控制原理示意圖。
具體實施例方式
下面根據附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明本發明通過對主備板的系統時鐘進行先倍頻后再受控分頻的方法，實現對主備板系統時鐘輸出相位差的控制，使其滿足SDH設備的主備板時鐘進行平滑倒換所需的相位差范圍要求，以使在SDH設備上不產生業務誤碼。
如圖1所示，SDH設備的主備板系統時鐘同時跟蹤同一個外部時鐘參考源，保證主備板的系統時鐘頻率一致，由于SDH設備要求主備板的系統時鐘不僅頻率一致，而且還要保持主備板相位差在一定的允許范圍內(具體不同設備有不同的相位差要求)。這個主備相位差的控制是通過受控分頻的方法來實現的，先將主備板的系統時鐘分別倍頻，使倍頻后時鐘的一個周期時間小于SDH設備平滑倒換所要求的相位差范圍，而后再由分頻控制信號來同時控制主備板倍頻后的時鐘進行分頻計數的開始，這樣可實現SDH設備的主備板系統時鐘的相位差小于主備平滑倒換所要求的范圍。倍頻和分頻數不一定相同，根據輸出時鐘頻率的需要作改變，可能不一樣，但主備板之間的倍頻數和分頻數是一樣的。
分頻控制信號可以為外加信號，也可以用主板系統時鐘來直接產生，或主板系統時鐘倍頻后的時鐘產生。分頻控制信號在主板和備板之間一般會有一定的走線延時(一般情況下分頻控制信號從主板發出，并且對于確定的系統這個走線延時為固定值)，走線延時使得分頻控制信號到達主備板分頻計數器的時間不一致，從而不能對主備板倍頻時鐘進行同時分頻，也就達不到主備板輸出時鐘能小于一個倍頻時鐘周期的要求，所以必須要對分頻控制信號的這個走線延時加以嚴格控制，具體有以下幾種方法一、延長分頻控制信號在主板內的走線，使得分頻控制信號在主板內走線等于分頻控制信號從主板到備板以及在備板內的走線，以期分頻控制信號到達主備板分頻計數器的時間相同。
二、可以控制這個分頻控制信號到達備板分頻計數器和到達主板分頻計數器的走線延時差剛好等于一個主板分頻后的輸出時鐘周期，這樣雖然主板輸出時鐘比備板輸出時鐘早一個周期，但主板的下一個輸出時鐘周期的相位和備板的第一個輸出時鐘相位卻能相同(最多也相差一個倍頻時鐘周期)，這樣以后所有周期的相位也相同，保證了主備板輸出時鐘相位的一致。
三、在備板的分頻計數器上，通過縮短第一個周期內的計數長度來補償分頻控制信號在主板和備板間的走線延時。對于分頻計數器，設置一個計數預置值，此值等于分頻控制信號從主板到備板走線延時。
如圖1所示，主板鎖相環和備板鎖相環同時跟蹤同一外部時鐘參考源，跟蹤鎖定后的鎖相環(PLL)輸出的主備板時鐘頻率與外部時鐘參考源頻率基本一致。分別對鎖相環輸出的主備板時鐘進行相同倍數M的倍頻，倍頻后就如圖2中所示的主板倍頻時鐘和備板倍頻時鐘，這里要求倍頻后得到的倍頻時鐘的一個周期時間要小于主備板時鐘進行平滑倒換所能容忍的相位差范圍。然后再對倍頻后的主備板倍頻時鐘進行相同倍數N的分頻，分頻后的時鐘頻率就為主備板系統時鐘的頻率，并由分頻控制信號來同時控制主備板倍頻后的時鐘進行分頻計數的開始。規定只有分頻控制信號為高電平時，才使能主備板各自的分頻計數器，而倍頻時鐘作為分頻計數器的輸入，每個倍頻時鐘的上升沿，計數器都會計數一次，并且倍頻時鐘所給的第一個上升沿，主備板分頻計數器的輸出時鐘都為高電平。而當計數器計到N/2時，計數器輸出就有高低電平的變換。通過這樣的過程所得到主板輸出時鐘和備板輸出時鐘的相位差就能小于主備板倍頻時鐘的一個周期，也就滿足了主備板時鐘進行平滑倒換所容忍的相位差要求。
