一種同步數字傳輸網的時鐘源選擇方法

2023-04-30 06:28:06 1

專利名稱：一種同步數字傳輸網的時鐘源選擇方法
技術領域：
本發明涉及通信領域的同步數字傳輸(SDH)技術，尤其涉及一種同步數字傳輸網 的時鐘源選擇方法。
背景技術：
在同步數字通信網(SDH/S0NET)中，網內各個網元節點之間的同步是通過時鐘單 元完成的，同步直接關係到網絡業務的質量。如果網絡中的時鐘出現問題，輕則導致業務數 據指針的調整，重則導致整個網絡癱瘓。傳統的傳輸網絡採用同步狀態信息(Synchronization Status Message, SSM)協 議完成時鐘源的選擇操作，這種選擇方法在國際電信聯盟(ITU)相關規範等均有記載。所 述的SSM用於在同步定時鏈路中傳遞定時信號的質量等級，使得SDH網絡中的節點時鐘通 過對SSM的讀取並解析，獲取上遊時鐘信息，並將本節點同步信息傳遞給下遊節點。網元選 擇最優時鐘源進行鎖定的時候，主要把SSM信息作為選擇的依據，這種方法雖然可以保證 整個傳輸網絡保持時鐘同步，但卻無法檢測出時鐘源的劣化情況。在目前的同步數字傳送網中，時鐘單元對時鐘源的選擇過程中，普遍採用的方式 是通過計算時鐘源傳遞所經過的路徑長短來大概估計時鐘源的劣化程度，無法準確地檢測 出時鐘源真實劣化程度，並通過增加額外的開銷字節來避免時鐘成環。另外，在網管層面上還停留在操作員根據系統提供數據進行邏輯分析判斷基礎 上，無法由SDH網絡自動選擇時鐘源，即使當前選中的參考時鐘源劣化到了比較嚴重的程 度，系統仍然有可能認為該信號是當前最好的，在這種情況下系統無法進行時鐘源的自動 倒換。

發明內容
本發明所要解決的技術問題，在於需要提供一種時鐘源選擇方法，以自動完成SDH 傳輸網絡中網元時鐘源的選擇。為了解決上述技術問題，本發明提供了一種同步數字傳輸網的時鐘源選擇方法， 包括根據同步數字傳輸網的時鐘質量信息生成一時鐘信息報文，所述同步數字傳輸網 的每個網元的時鐘板，均通過所述時鐘信息報文進行獨立的時鐘源選擇。優選地，將所述時鐘信息報文採用國際電信聯盟標準高級數據鏈路控制協議封裝 並進行切割，以若干字節為單位的形式插入到同步數字傳輸幀的保留開銷字節中進行傳輸。優選地，所述時鐘質量信息，包括質量等級、優先級、時鐘方差以及時鐘源標識。優選地，對於接收的不同鄰居網元發送的所述時鐘信息報文，所述時鐘板依次比 較所述質量等級、優先級及時鐘方差，根據比較結果進行所述時鐘源選擇。優選地，對於接收的不同鄰居網元發送的所述時鐘信息報文，選擇質量等級最高的時鐘源，若所述質量等級最高的時鐘源不唯一則從中選擇優先級最高的時鐘源，若所述 優先級最高的時鐘源不唯一則計算所述優先級最高的時鐘源的時鐘方差，選擇所述時鐘方 差最小的時鐘源。優選地，該方法進一步包括將所選擇的時鐘源作為參考時鐘源，每個網元均判斷所述參考時鐘源的時鐘源標 識是否與自身的時鐘源標識相同，以此判斷時鐘是否成環。優選地，該方法進一步包括將所選擇的時鐘源作為參考時鐘源，跟蹤所述參考時鐘源並判斷劣化值是否超過 預設的門限值，是則降低所述質量等級和優先級，並重新進行所述時鐘源選擇，否則判斷所 述參考時鐘源是否為有效的時鐘源，是有效的時鐘源則所述時鐘板鎖定所述參考時鐘源， 不是有效的時鐘源則本板時鐘進入保持模式或自由震蕩模式。優選地，所述劣化值超過所述門限值，包括如下情形中的至少一種超過預設的鎖定時限而不能鎖定所述參考時鐘源；鎖定的所述參考時鐘源時頻偏超過了預設的頻偏門限；及檢測到系統相位突變超過預設的突變門限值。優選地，所述時鐘信息報文，進一步攜帶時間信息。與現有技術相比，本發明提出的SDH傳輸網絡中時鐘源的選擇方法，實現了時鐘 源自動倒換及其恢復，並有效地解決了時鐘成環的問題，沒有增加系統成本，充分保持了和 現有系統的兼容性。


