專利名稱：用于分組交換網絡節點的時鐘以及關聯的同步方法
技術領域：
本發明涉及分組交換網絡中的時鐘同步領域。
背景技術：
針對具有嚴苛同步約束的各種應用(例如移動網絡的基站同步)，正在開發用于在分組交換網絡上分發參考時間和/或參考頻率的方法。例如，IETF的網絡時間協議(NTP) 工作組正在開發針對最初在RFC 1305中規定的NTP協議的升級。最近已經基于這種想法修訂了 IEEE的精確時間協議(PTP)。ITU-T已經定義了用于在以太網絡上分發參考頻率的物理層技術，稱為同步以太網，并且在規范G. 8261, G. 8262和G. 8264中進行了描述。在“2007 International IEEE Symposium on Precision clock Synchronization for Measurement, Control and Communication，，第 138—142 頁白勺文獻 "IEEE-1588 and Synchronous Ethernet in ^Telecom，，描述了具有核心網和接入網的網絡， 在該核心網中，同步由同步以太網向網絡邊緣分發，在該接入網中，IEEE-1588版本2協議用于將該同步鏈從網絡邊緣延長至接入設備。在邊緣處，類型為1588的主時鐘獲取由同步以太網核心網分發的頻率。
發明內容
本發明的一個目的在于改進經由分組交換網絡的同步分發。為此，本發明提供了一種對布置在分組交換網絡的多個節點中的多個時鐘進行同步的方法，所述方法包括以下步驟比較與所述時鐘有關的參數，以便確定所述時鐘之間的主從類型關系，每次在主時鐘與關聯的從時鐘之間、于分組交換網絡上交換加蓋時間戳的消息， 以便使得從時鐘遵從主時鐘，其中，所述分組交換網絡的至少一個節點包括由同步物理層技術控制的至少一個頻率源，與布置在所述至少一個節點中的一個或每個時鐘有關的所述參數包括與所述頻率源有關的參數，以便基于由同步物理層技術控制的所述至少一個頻率源的一個或多個特性來確定所述主從類型關系。頻率源的各種特性(起碼包括這種源的存在)因此可以在確定時鐘之間主從類型關系時被納入考慮。在一個實施方式中，簡單地包括由物理層進行同步的頻率源在一個節點中的存在或可用性以及其在另一節點中的缺失或不可用性可以改進在分組網絡上針對同步的分發鏈的構建。事實上，使用同步物理層可以產生較之于可通過在分組網絡上分發頻率所獲得的更高質量的參考頻率。其他實施方式將其他特性納入考慮，例如與頻率源質量有關的特性。與頻率源有關的參數可以包括能夠指示這種特性的任何形式的信息，包括邏輯指示符、任何類型的變量或者結構化的對象。根據一個特定實施方式，與頻率源有關的參數包括頻率源質量描述符，對應于例如頻率源的定量頻率偏差和/或頻率源的定量頻率穩定性。
有利地，與所述頻率源有關的所述參數包括或者對應于由ITU-T例如在建議 G. 811、G. 812和G. 813中標準化的時鐘水平；例如選自以下組由建議G. 811規定的PRC水平，由建議G. 812規定的水平類型I、類型II和類型III，以及由建議G. 813規定的水平選項I和選項II。使用這種參數是將與頻率源的質量(具體地，其準確性及其長期的穩定性) 有關的標準化且精確的規范納入考慮的簡單方式。根據一個特定實施方式，同步物理層技術是同步以太網。其他同步物理層技術可以以類似方式進行使用，例如S0NET/SDH。根據一個特定實施方式，加蓋時間戳的消息可以根據網絡時間協議(換言之，與 IETF的RFC 1305的建議相符地)或精確時間協議(換言之，與IEEE 1588版本2規范或這些協議的隨后升級相符地)進行交換。