本發明也可以僅對備板系統時鐘進行倍頻，僅倍頻備板時鐘的具體實施過程如圖3所示。
同樣，主板鎖相環和備板鎖相環同時跟蹤同一外部時鐘參考源，跟蹤鎖定后的鎖相環輸出的主備板時鐘頻率與外部時鐘參考源基本一致。這里的主板鎖相環輸出時鐘直接作為主板輸出時鐘，而僅對備板鎖相環輸出的時鐘進行M倍數的倍頻，要求倍頻后得到的倍頻時鐘的周期要小于主備板時鐘進行平滑倒換所能容忍的相位差范圍，倍頻后就如圖3中所示的備板倍頻時鐘。用主板輸出時鐘的某個上升沿來產生分頻控制信號，用它來控制備板倍頻后時鐘的再分頻。同樣規定只有分頻控制信號為高電平時，才使能備板的分頻計數器，而備板倍頻時鐘作為分頻計數器的輸入，每個倍頻時鐘的上升沿，計數器都會計數一次，并且倍頻時鐘所給的第一個上升沿，備板分頻計數器的輸出時鐘都為高電平。而當計數器計到N/2時，計數器輸出就有高低電平的變換。通過這樣的過程所得到主板輸出時鐘和備板輸出時鐘的相位差就能小于備板的倍頻時鐘的一個周期，也就滿足了主備板時鐘進行平滑倒換所能容忍的相位差要求。
在采用倍頻分頻方案時，SDH設備在不同的工作模式下主備板系統時鐘的控制情況如下1、正常跟蹤鎖定模式SDH設備的主備板在正常狀態下同時跟蹤同一外部參考源，保證主備板系統時鐘的頻率一致。采用主備板系統時鐘同時倍頻，然后進行同時被受控分頻，控制主備板系統時鐘的相位差，來保證主備板系統時鐘的相位一致。
2、保持模式當主板系統時鐘進入保持模式時，備板系統時鐘馬上將跟蹤參考源切換到主板系統時鐘上，保證主備板系統時鐘的頻率一致，同時備板的受控分頻也保證了主備板系統時鐘相位的一致。
3、自由振蕩模式當主板系統時鐘進入自由振蕩模式時，備板系統時鐘馬上將跟蹤參考源切換到主板系統時鐘上，保證主備板系統時鐘的頻率一致，同時備板的受控分頻也保證了主備板時鐘相位的一致。
4、主板參考源丟失當主板系統時鐘跟蹤的參考源丟失，馬上切換到其它參考源，備板系統時鐘也根據主板的跟蹤源情況，切換到這同一參考源上，保持備板系統時鐘跟主板系統時鐘的一致。
5、備板參考源丟失當備板系統時鐘跟蹤的參考源丟失，而主板系統時鐘跟蹤的參考源還存在，備板馬上將跟蹤參考源切換到主板系統時鐘上，保持備板系統時鐘的頻率跟主板系統時鐘的頻率一致。
由于各種SDH設備的主備板時鐘平滑倒換所要求的相位差不同，利用本發明可對系統時鐘相應的進行各種不同的倍頻，只要其倍頻后一個周期時間小于所要求的相位差，則SDH設備的系統時鐘在主備板進行切換時就能保證是平滑的，從而防止了業務誤碼等的產生。
權利要求
1.一種對同步數字體系設備主備時鐘相位進行控制的方法，其特征在于，包括以下步驟同步數字體系(SDH)設備的主、備板系統時鐘同時跟蹤同一個外部時鐘參考源，使主、備板的系統時鐘頻率一致；將主、備板的系統時鐘分別倍頻，使倍頻后時鐘的一個周期時間小于該SDH設備平滑倒換所要求的主備系統時鐘的相位差范圍；由分頻控制信號同時控制主、備板倍頻后的時鐘進行分頻，使得主、備板輸出時鐘的相位差小于該SDH設備平滑倒換所要求的范圍。
2.根據權利要求1所述的對同步數字體系設備主備時鐘相位進行控制的方法，其特征在于所述的分頻控制信號為外加信號或由主板系統時鐘直接產生，或主板系統時鐘倍頻后的時鐘產生。
