乙太網同步方法和系統的製作方法
2023-07-09 02:56:26
專利名稱：乙太網同步方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，具體而言，涉及一種乙太網同步方法和系統。
背景技術：
對於採用電路交換的時分多路復用(Time Division Multiplexing，簡稱為TDM) 網絡(例如同步數字體系(Synchronous Digital Hierarchy，簡稱為SDH)網絡)，能夠傳送網絡同步定時信息，但大部分包交換網絡，特別是目前的乙太網絡則不具備這種功能。採用同步乙太網來傳輸時鐘，改造目前異步時鐘系統的乙太網絡，將SDH系統的全網同步定時傳送的思想引入乙太網絡的設計。同步乙太網是一種基於傳統的物理層時鐘同步技術，該技術從物理層數據碼流中提取網絡傳遞的高精度時鐘，再進行跟蹤和處理，形成系統時鐘，在發送側採用系統時鐘進行數據發送，從而實現不同節點間的頻率同步，不受業務負載流量影響，為系統提供基於頻率的時鐘同步功能，同步乙太網適用於不需要時間同步要求的場景。為了改善碼流的傳輸特性，SDH技術的做法是做一次隨機擾碼，這樣可以大大降低連1連0的概率，但這只不過是降低，連續的1或者0還是會出現的。而乙太網的物理層編碼是4B/5B (FE)和8B/10B (GE)，平均每4個比特就要插入一個附加比特，這樣絕對不會出現連續4個1或者4個0，更加便於提取時鐘，理論上同步乙太網更有優勢。但是，相關技術中，無法通過小封裝可插拔(Small Form-factor Pluggable，簡稱為SFP)電口模塊實現本端設備和對端設備的乙太網同步。
發明內容
針對相關技術中無法通過SFP電口模塊實現本端設備和對端設備的同步乙太網功能的問題，本發明提供了一種乙太網同步方法和系統。根據本發明的一方面，提供了一種乙太網同步方法，包括本端設備中的SFP電口模塊通過接收到來自對端設備的數據信號；從數據信號中獲得同步時鐘；將此同步時鐘作為本端設備的系統時鐘源。優選地，在本端設備中的SFP電口模塊通過接收到來自對端設備的數據信號之前，還包括本端設備中的SFP電口模塊初始化；通過I2C總線接口接收到來自母板的指令信息；根據指令信息，將SFP電口模塊的接口更改為slave模式。優選地，在通過I2C總線接口接收到來自母板的指令信息之後，還包括SFP電口模塊根據指令信息，將SFP電口模塊的狀態信息發送給母板。優選地，在將獲得的同步時鐘作為本端設備的系統時鐘源之後，還包括SFP電口模塊獲取本端設備的系統時鐘源；將系統時鐘源作為乙太網接口的發送參考時鐘信號源； 根據所述發送參考時鐘信號源，發送攜帶有同步時鐘信息的數據信號。優選地，在SFP電口模塊獲取本端設備的系統時鐘源之前，還包括本端設備中的 SFP電口模塊通過I2C總線接口接收到來自母板的指令信息；根據指令信息，將SFP電口模塊的接口更改為自適應模式。優選地，在發送攜帶有同步時鐘信息的數據信號之後，還包括第三設備中的SFP 電口模塊接收到攜帶有同步時鐘信息的數據信號；從數據信號中獲取同步時鐘；將此同步時鐘作為第三設備的系統時鐘源。根據本發明的一方面，提供了一種乙太網同步系統，包括本端設備和對端設備， 其中本端設備包括SFP電口模塊，SFP電口模塊包括第一接收模塊，用於通過同步乙太網接口接收到來自對端設備的數據信號；第一獲取模塊，用於從數據信號中獲取同步時鐘； 第一處理模塊，用於將此同步時鐘作為本端設備的系統時鐘源。優選地，其特徵在於，還包括初始化模塊，用於初始化；第二接收模塊，用於通過 I2C總線接口接收到來自母板的指令信息；第一接口更改模塊，用於根據指令信息，將SFP 電口模塊的接口更改為slave模式。優選地，還包括第二獲取模塊，用於獲取本端設備的系統時鐘源；第二處理模塊，用於將系統時鐘源作為乙太網接口的發送參考時鐘信號源；發送模塊，用於發送攜帶有同步時鐘信息的數據信號。優選地，還包括第三接收模塊，用於本端設備中的SFP電口模塊通過I2C總線接口接收到來自母板的指令信息；第二接口更改模塊，用於根據指令信息，將SFP電口模塊的接口更改為MASTER模式。在本發明中，通過SFP電口模塊獲取與對端設備同步的的同步時鐘，並將其作為本端設備的系統時鐘源，解決了相關技術中無法通過SFP電口模塊實現本端設備和對端設備的時鐘同步的問題，從而可以實現本端設備和對端設備的系統時鐘同步。