根據一個特定實施方式，與時鐘有關的參數按時鐘配對進行比較，其中，與第一時鐘有關的參數根據參數的優先順序同與第二時鐘有關的相應參數進行比較，使得如果依參數的優先順序大于與所述頻率源有關的所述參數的相應參數相等， 則認為所述第一時鐘和所述第二時鐘中針對其的參數指示由同步物理層技術控制的頻率源的存在或可用性的時鐘大于針對其的所述參數或者參數的缺失指示由同步物理層技術控制的頻率源的缺失或不可用性的時鐘；和/或認為所述第一時鐘和所述第二時鐘中針對其的參數指示較高質量頻率源的時鐘大于針對其的所述參數指示較低質量頻率源的時鐘。這種方法可以通過調整由IEEE定義的最佳主時鐘算法來實現。然而，其他方法也可以用于以集中或分布式方式來劃分時鐘的層級，例如，針對每個時鐘計算整體得分以及基于此整體得分來劃分層級。本發明還提供了一種用于分組交換網絡節點的時鐘，包括同步管理模塊，其能夠在分組交換網絡上接收分別與布置在所述網絡的其他節點中的外部時鐘有關的參數集、比較所述參數集以便從所述外部時鐘中選擇主時鐘，以及在分組交換網絡上與所述主時鐘交換加蓋時間戳的消息以便使所述時鐘遵從于所述主時鐘，其中與至少一個所謂外部時鐘有關的參數集包括與由同步物理層技術控制的并且與所述外部時鐘共同定位的頻率源有關的參數，所述同步管理模塊能夠基于與由同步物理層技術控制的頻率源有關的每個參數或所述參數來選擇所述主時鐘。本發明還提供了一種用于分組網絡節點的時鐘，包括同步管理模塊，其能夠在分組交換網絡上發送去往布置在所述網絡的其他節點中的外部時鐘的、與所述時鐘有關的參數集，其中所述參數集包括與由同步物理層技術控制并布置在所述節點中的頻率源有關的參數。這種參數集可以以各種方式進行配置，例如通過網絡管理系統進行靜態配置。優選地，在節點中實現配置的自動裝置，以例如使用同步物理層協議的數據來自動且動態地配置參數集或至少與頻率源有關的參數。為此，根據一個實施方式，時鐘還包括配置模塊， 其能夠檢測由同步物理層技術控制并布置在所述節點中的所述頻率源的一個或多個特性， 以及基于檢測的所述特性來配置與所述頻率源有關的所述參數。例如，檢測到的并被納入考慮的特性包括存在和/或可用性和/或質量。根據優選實施方式，配置模塊能夠檢測由ITU-T標準化的、歸屬于所述頻率源的時鐘水平。本發明所遵循的原理在于在將同步物理層在網絡的至少某些節點中的存在可以向至少某些所述時鐘提供的支持納入考慮的情況下，在分組交換網絡的時鐘(例如，實現精確時間協議的時鐘)之間構建同步層級。此原理可以應用于時間時鐘(換言之，可以應用于分組交換網絡中參考時間的分發層級)和/或頻率時鐘(換言之，可以應用于分組交換網絡中參考頻率的分發層級)。應當理解，同步層級意指利用主從類型關系關聯的至少兩個時鐘。
在參考附圖閱讀僅由示意性且非限制性示例示出的本發明多個特定實施方式的下述描述后，將能夠更好地理解本發明，并且本發明的其他目的、細節、特征和優勢都將變得更加顯然。在附圖中圖1是本發明的實施方式可以在其中實現的網絡的功能示意表征。圖2是可以在圖1的網絡中使用的、根據本發明一個實施方式的節點的功能示意表征。圖3是可以由圖2的節點實現的、對與時鐘有關的參數進行比較的方法的表征。圖4和圖5是本發明的實施方式可以在其中實現的另一網絡的功能示意表征。
