專利名稱：多模式時鐘的切換方法及相應的多模式時鐘的制作方法
技術領域：
本發明涉及包括GPS時鐘模式和基于1588協議的1588時鐘模式的多模式時鐘的切換技術，具體地，涉及在多模式時鐘中從GPS時鐘模式切換到1588時鐘模式的切換方法及相應的多模式時鐘。
背景技術：
在通信網絡中，時間同步是實現語音、數據等傳輸的重要技術之一。隨著通信網絡從電路交換技術向分組交換技術的轉換，對于時間同步的要求也逐漸提高。IEEE 1588標準的全稱為“網絡測量和控制系統的精密時鐘同步協議標準(IEEE1588 Precision Clock Synchronization Protocol) ”(以下稱為 “ 1588 協議”)，其是通用的提升網絡系統的定時同步能力的規范，能夠使分布式通信網絡具有嚴格的定時同步。基本構思是通過硬件和軟件將網絡設備(客戶機)的內時鐘與主控機(服務器)的主時鐘實現同步。一般地，網絡設備的內時鐘可采用具有主備時鐘的多模式冗余結構。如果主用時鐘發生故障，則切換到備用時鐘進行工作。對于現有的主用時鐘采用電路時鐘(例如，GPS時鐘)而備用時鐘采用基于1588協議的1588時鐘的多模式時鐘，當從GPS時鐘向1588時鐘切換時，1588時鐘從禁用(Disable)狀態轉換到啟用(Enable)狀態，S卩1588時鐘被啟動，并進行與主時鐘的同步，生成同步時鐘信號。然而，在這種技術方案中，由于1588時鐘在切換時才開始啟動，因此,在生成冋步時鐘信號之前需要花費一定時間進行同步等操作，從而導致需要花費較長時間以從電路時鐘轉換到1588時鐘，這將破壞網絡設備的內時鐘的準確性，并影響語音或數據的傳輸。
發明內容
本發明正是鑒于上述技術問題而提出的，目的在于提供一種多模式時鐘的切換方法及相應的多模式時鐘，其能夠快速且平滑地進行時鐘模式的切換，增強多模式時鐘的穩定性。根據本發明的一個方面，提供一種多模式時鐘的切換方法，其中，所述多模式包括作為主用時鐘的GPS時鐘模式和作為備用時鐘的基于1588協議的1588時鐘模式，所述方法包括:分別接收來自GPS時間服務器和1588時間服務器的時間信息；在所述GPS時鐘模式下:基于來自所述GPS時間服務器的時間信息，執行與所述GPS時間服務器的頻率同步和相位同步；生成同步時鐘信號；在所述1588時鐘模式下:啟動1588協議棧；檢測所述GPS時鐘模式下的所述頻率同步是否完成；如果檢測為所述GPS時鐘模式下的所述頻率同步完成，則基于來自所述1588時間服務器的時間信息，執行與所述1588時間服務器的相位同步；監控所述GPS時鐘模式是否發生故障；以及在所述GPS時鐘模式發生故障時，切換到所述1588時鐘模式。根據本發明的另一個方面，提供一種多模式時鐘，其中所述多模式包括作為主用時鐘的GPS時鐘模式和作為備用時鐘的基于1588協議的1588時鐘模式，所述多模式時鐘包括:接收裝置，用于分別接收來自GPS時間服務器和1588時間服務器的時間信息；頻率同步裝置，用于在所述GPS時鐘模式下，基于來自所述GPS時間服務器的時間信息，執行與所述GPS時間服務器的頻率同步；第一相位同步裝置，用于在所述GPS時鐘模式下，基于來自所述GPS時間服務器的時間信息，執行與所述GPS時間服務器的相位同步；時鐘生成裝置，用于生成同步時鐘信號；協議棧啟動裝置，用于在所述1588時鐘模式下，啟動1588協議棧；檢測裝置，用于在所述1588時鐘模式下，檢測所述GPS時鐘模式下的所述頻率同步是否完成；第二相位同步裝置，用于在所述1588時鐘模式下，如果檢測為所述GPS時鐘模式下的所述頻率同步完成，則基于來自所述1588時間服務器的時間信息，執行與所述1588時間服務器的相位同步；監控裝置，用于監控所述GPS時鐘模式是否發生故障；以及切換裝置，用于在所述GPS時鐘模式發生故障時，切換到所述1588時鐘模式。