圖1為現有技術中SDH網絡結構示意圖。圖2為本發明時鐘選擇方法實施例的流程示意圖。
具體實施例方式以下將結合附圖及實施例來詳細說明本發明的實施方式，藉此對本發明如何應用 技術手段來解決技術問題，並達成技術效果的實現過程能充分理解並據以實施。圖1為現有技術中SDH網絡結構示意圖。首先結合圖1所示的SDH網絡，說明本 發明使用一時鐘信息報文而非現有技術的開銷字節Si來傳遞時鐘信息。本發明技術方案 中，根據SDH通信網絡的時鐘源質量等級、優先級、時鐘方差以及時鐘源標識(ID)等時鐘質 量信息生成時鐘信息報文。SDH通信網絡的每個網元的時鐘板，均通過該時鐘信息報文中的 內容進行獨立的時鐘源選擇。SDH網絡中傳遞的都是SDH幀而非報文，因此為了網元能夠及時識別出本發明所 使用的時鐘信息報文，本發明將時鐘信息報文採用ITU標準高級數據鏈路控制(HDLC)協議 封裝後，對封裝後的報文進行切割，並以若干字節為單位的形式插入到SDH幀的保留開銷 字節中，並傳給相鄰節點網元。相應的，在群路單板收到相鄰節點網元的N級同步傳輸模塊 (STM-N)幀時，線路對該STM-N幀解析下來的開銷字節進行並串轉換，並送給HDLC處理模 塊，並將數據傳送到背板HDLC總線上去。對於中繼設備，也需要支持該保留開銷字節的處 理。
本發明技術方案使用該時鐘信息報文來傳遞SDH通信網絡的時鐘源質量等級、優 先級、時鐘方差以及時鐘源ID等時鐘質量信息，SDH通信網絡的每個網元的時鐘板，均通過 該時鐘信息報文的內容進行獨立的時鐘源選擇。另外採用ITU-T標準算法配置時鐘源往往會導致時鐘成環，而同步網內必須避免 定時環路的發生，這是因為(1)定時信號發生環路後，環路內的時鐘就脫離了本段基準時鐘的同步控制，影響 時鐘輸出信號的準確度；(2)環內時鐘形成自反饋，造成頻率不穩。因此進行時鐘源選擇時，還需要考慮如何避免時鐘成環的情況。圖2是本發明時鐘選擇方法實施例的流程示意圖。在本方法實施例中，假設有五 路時鐘源以供選擇，其中第一路時鐘源來自第一設備、第二路時鐘源來自第二設備、第三路 時鐘源來自第三設備、第四路時鐘源來自第四設備以及第五路時鐘源來自第五設備。結合 圖1所示的SDH網絡結構示意圖，圖2所示的方法實施例，主要包括如下步驟步驟S210，接收和認證來自鄰居網元的前述五路時鐘信息報文，對該五路時鐘信 息報文分別進行解析，提取出各路報文中的時鐘源質量等級、優先級、時鐘方差和時鐘源ID 等時鐘質量信息，以此作為選擇時鐘源的參考依據；步驟S220，對提取的五路時鐘源進行質量等級比較，將最高的質量等級作為當前 質量等級；步驟S222，判斷當前質量等級的時鐘源是否唯一，如果唯一則轉步驟S225，否則 轉步驟S230 ；在步驟S220及S222中，對前述五路時鐘源進行質量等級比較後，判斷出第一路時 鍾源、第二路時鐘源、第三路時鐘源以及第四路時鐘源的質量等級相等，且高於第五路時鐘 源的質量等級，因此轉步驟S230繼續進行；步驟S225，將該當前質量等級的時鐘源作為參考時鐘源，然後轉步驟S250 ；步驟S230，對這些質量等級相同的時鐘源，進一步進行優先級比較，判斷優先級最 高的時鐘源是否唯一，如果唯一則轉步驟S235，否則轉步驟S240 ；本步驟中，對質量等級相等的四路時鐘源進行優先級比較，判斷出第一路時鐘源、 第二路時鐘源以及第三路時鐘源的優先級相等，且高於第四路時鐘源的優先級，因此轉步 驟S240繼續進行；步驟S235，將該優先級最高的時鐘源作為參考時鐘源，然後轉步驟S250 ；步驟S240，對這些優先級相同的時鐘源，繼續進行時鐘方差的比較，即採用VCXO 調整的周期(IOms)，讀取η次鑑相值，根據該η次鑑相值計算時鐘方差，選擇時鐘方差最小 的時鐘源作為參考時鐘源；在實際應用中，時鐘方差最小不唯一的情況幾乎不會出現，即使 出現任選一路作為參考時鐘源即可；本步驟中，對優先級相等的三路時鐘源進行時鐘方差比較，判斷出第一路時鐘源 的時鐘方差最小，因此選擇該第一路時鐘源為參考時鐘源；步驟S250，判斷參考時鐘源的時鐘源ID是否與本網元(即自身)的時鐘源ID相 同，以此來判斷時鐘是否成環；如果參考時鐘源的時鐘源ID與本網元的時鐘源ID相同，則 說明時鐘成環，則將本次確定的參考時鐘源排除在外，返回步驟S220從剩餘時鐘源中重新
5選擇參考時鐘源，否則轉步驟S260 ；步驟S260，跟蹤參考時鐘源，檢查該參考時鐘源的時鐘信號質量，判斷劣化值是否 超過預設的門限值，是則轉步驟S264，否則轉步驟S266 ；判斷劣化值是否超過預設的門限值，也即檢測到以下條件至少一種是否發生，如 果發生，則認為劣化值超過該預設的門限值，否則認為沒有超過；(1)超過預設的鎖定時限(本實施例中為5分鐘)而不能鎖定參考時鐘源；(2)鎖定的參考時鐘源時頻偏較大，頻偏值超過了預設的頻偏門限(本實施例中 為士 4. 6PPM)；(3)檢測到系統相位突變超過預設的突變門限值；步驟S264，同時降低時鐘源的質量等級和優先級，並將降低後的質量等級作為新 的當前質量等級，返回步驟S222重新選擇參考時鐘源；步驟S266，如果該參考時鐘源為有效的時鐘源，則時鐘板鎖定該參考時鐘源，保證 本板時鐘與參考時鐘源同頻同相；如果該參考時鐘源不是有效的時鐘源，則本板時鐘切換 進入保持模式或自由振蕩模式(本板時鐘的當前時鐘狀態為保持，或者切換前選擇時鐘一 直在鎖相併進入鎖定狀態，則切換進入保持模式，否則切換進入自由振蕩模式)，然後執行 步驟S270 ；步驟S270，把本網元的系統時鐘質量等級、優先級、時鐘源ID和時鐘精度等信息 通過時鐘信息報文傳給其他相鄰網元；步驟S280，等待若干時間片(本實施例是IOms)，返回步驟S220 ；步驟S290，等待若干時間片(本實施例是100ms)或參考時鐘源發生變化，返回步 驟 S210。上述步驟S280是為了在本網元節點內，每隔一段時間(IOms)檢查時鐘板系統時 鍾鎖定情況，或者倒換、或者恢復、或者保持原樣；當IOOms時間到，則執行步驟S290，重新 接收相鄰節點網元的報文信息和網管上的配置，判斷是否備選條件發生變化，如果是則重 新選擇時鐘源。現有的時鐘源選擇方法都是針對網絡上的每個網元節點來進行的，這樣就需要在 網管上由網管人員手動對每個網元的時鐘源進行大量的配置工作，往往依賴於網管人員的 經驗和細心，效率和準確性都難以保證。本發明時鐘源選擇方法，則是在網絡中通過傳遞每 個時鐘源的質量信息給各個網元來進行自動選擇，不需要網管人員進行過多的幹預就可以 在網絡中完成時鐘源的選擇，提高了準確性和工作效率。本發明技術方案採用時鐘信息報文代替了以往的Sl開銷字節，能夠傳遞的時鐘 源信息大大增加了，有利於更好地進行時鐘源質量的判斷，而且還具有良好的擴展性，比如 可以容易地根據需求來修改報文的內容，根據修改後的報文來達到優化整個方法，甚至還 可以在報文中加入一些簡短的信息，例如節點網元的時間信息等，這樣就可以在各個網元 間傳遞時間等等。本發明技術方案，還有效地避免了時鐘成環，而且參考時鐘源劣化時，系 統能夠自動倒換及其恢復，不需要人工的幹預。雖然本發明所揭露的實施方式如上，但所述的內容只是為了便於理解本發明而採 用的實施方式，並非用以限定本發明。任何本發明所屬技術領域內的技術人員，在不脫離本 發明所揭露的精神和範圍的前提下，可以在實施的形式上及細節上作任何的修改與變化，但本發明的專利保護範圍，仍須以所附的權利要求書所界定的範圍為準。