具體實施例方式參考圖1，分組交換網絡10包括利用實線示出的鏈路進行連接的多個節點11-19。 網絡的拓撲和節點及鏈路的數量僅用于示意。網絡的某些節點，即，節點11、15、16、17和 18包括需要同步的時鐘。為此，節點實現用以對時鐘的時間和/或頻率進行同步的同步協議。頻率的同步意指參考頻率的匯聚(pooling)。時間的同步意指參考相位的匯聚。在下文中，描述了需要進行時間同步的時間時鐘的情境，這些時間時鐘在圖1上的數字1、5、6、7 和8處符號化地示出為手表。網絡10上的同步協議按照下述進行操作。確定用于同步的層級分發鏈，以便使時鐘遵從這些時鐘中用作公共參考的那個時鐘。優選地，在確定此層級鏈時，將每個時鐘的固有質量和/或時鐘有權訪問的任何外部參考源(例如，GPS類型衛星系統、原子鐘、同步物理層等)的質量納入考慮。因此，通過將時鐘的這些特性以及其在網絡中的相應位置納入考慮，可以以限制在層級鏈終端處累積的不準確性和錯誤的方式來確定該層級鏈。此層級鏈通過時鐘之間的相互遵從關系體現出來。時鐘通過每次在主時鐘與其從時鐘之間交換加蓋時間戳的消息而得以同步。因此，位于該鏈中間層處的時鐘既是第一時鐘的從時鐘又是至少一個第二時鐘的主時鐘。在圖1所示實施方式中，網絡10的至少一個節點(在此示例中即為節點15)還包括由同步物理層技術控制的頻率源。此同步物理層技術(例如，同步以太網技術)與網絡元件21-24(以虛線示出)的集合聯合實現，由此構成了同步物理網絡20。同步物理網絡 20用于分發滿足嚴格準確性約束的參考頻率，因為該物理層直接根據二進制流并且獨立于網絡負載來生成時鐘信號。在節點15，時間時鐘5通過利用由同步物理層控制的頻率源的方法來計算參考時間。由同步物理層控制的頻率源的準確性由此會正面地影響共同位于節點15中的時間時鐘的準確性。確定用于在網絡10上進行同步的層級分發鏈的一個可行方法涉及比較時鐘1、5、 6、7和8的描述符參數以及也將網絡拓撲納入考慮，以便每次都把主時鐘的功能指派給最佳可行時鐘。可以在這種方法中使用的描述符參數示例在表1的第一欄中示出。其他欄示出了基于示意性示例的、用于時鐘1、5、6、7和8的這些參數值。如在PTP協議中那樣使用 “優先級”和“級別”參數。“質量水平”參數用于反映由同步物理層控制的并且與時鐘共同定位的頻率源的質量，如果存在一個頻率源的話。特定值(此處為“空”值)用于指示這種頻率源的缺失。在對應于表1的實施方式中，“質量水平”參數的允許值是由ITU-T標準化的時鐘水平。在圖1中，歸屬于同步物理網絡20的每個網絡元件的時鐘水平標記在該網絡元件下方。表1 圖1時鐘的描述符參數
權利要求
1.一種用于對布置在分組交換網絡的多個節點(11、15、16、17、18)中的多個時鐘(1、 5、6、7、8)進行同步的方法，所述方法包括以下步驟比較(31、32、3；3)與所述時鐘有關的參數，以確定所述時鐘之間的主從類型關系，每次在主時鐘(5)與關聯的從時鐘(6)之間、于所述分組交換網絡上交換加蓋時間戳的消息，以使得所述從時鐘遵從所述主時鐘，其中，所述分組交換網絡的至少一個節點(1 包括由同步物理層技術控制的至少一個頻率源(50)，與布置在所述至少一個節點中的時鐘( 有關的所述參數包括與所述頻率源有關的參數，以便基于由同步物理層技術控制的所述至少一個頻率源的特性來確定所述主從類型關系。
2.如權利要求1的方法，其中與所述頻率源有關的所述參數包括所述頻率源的質量描述符。
3.如權利要求2的方法，其中所述頻率源的所述質量描述符對應于所述頻率源的定量頻率偏差。
4.如權利要求2或3的方法，其中所述頻率源的所述質量描述符對應于所述頻率源的定量頻率穩定性。
5.如權利要求1-4中任一權利要求的方法，其中與所述頻率源有關的所述參數對應于由ITU-T例如在建議G. 811、G. 812和G. 813中標準化的時鐘水平。
6.如權利要求1-5中任一權利要求的方法，其中所述同步物理層技術是同步以太網或者 S0NET/SDH。