圖1是根據本發明的一個實施例的多模式時鐘的切換方法的流程圖；圖2是根據本發明的一個實施例的多模式時鐘的示意性方框圖。圖3是表示圖2所示的多模式時鐘的1588時鐘模式下的狀態轉換的示意圖。
具體實施例方式下面通過結合附圖對本發明的具體實施例的詳細描述，本發明的上述和其它目的、特征和優點將變得更加明顯。圖1是根據本發明的一個實施例的多模式時鐘的切換方法的流程圖。以下結合附圖，對本實施例進行詳細描述。在本實施例中，多模式時鐘的多模式包括作為主用時鐘的GPS時鐘模式和作為備用時鐘的基于1588協議的1588時鐘模式。雖然在本實施例中以GPS時鐘作為主用時鐘為例進行說明，但本領域的普通技術人員容易理解，也可以采用其它電路時鐘作為主用時鐘。如圖1所示，在步驟S101，分別接收來自GPS時間服務器和1588時間服務器的時間信息。在本實施例中，GPS時間服務器從GPS衛星獲取標準的時間信號以提供主時鐘，而1588時間服務器是支持1588協議的主時鐘，可使用GPS作為基準時鐘。例如，在移動通信系統中，1588時間服務器可位于核心網中。GPS時間服務器和1588時間服務器所提供的時間信息包括各自的主時鐘關于頻率和相位的信息。接著，在步驟S105，在GPS時鐘模式下，基于所接收的來自GPS時間服務器的時間信息，執行與GPS時間服務器的頻率同步和相位同步。對于GPS時鐘的頻率同步和相位同步，可以采用現有的任意一種用于頻率同步和相位同步的方法。現有的頻率和相位同步的方法對于本領域的普通技術人員來說是已知的，此處省略相應的說明。在完成了與GPS時間服務器的頻率同步和相位同步之后，在步驟S110，生成同步時鐘信號。這樣，多模式時鐘在GPS時鐘模式下提供同步時鐘信號，多模式時鐘工作在GSP時鐘模式。與GPS時鐘模式下的操作并行地，在步驟SI 15，在1588時鐘模式下，啟動1588協議棧，以與1588時間服務器同步。
然后，在步驟S120，檢測GPS時鐘模式下的頻率同步是否完成。在本實施例中，可以通過設置狀態標志來指示頻率同步的狀態，例如，用“I”表明頻率已同步，用“0”表明頻率未同步。在這種情況下，檢查用于指示頻率同步的狀態標志，如果狀態標志被設置為指示頻率已同步，例如“1”，則表明GPS時鐘模式下的頻率同步已完成。如果狀態標志被設置為指示頻率未同步，例如“0”，則繼續等待，并周期性地檢查該狀態標志。當然，對于本領域的普通技術人員來說，除了上述檢測頻率同步的方法外，還能夠容易地想到其它能夠用于檢測頻率同步是否完成的方法。然后，在步驟S125，當檢測為GPS時鐘模式下的頻率同步完成時，在1588時鐘模式下，基于所接收的來自1588時間服務器的時間信息，執行與1588時間服務器的相位同步。根據1588協議，同步的基本原理包括主時鐘發出時間信息和從時鐘接收時間信息的記錄，并對每一個時間信息添加時間戳，然后，根據時間信息的時間戳，可測量從主時鐘到從時鐘的傳輸延時。在本實施例中，首先，測量1588時間服務器(主時鐘)與多模式時鐘(從時鐘)之間的傳輸延時。具體地，1588時間服務器向多模式時鐘發送同步報文(Sync)和跟隨報文(FolloW_up)，其中同步報文和跟隨報文分別包含描述同步報文的預計發送時間和真實發送時間。