此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖1是根據本發明實施例的乙太網同步方法的流程圖；圖2是根據本發明優選實施例的實現同步乙太網功能的SFP電口模塊示意圖；圖3是根據本發明優選實施例的實現同步乙太網功能的SFP電口模塊的時鐘發送和恢復示意圖；圖4是根據本發明實施例的實現同步乙太網功能的流程圖；圖5是根據本發明實施例的乙太網同步系統的結構框圖；圖6是根據本發明優選實施例的乙太網同步系統的結構框圖一；圖7是根據本發明優選實施例的乙太網同步系統的結構框圖二 ；圖8是根據本發明優選實施例的乙太網同步系統的結構框圖三。
具體實施例方式需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。本發明的主要目的在於提供一種乙太網同步方法和系統，在符合《INF_8074i Specification for SFP ^Transceiver》的尺寸和結構的基礎上，在SFP電口模塊中嵌入支持同步乙太網的物理層PHY器件。在乙太網接口的接收部分，當乙太網接口為slave模式時，實現從接收線路的數據中獲取線路恢復時鐘，並將此時鐘送出SFP模塊，作為本設備的系統時鐘源；在乙太網接口的發送部分，將本設備系統時鐘源作為乙太網接口的發送參考時鐘信號源，將數據發送到對端設備，以便於對端設備恢復同步時鐘，如果對端設備的接口為slave模式，則可以將獲取的線路恢復時鐘作為系統時鐘源，從而實現同步時鐘在設備間的傳遞，最終實現同步乙太網功能；為了對電口 SFP模塊的信息進行監控，在SFP中內嵌了微控制器和EEPROM ；同時提供I2C總線接口，實現SFP模塊的對外的通訊。本發明提供了一種乙太網同步方法。圖1是根據本發明實施例的乙太網同步方法的流程圖，如圖1所示，包括如下的步驟S102至步驟S106。步驟S102，本端設備中的SFP電口模塊通過接收到來自對端設備的數據信號。步驟S104，從數據信號中獲取同步時鐘信息。步驟S106，將同步時鐘信息作為本端設備的系統時鐘源。相關技術中，無法通過SFP電口模塊實現本端設備和對端設備的乙太網同步功能。本發明實施例中，通過SFP電口模塊獲取與對端設備同步的同步時鐘信息，並將其作為本端設備的系統時鐘源，從而可以實現本端設備和對端設備的時鐘同步，最終實現同步乙太網功能。優選地，在本端設備中的SFP電口模塊通過接收到來自對端設備的數據信號之前，還包括本端設備中的SFP電口模塊初始化；通過I2C總線接口接收到來自母板的指令信息；根據指令信息，將SFP電口模塊的接口更改為slave模式，通過該實施例，更好的實現本端設備和對端設備的乙太網同步了。優選地，在通過I2C總線接口接收到來自母板的指令信息之後，還包括SFP電口模塊根據指令信息，將SFP電口模塊的狀態信息發送給母板，通過該實施例，更好的實現本端設備和對端設備的乙太網同步了。優選地，在將此同步時鐘作為本端設備的系統時鐘源之後，還包括SFP電口模塊獲取本端設備的系統時鐘源；將系統時鐘源作為乙太網接口的發送參考時鐘信號源；根據所述發送參考時鐘信號源，發送攜帶有同步時鐘信息的數據信號。本發明實施例中，通過發送帶有同步時鐘信息的數據信號，可以實現多個設備的乙太網同步。優選地，在SFP電口模塊獲取本端設備的系統時鐘源之前，還包括本端設備中的 SFP電口模塊通過I2C總線接口接收到來自母板的指令信息；根據指令信息，將SFP電口模塊的接口更改為自適應模式，通過該實施例，更好的實現本端設備和對端設備的乙太網同步了。