權利要求
一種同步數字傳輸網的時鐘源選擇方法，其特徵在於，包括根據同步數字傳輸網的時鐘質量信息生成一時鐘信息報文，所述同步數字傳輸網的每個網元的時鐘板，均通過所述時鐘信息報文進行獨立的時鐘源選擇。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於將所述時鐘信息報文採用國際電信聯盟標準高級數據鏈路控制協議封裝並進行切割， 以若干字節為單位的形式插入到同步數字傳輸幀的保留開銷字節中進行傳輸。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述時鐘質量信息，包括質量等級、優先級、時鐘方差以及時鐘源標識。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於對於接收的不同鄰居網元發送的所述時鐘信息報文，所述時鐘板依次比較所述質量等 級、優先級及時鐘方差，根據比較結果進行所述時鐘源選擇。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於對於接收的不同鄰居網元發送的所述時鐘信息報文，選擇質量等級最高的時鐘源，若 所述質量等級最高的時鐘源不唯一則從中選擇優先級最高的時鐘源，若所述優先級最高的 時鐘源不唯一則計算所述優先級最高的時鐘源的時鐘方差，選擇所述時鐘方差最小的時鐘 源。
6.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括將所選擇的時鐘源作為參考時鐘源，每個網元均判斷所述參考時鐘源的時鐘源標識是 否與自身的時鐘源標識相同，以此判斷時鐘是否成環。
7.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括將所選擇的時鐘源作為參考時鐘源，跟蹤所述參考時鐘源並判斷劣化值是否超過預設 的門限值，是則降低所述質量等級和優先級，並重新進行所述時鐘源選擇，否則判斷所述參 考時鐘源是否為有效的時鐘源，是有效的時鐘源則所述時鐘板鎖定所述參考時鐘源，不是 有效的時鐘源則本板時鐘進入保持模式或自由震蕩模式。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於所述劣化值超過所述門限值，包括如下情形中的至少一種超過預設的鎖定時限而不能鎖定所述參考時鐘源；鎖定的所述參考時鐘源時頻偏超過了預設的頻偏門限；及檢測到系統相位突變超過預設的突變門限值。
9.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述時鐘信息報文，進一步攜帶時間信息。
全文摘要
本發明公開了一種同步數字傳輸網的時鐘源選擇方法，能自動完成SDH傳輸網絡中網元時鐘源的選擇。該方法包括根據同步數字傳輸網的時鐘質量信息生成一時鐘信息報文，所述同步數字傳輸網的每個網元的時鐘板，均通過所述時鐘信息報文進行獨立的時鐘源選擇。與現有技術相比，本發明方法實現了時鐘源自動倒換及其恢復，充分保持了和現有系統的兼容性。
文檔編號H04J3/06GK101931524SQ20091014867
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月25日 優先權日2009年6月25日
發明者高睿 申請人:中興通訊股份有限公司