多模式時鐘接收同步報文并記錄該同步報文的真實接收時間。多模式時鐘在接收到同步報文后，向1588時間服務器發送延遲請求報文(Delay_Req)，并記錄該延遲請求報文的真實發送時間。1588時間服務器響應于該延遲請求報文，發送延遲應答報文(Delay_ReSp)，其包括延遲請求報文的真實接收時間。這樣，通過比較同步報文的真實發送時間和真實接收時間以及延遲請求報文的真實發送時間和真實接收時間，能夠測量出從1588時間服務器到多模式時鐘的傳輸延時。然后，根據所測量的傳輸延時，修正多模式時鐘的時間，從而實現多模式時鐘與1588時間服務器的相位同步。通過以上的協議棧同步、檢測頻率同步和相位同步的操作，1588時鐘被恢復，并準備提供同步時鐘信號。當多模式時鐘處于GPS時鐘模式時，在1588時鐘模式下，定期地執行上述的協議棧同步、檢測頻率同步和相位同步的操作。在多模式時鐘在GPS時鐘模式下開始工作之后，在步驟S130，監控GPS時鐘模式是否發生故障。如果監控到GPS時鐘模式發生故障，則在步驟S135，將多模式時鐘的工作模式從GPS時鐘模式切換到1588時鐘模式，從而使得多模式時鐘在1588時鐘模式下工作，生成同步時鐘信號(如圖中用虛線表示的箭頭)。通過以上描述可以看出，在本實施例的多模式時鐘的切換方法中，由于與GPS時鐘模式下的操作并行地在1588時鐘模式下進行協議棧、頻率和相位的同步，因此，當多模式時鐘從GPS時鐘模式向1588時鐘模式切換時，能夠在1588時鐘模式下立刻提供同步時鐘信號，從而減少了模式的切換時間，實現快速且平滑的模式切換，增加了多模式時鐘的穩定性，降低了時鐘出現錯誤的風險。在同一個發明構思下，圖2示出了根據本發明的一個實施例的多模式時鐘200的示意性方框圖。下面結合附圖，對本實施例進行詳細描述，其中對于與前面的實施例相同的部分，適當省略其說明。在本實施例中，多模式時鐘200的多模式包括作為主用時鐘的GPS時鐘模式和作為備用時鐘的基于1588協議的1588時鐘模式。
如圖2所示，本實施例的多模式時鐘200包括:接收裝置201，其分別接收來自GPS時間服務器和1588時間服務器的時間信息；頻率同步裝置202，其在GPS時鐘模式下，基于所接收的來自GPS時間服務器的時間信息，執行與GPS時間服務器的頻率同步；第一相位同步裝置203，其在GPS時鐘模式下，基于所接收的來自GPS時間服務器的時間信息，執行與GPS時間服務器的相位同步；時鐘生成裝置204，其生成同步時鐘信號；協議棧啟動裝置205，其在1588時鐘模式下，啟動1588協議棧；檢測裝置206，其在1588時鐘模式下，檢測GPS時鐘模式下的頻率同步是否完成；第二相位同步裝置207，其在1588時鐘模式下，如果檢測裝置206檢測為GPS時鐘模式下的頻率同步完成，則基于所接收的來自1588時間服務器的時間信息，執行與1588時間服務器的相位同步；監控裝置208，其監控GPS時鐘模式是否發生故障；以及切換裝置209，其在GPS時鐘模式發生故障時，切換到1588時鐘模式。在本實施例的多模式時鐘200中，接收裝置201分別接收GPS時間服務器和1588時間服務器所發送的時間信息。如前所述，時間信息包括主時鐘在頻率和相位方面的信息。在本實施例中，接收裝置201可包括用于接收GPS時間服務器所發送的時間信息的第一接收單元和用于接收1588時間服務器所發送的時間信息的第二接收單元。在接收裝置201接收了來自GPS時間服務器和1588時間服務器的時間信息后，在GPS時鐘模式下，頻率同步裝置202開始執行與GPS時間服務器的頻率同步，第一相位同步裝置203開始執行與GPS時間服務器的相位同步。