3.根據權利要求1或2所述的對同步數字體系設備主備時鐘相位進行控制的方法，其特征在于延長分頻控制信號在主板內的走線，使得分頻控制信號在主板內走線等于分頻控制信號從主板到備板以及在備板內的走線，使得分頻控制信號到達主、備板分頻計數器的時間相同。
4.根據權利要求1或2所述的對同步數字體系設備主備時鐘相位進行控制的方法，其特征在于，進一步包括對分頻控制信號到達備板分頻計數器或到達主板分頻計數器的走線延時進行控制，使所述到達主板與到達備板的走線延時差等于一個主板分頻后的輸出時鐘周期。
5.根據權利要求1或2所述的對同步數字體系設備主備時鐘相位進行控制的方法，其特征在于可通過在所述備板的分頻計數器上縮短第一個周期內的計數長度來補償分頻控制信號在主板和備板間的走線延時。
6.根據權利要求1所述的對同步數字體系設備主備時鐘相位進行控制的方法，其特征在于當主板系統時鐘進入保持模式或自由振蕩模式時，備板系統時鐘將跟蹤參考源切換到主板系統時鐘上。
7.根據權利要求1所述的對同步數字體系設備主備時鐘相位進行控制的方法，其特征在于當主板系統時鐘跟蹤的參考源丟失時，主板系統時鐘切換到其它參考源，備板系統時鐘也根據主板的跟蹤參考源情況，切換到同一參考源上，保持備板系統時鐘跟主板系統時鐘的一致。
8.根據權利要求1所述的對同步數字體系設備主備時鐘相位進行控制的方法，其特征在于當備板系統時鐘跟蹤的參考源丟失，而主板系統時鐘跟蹤的參考源還存在，備板將跟蹤參考源切換到主板系統時鐘上，保持備板系統時鐘的頻率跟主板系統時鐘的頻率一致。
9.一種對同步數字體系設備主備時鐘相位進行控制的方法，其特征在于，包括以下步驟同步數字體系(SDH)設備的主備板系統時鐘同時跟蹤同一個外部時鐘參考源，使主、備板的系統時鐘頻率一致；將備板的系統時鐘倍頻，使倍頻后時鐘的一個周期時間小于該SDH設備平滑倒換所要求的相位差范圍；由主板輸出時鐘產生的分頻控制信號控制備板倍頻后的時鐘頻率開始進行分頻，使得主、備板輸出時鐘的相位差小于該SDH設備平滑倒換所要求的范圍。
10.根據權利要求9所述的對同步數字體系設備主備時鐘相位進行控制的方法，其特征在于當主板系統時鐘跟蹤的參考源丟失時，主板系統時鐘切換到其它參考源，備板系統時鐘也根據主板的跟蹤參考源情況，切換到同一參考源上，保持備板系統時鐘跟主板系統時鐘的一致。
全文摘要
一種對同步數字體系設備主備時鐘相位進行控制的方法，SDH設備的主備板系統時鐘通過各自的鎖相環同時跟蹤同一外部參考源，保證主備板的系統時鐘的頻率基本一致，將主備板鎖相環輸出時鐘分別進行相同倍數的倍頻，或僅對備板鎖相環輸出的時鐘進行倍頻，倍頻后的時鐘一個周期時間小于SDH設備進行時鐘平滑倒換所能容忍的相位差范圍；然后，由分頻控制信號同時控制主備板倍頻時鐘的分頻開始，或只控制備板倍頻時鐘的分頻，這樣就能實現主備板系統時鐘相位差小于平滑倒換所容忍的相位差范圍。利用本發明，使得SDH設備的主備板時鐘可進行平滑倒換，從而防止SDH設備在倒換時產生業務誤碼。
文檔編號H04L7/02GK1581715SQ03143769
公開日2005年2月16日 申請日期2003年8月1日 優先權日2003年8月1日
發明者林剛, 趙猛, 張展, 程利軍 申請人:華為技術有限公司