7.如權利要求1-6中任一權利要求的方法，其中加蓋時間戳的消息根據IETF網絡時間協議或IEEE精確時間協議進行交換。
8.如權利要求1-7中任一權利要求的方法，其中與所述時鐘有關的參數按時鐘配對進行比較，其中與第一時鐘有關的參數根據所述參數的優先順序同與第二時鐘有關的所述相應參數進行比較(31、32、33)，使得如果依所述參數的優先順序大于與所述頻率源有關的所述參數的所述相應參數相等，則認為所述第一時鐘和所述第二時鐘中針對其的參數指示由同步物理層技術控制的頻率源的所述存在或所述可用性的時鐘大于針對其的所述參數或者參數的缺失指示由同步物理層技術控制的頻率源的所述缺失或不可用性的時鐘，以及認為所述第一時鐘和所述第二時鐘中針對其的參數指示較高質量頻率源的時鐘大于針對其的所述參數指示較低質量頻率源的時鐘。
9.一種用于分組交換網絡的節點的時鐘(60)，包括同步管理模塊(61、66)，其能夠在所述分組交換網絡上接收分別與布置在所述網絡的其他節點中的外部時鐘有關的參數集，比較所述參數集以便從所述外部時鐘中選擇主時鐘，以及在所述分組交換網絡上與所述主時鐘交換加蓋時間戳的消息，以便使所述時鐘遵從于所述主時鐘，其中與至少一個所謂外部時鐘有關的所述參數集包括與由同步物理層技術控制的并且與所述外部時鐘共同定位的頻率源有關的參數，所述同步管理模塊能夠基于與由同步物理層技術控制的頻率源有關的每個參數或所述參數來選擇所述主時鐘。
10.一種用于分組網絡節點的時鐘(5、105、108)，包括同步管理模塊(61)，能夠在所述分組交換網絡上發送去往布置在所述網絡的另一節點中的外部時鐘(6、106)的、與所述時鐘有關的參數集，以及在所述分組交換網絡上與所述外部時鐘交換加蓋時間戳的消息，以便使從所述時鐘( 和所述外部時鐘(6)中選擇的從時鐘遵從于從所述時鐘(5)和所述外部時鐘(6)中選擇的主時鐘，其中所述參數集包括與由同步物理層技術控制并布置在所述節點中的頻率源(50)有關的參數。
11.如權利要求10的時鐘，還包括配置模塊(70)，其能夠檢測由同步物理層技術控制的并布置在所述節點中的所述頻率源(50)的一個或多個特性，以及基于檢測的所述特性來配置與所述頻率源有關的所述參數。
12.如權利要求11的時鐘，其中所述配置模塊(70)能夠檢測由所述ITU-T標準化的、 歸屬于所述頻率源的時鐘水平。
13.如權利要求11的時鐘，其中所述配置模塊(70)能夠檢測所述頻率源的不可用性狀態。
14.如權利要求10-13中任一權利要求的時鐘，其中所述同步物理層技術是同步以太網或 S0NET/SDH。
15.如權利要求10-14中任一權利要求的時鐘，其中加蓋時間戳的消息根據IETF網絡時間協議或IEEE精確時間協議進行交換。
全文摘要
一種用于對布置在分組交換網絡的多個節點(11、15、16、17、18)中的多個時鐘(1、5、6、7、8)進行同步的方法，所述方法包括以下步驟比較與所述時鐘有關的參數，以確定所述時鐘之間的主從類型關系，以及每次在主時鐘(5)與關聯的從時鐘(6)之間、于分組交換網絡上交換加蓋時間戳的消息，以使得所述從時鐘遵從所述主時鐘。所述網絡的節點(15)包括由同步物理層技術控制的頻率源。與所述節點的時鐘(5)有關的所述參數包括與所述頻率源有關的參數，以便基于由同步物理層技術控制的所述頻率源的一個特性來確定所述主從類型關系。
文檔編號H04J3/06GK102246443SQ200980149281
公開日2011年11月16日 申請日期2009年12月7日 優先權日2008年12月9日
發明者D·T·比伊, M·勒帕勒克 申請人:阿爾卡特朗訊