當頻率同步和相位同步完成后，時鐘生成裝置204生成同步時鐘信號。此時，多模式時鐘200工作在GPS時鐘模式下。在本實施例中，時鐘生成裝置204可包括晶體振蕩器、鎖相環和可配置的計數器。與此并行地，在1588時鐘模式下，協議棧啟動裝置205啟動1588協議棧，以與1588時間服務器同步，并且檢測裝置206檢測在GPS時鐘模式下的頻率同步是否完成。在本實施例中，可通過設置狀態標志來指示頻率同步的狀態。在這種情況下，在檢測裝置206中,標志檢查單元2061檢查用于指示頻率同步的狀態標志，如果狀態標志被設置為指示頻率已同步，則表明在GPS時鐘模式下的頻率同步已完成。當檢測裝置206檢測到在GPS時鐘模式下的頻率同步已完成后，第二相位同步裝置207開始在1588時鐘模式下執行與1588時間服務器的同步。在第二相位同步裝置207中，測量單元2071測量1588時間服務器與多模式時鐘200之間的傳輸延時，并由修正單元2072根據所測量的傳輸延時，修正多模式時鐘200的時間，以實現相位同步。在多模式時鐘200在GPS時鐘模式下工作之后，監控裝置208監控GPS時鐘模式是否發生故障。當監控裝置208監控到GPS時鐘模式發生故障時，切換裝置209將多模式時鐘200的工作模式從GPS時鐘模式切換到1588時鐘模式(如圖中虛線所示)。本實施例的多模式時鐘200可用作移動通信系統的基站的時鐘系統。應當指出，本實施例的多模式時鐘200在操作上能夠實現圖1所示的實施例的多模式時鐘的切換方法。應當指出，上述實施例的多模式時鐘及其組成部分可以由諸如超大規模集成電路或門陣列、諸如邏輯芯片、晶體管等的半導體、或者諸如現場可編程門陣列、可編程邏輯設備等的可編程硬件設備的硬件電路實現，也可以用由各種類型的處理器執行的軟件實現，也可以由上述硬件電路和軟件的結合實現。圖3示出了表示圖2所示的多模式時鐘的1588時鐘模式下的狀態轉換的示意圖。如圖3所示，在1588時鐘模式下，首先進入啟動狀態，在該狀態下，執行1588協議棧與1588時間服務器的同步。然后，進入頻率同步檢測狀態，在該狀態下，檢測GPS時鐘模式下的頻率是否同步，如果檢測到頻率未同步，則保持該狀態，如果檢測到頻率已同步，則進入下一狀態，即相位同步狀態。在相位同步狀態下，執行與1588時間服務器的相位同步，并在完成相位同步之后，1588時鐘被恢復，進入監聽狀態。在監聽狀態下，等待切換指令，并在接收到切換指令后，進入工作狀態以提供同步時鐘信號。此外，在監聽狀態下，在沒有接收到切換指令時周期性地返回啟動狀態，以更新同步。以上雖然通過示例性的實施例詳細描述了本發明的多模式時鐘的切換方法及相應的多模式時鐘，但是以上這些實施例并不是窮舉的，本領域技術人員可以在本發明的精神和范圍內實現各種變化和修改。因此，本發明并不限于這些實施例，本發明的范圍僅由所附的權利要求限定。
權利要求
1.一種多模式時鐘的切換方法，其中，所述多模式包括作為主用時鐘的GPS時鐘模式和作為備用時鐘的基于1588協議的1588時鐘模式，所述方法包括: 分別接收來自GPS時間服務器和1588時間服務器的時間信息； 在所述GPS時鐘模式下: 基于來自所述GPS時間服務器的時間信息，執行與所述GPS時間服務器的頻率同步和相位同步； 生成同步時鐘信號； 在所述1588時鐘模式下: 啟動1588協議棧； 檢測所述GPS時鐘模式下的所述頻率同步是否完成； 如果檢測為所述GPS時鐘模式下的所述頻率同步完成，則基于來自所述1588時間服務器的時間信息，執行與所述1588時間服務器的相位同步； 監控所述GPS時鐘模式是否發生故障；以及 在所述GPS時鐘模式發生故障時，切換到所述1588時鐘模式。