優選地，在發送攜帶有同步時鐘信息的數據信號之後，還包括第三設備中的SFP 電口模塊接收到攜帶有同步時鐘信息的數據信號；從數據信號中獲取同步時鐘；將此同步時鐘作為第三設備的系統時鐘源，通過該實施例，更好的實現本端設備和對端設備的乙太網同步了。本發明目的的實現是基於下面幾個部分電源、微處理器、電可擦可編程只讀存儲器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，簡稱為 EEPROM)、溫度檢測、電源檢測、物理層(PHY)器件、時鐘恢復、變壓器、RJ45接口插座、耦合電路，以及相關的對外接口和附屬電路。
電源的主要功能是將外部電源轉換成其他功能模塊需要的電源。微處理器的主要功能是讀、寫SFP模塊中PHY器件的寄存器，實現對PHY的控制； 讀取溫度檢測、電源檢測部分的狀態；通過外部I2C接口實現SFP模塊的對外的通訊。EEPROM的主要功能是保存SFP的型號、S/N等SFP的產品屬性信息，符合 《INF_8074i Specification for SFP Transceiver》。溫度檢測、電源檢測的主要功能是實現SFP模塊環境模擬量的採集。PHY器件的主要功能是實現乙太網媒體接入控制(Media Access Control，簡稱為MAC)和乙太網通信線路之間的信號轉換；支持同步乙太網功能；在乙太網接口的接收部分，當同步乙太網的接口模式為slave模式時，從接收線路上的數據信號中獲取線路恢復時鐘，送出SFP電口模塊，作為設備的系統時鐘源，從而實現與對端設備的時鐘同步；在乙太網接口的發送部分，將上述系統時鐘源作為乙太網接口的發送參考時鐘信號源，將數據發送到對端設備，以便於對端設備恢復同步時鐘，如果對端設備的接口如果為slave模式， 則可以將獲取的線路恢復時鐘作為系統時鐘源，從而實現同步乙太網的同步時鐘在設備間的傳遞。變壓器的主要功能寬帶信號的傳輸和電氣隔離。RJ45接口插座的主要功能是提供外部接口。耦合電路的主要功能是實現SFP模塊的高速串行數據信號的耦合。對外接口和附屬電路的主要功能是主要包括電源、控制信號、I2C總線接口、高速串行數據信號、恢復時鐘信號和相關的附屬電路，對外接口是SFP模塊與母板間的接口。圖2是根據本發明優選實施例的實現同步乙太網功能的SFP電口模塊示意圖，如圖2所示，首先SFP電口模塊上電，電源電路將輸入電源轉換為裝置需要的電源，給各個功能模塊供電。微控制器，初始化SFP模塊，主要是初始化PHY器件，使之處於預設的工作狀態，此時PHY處於自適應模式；當接收到外部接口 I2C來的指令，執行指令，並返還結果。PHY器件，通過串行管理接口接收微控制器的指令，實現初始化和配置，對於 lOOOBase-T接口的master和slave、自適應模式設置可以通過外部I2C接口對微處理器的訪問，再由微處理器對PHY器件進行配置完成。PHY器件最基本的作用是實現乙太網MAC和乙太網通信線路之間的信號轉換，在乙太網接口配置為slave模式時，完成從接收線路的信號中恢復同步時鐘，送出SFP模塊；在master模式時，接收SFP外部參考時鐘，並利用該時鐘發送數據，圖3是根據本發明優選實施例的實現同步乙太網功能的SFP電口模塊的時鐘發送和恢復示意圖，以上描述如圖3所示。在自適應的情況下，由兩端設備的乙太網電口通過自動協商完成，從而決定哪一端為slave，哪一端為master。EEPROM保存SFP的型號、S/N等SFP的產品屬性信息，可以用過I2C總線接口直接讀寫。溫度檢測、電源檢測部分實現SFP模塊環境模擬量信息的採集，並由微處理器讀取，微處理器根據母板來的I2C總線接口的指令，發布信息。對外接口是SFP模塊與母板的接口，為了和《INF-8074i Specification for SFP Transceiver))的接口兼容，將對外接口做了如下定義見表1。表1管腳、名稱、功能的對應關係表
權利要求