2.根據權利要求1所述的切換方法，其中，檢測所述GPS時鐘模式下的所述頻率同步是否完成的步驟包括: 檢查用于指示頻率同步的狀態標志；以及 如果所述狀態標志被設置為指示頻率已同步，則表明所述GPS時鐘模式下的所述頻率冋步已完成。
3.根據權利要求1所述的切換方法，其中，在所述1588時鐘模式下，執行與所述1588時間服務器的相位同步的步驟包括: 測量所述1588時間服務器與所述多模式時鐘之間的傳輸延時；以及 根據所述傳輸延時，修正所述多模式時鐘的時間。
4.一種多模式時鐘，其中所述多模式包括作為主用時鐘的GPS時鐘模式和作為備用時鐘的基于1588協議的1588時鐘模式，所述多模式時鐘包括: 接收裝置，用于分別接收來自GPS時間服務器和1588時間服務器的時間信息； 頻率同步裝置，用于在所述GPS時鐘模式下，基于來自所述GPS時間服務器的時間信息，執行與所述GPS時間服務器的頻率同步； 第一相位同步裝置，用于在所述GPS時鐘模式下，基于所述時間信息，執行與所述GPS時間服務器的相位同步； 時鐘生成裝置，用于生成同步時鐘信號； 協議棧啟動裝置，用于在所述1588時鐘模式下，啟動1588協議棧； 檢測裝置，用于在所述1588時鐘模式下，檢測所述GPS時鐘模式下的所述頻率同步是否完成； 第二相位同步裝置，用于在所述1588時鐘模式下，如果檢測為所述GPS時鐘模式下的所述頻率同步完成，則基于來自所述1588時間服務器的時間信息，執行與所述1588時間服務器的相位同步； 監控裝置，用于監控所述GPS時鐘模式是否發生故障；以及 切換裝置，用于在所述GPS時鐘模式發生故障時，切換到所述1588時鐘模式。
5.根據權利要求4所述的多模式時鐘，其中，所述檢測裝置包括: 標志檢查單元，用于檢查用于指示頻率同步的狀態標志，如果所述狀態標志被設置為指示頻率已同步，則表明所述GPS時鐘模式下的所述頻率同步已完成。
6.根據權利要求4所述的多模式時鐘，其中，所述第二相位同步裝置包括: 測量單元，用于測量所述1588時間服務器與所述多模式時鐘之間的傳輸延時；以及 修正單兀，用于 根據所述傳輸延時，修正所述多模式時鐘的時間。
全文摘要
公開了多模式時鐘的切換方法，其中，該多模式包括GPS時鐘模式和基于1588協議的1588時鐘模式，該方法包括分別接收來自GPS時間服務器和1588時間服務器的時間信息；在GPS時鐘模式下基于來自GPS時間服務器的時間信息，執行與GPS時間服務器的頻率同步和相位同步；生成同步時鐘信號；在1588時鐘模式下啟動1588協議棧；檢測GPS時鐘模式下的頻率同步是否完成；如果檢測為GPS時鐘模式下的頻率同步完成，則基于來自1588時間服務器的時間信息，執行與1588時間服務器的相位同步；監控GPS時鐘模式是否發生故障；在GPS時鐘模式發生故障時，切換到1588時鐘模式。本發明的切換方法能夠減少多模式時鐘的模式切換時間，實現快速且平滑的模式切換。還公開了相應的多模式時鐘。
文檔編號H04L7/00GK103095446SQ20111033469
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者豐建中, 孫卓海, 王文兵, 陳亮, 顧崢浩 申請人:上海貝爾股份有限公司