1.一種乙太網同步方法，其特徵在於包括本端設備中的SFP電口模塊接收到來自對端設備的數據信號； 從所述數據信號中獲得出同步時鐘； 將所述同步時鐘作為所述本端設備的系統時鐘源。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在本端設備中的SFP電口模塊接收到來自對端設備的數據信號之前，還包括所述本端設備中的SFP電口模塊初始化；通過I2C總線接口接收到來自母板的指令信息；根據所述指令信息，將所述SFP電口模塊的接口更改為slave模式。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，在通過I2C總線接口接收到來自母板的指令信息之後，還包括所述SFP電口模塊根據所述指令信息，將所述SFP電口模塊的狀態信息發送給所述母板。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在將所述同步時鐘作為所述本端設備的系統時鐘源之後，還包括所述SFP電口模塊獲取所述本端設備的系統時鐘源；將所述系統時鐘源作為乙太網接口的發送參考時鐘信號源；根據所述發送參考時鐘信號源，發送攜帶有所述同步時鐘信息的數據信號。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，在所述SFP電口模塊獲取所述本端設備的系統時鐘源之前，還包括所述本端設備中的SFP電口模塊通過I2C總線接口接收到來自母板的指令信息； 根據所述指令信息，將所述SFP電口模塊的接口更改為自適應模式。
6.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，在發送攜帶有所述同步時鐘信息的數據信號之後，還包括第三設備中的SFP電口模塊接收到攜帶有所述同步時鐘信息的數據信號； 從所述數據信號中獲得同步時鐘； 將所述同步時鐘作為所述第三設備的系統時鐘源。
7.一種乙太網同步系統，其特徵在於包括本端設備和對端設備，其中所述本端設備包括SFP電口模塊，所述SFP電口模塊包括第一接收模塊，用於通過同步乙太網接口接收到來自對端設備的數據信號； 第一獲取模塊，用於從所述數據信號中獲取同步時鐘； 第一處理模塊，用於將所述同步時鐘作為所述本端設備的系統時鐘源。
8.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述SFP電口模塊還包括 初始化模塊，用於初始化；第二接收模塊，用於通過I2C總線接口接收到來自母板的指令信息； 第一接口更改模塊，用於根據所述指令信息，將所述SFP電口模塊的接口更改為slave 模式。
9.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述SFP電口模塊還包括 第二獲取模塊，用於獲取所述本端設備的系統時鐘源；第二處理模塊，用於將所述系統時鐘源作為乙太網接口的發送參考時鐘信號源；發送模塊，用於根據發送參考時鐘信號源，發送攜帶有所述同步時鐘信息的數據信號。
10.根據權利要求9所述的系統，其特徵在於，所述SFP電口模塊還包括 第三接收模塊，用於通過I2C總線接口接收到來自母板的指令信息； 第二接口更改模塊，用於根據所述指令信息，將所述SFP電口模塊的接口更改為自適應模式。
全文摘要
本發明公開了一種乙太網同步方法和系統，該方法包括本端設備中的SFP電口模塊通過接收到來自對端設備的數據信號；從數據信號中獲得同步時鐘；將此同步時鐘作為本端設備的系統時鐘源，從而實現同步乙太網功能。在本發明中，通過SFP電口模塊獲取與對端設備同步的同步時鐘信息，並將其作為本端設備的系統時鐘源，解決了相關技術中無法通過SFP電口模塊實現同步乙太網功能的問題，從而可以實現本端設備和對端設備的系統時鐘同步。
文檔編號H04L7/00GK102347830SQ20111035192
公開日2012年2月8日 申請日期2011年11月9日 優先權日2011年11月9日
發明者陶德明 申請人:中興通訊股份有限公司