一種使通訊系統的主備用時鐘保持一致的方法
2023-04-30 21:09:11
專利名稱：一種使通訊系統的主備用時鐘保持一致的方法
技術領域：
本發明涉及通訊設備的時鐘板，尤其涉及在沒有外同步參考源的情況下使系統的主備用時鐘保持一致的方法。
背景技術：
時鐘是通信設備穩定運行，提供良好的數據和話音服務的基礎。所以保證通信設備時鐘的準確性和穩定性對於通信設備來說是非常重要的。因此各個通信組織，國家以及運營商在設備入網前，都要對設備的時鐘性能進行嚴格的測試。時鐘的指標主要包括長期穩定度，長期準確度，保持性能，相位瞬變和相位不連續性等。
通信設備一般有兩塊互相備份的時鐘板，由其中主用的時鐘板提供系統時鐘。為了主備單板倒換時保持相位和頻率的一致，必須在正常運行時保證主備板頻率和相位一致。通常情況下，主備板同時跟蹤同一個參考源，可以保證輸出頻率的一致，通過對備用板輸出信號的相位調整，去鎖定主用輸出信號可以保證輸出相位的一致。要保證備用輸出信號與主用輸出信號保持一致，必須首先要保證主備用輸出信號的頻率保持一致。
但是在某些環境下，受設備所處網絡位置的限制，通信設備並不能從外部獲得參考源。這種情況下主備單板的輸出信號的頻率決定於單板上晶體的頻率，由於晶體的差異性不能保證兩塊單板的頻率保持一致，更加不能保證相位的一致，當進行主備倒換時將會造成設備系統時鐘的跳變，影響設備的性能。
為了解決主備單板的時鐘參考源問題，通常的方案是在主備單板上配置GPS(Global Position System，即全球定位系統)模塊，利用GPS提供的1PPS(Pulse Per second，即每秒的脈衝數)作為外部參考源，主備單板同時跟蹤GPS提供的1PPS信號。這種技術的缺點是1)參考源過於單一，過分依賴GPS衛星信號，如果GPS衛星信號出現故障或者遭到人為的幹擾，那麼主備單板又將處於無參考源狀態。2)增加了工程複雜性。GPS模塊包括衛星接受卡部分和天線部分，天線的安裝對工程的複雜性有很大的增加。3)增加了設備的成本。
發明內容本發明的主要目的就是提供一種在沒有外時鐘參考源的情況下使通訊系統的主備用時鐘保持一致的方法。
為實現上述目的，本發明提出的一種使通訊系統的主備用時鐘保持一致的方法，包括控制主備用時鐘頻率一致和控制主備用時鐘相位一致，其中主備用時鐘相位一致的實現是基於主備用時鐘頻率一致的基礎上，所述控制主備用時鐘頻率一致包括以下步驟使主用時鐘板處於自由振蕩狀態或保持狀態，並將主用時鐘板輸出的適於備用時鐘板參考的一路時鐘信號作為備用時鐘板的同步參考源；備用時鐘板跟蹤時鐘信號，將輸出時鐘的頻率同步到主用時鐘板輸出的時鐘頻率。
使主用時鐘板處於自由振蕩狀態或保持狀態的方法可以是下面方案中的任一種A)使主用時鐘板的外同步參考源接口空置；B)將主用時鐘板的外同步參考源設置為無效。
為了主備用時鐘板倒換時方便，優選方案是將主用時鐘板的外同步參考源設置為無效，將備用時鐘板的一路適於主用時鐘板參考的時鐘信號輸出接口與主用時鐘板的外同步參考源接口連接，並將備用時鐘板輸出的時鐘信號和主用時鐘板輸出的時鐘信號設置為相同的類型。
當主備用時鐘板倒換，原備用時鐘板成為新的主用時鐘板、原主用時鐘板成為新的備用時鐘板後，使新的主用時鐘板處於保持狀態，並將新的主用時鐘板輸出的適於新的備用時鐘板參考的一路時鐘信號作為新的備用時鐘板的外同步參考源；新的備用時鐘板跟蹤時鐘信號，將輸出時鐘的頻率同步到新的主用時鐘板輸出的時鐘頻率。
本發明的有益效果是1)本方案脫離了外同步參考源，不受外同步參考源的影響，同時也簡化了設備、降低了設備的成本。即本方案在沒有外同步參考源的情況下，仍然能夠保證系統的主、備用時鐘一致。在沒有外同步參考源的情況下，將主用時鐘板的輸出端與備用時鐘板的外同步參考源接口連接，而主用時鐘板因無外同步參考源則處於自由振蕩狀態或保持狀態，而備用時鐘板此時會把主用時鐘板的輸出作為外同步參考源去跟蹤，從而可以保證主備用時鐘板的頻率輸出保持一致。2)為了使主備用時鐘板倒換時更簡便，同時也將備用時鐘板的輸出端與主用時鐘板的外同步參考源接口連接，並強制設置主用時鐘板的外同步參考源無效，主用時鐘板仍處於自由振蕩狀態或保持狀態。當主備用時鐘板倒換時，原來的備用時鐘板變為主用時鐘板，外同步參考源被強制設為無效，變為保持原來的頻率狀態，原來的主用時鐘板變為備用時鐘板，參考源變為有效，開始跟蹤外同步參考源。這樣就保證了在此模式下，不管切換前還是切換後都保持備用時鐘板跟蹤主用時鐘板，並且主備用時鐘板的輸出頻率保持一致。
本發明的特徵及優點將通過實施例結合附圖進行詳細說明。
圖1是本發明的一種實施例的主備用時鐘板連接示意圖；圖2是本發明的一種實施例的主用時鐘板的外參考源無效設置流程圖。
具體實施方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述。
在一些設備中(例如通訊設備)需要有主備用兩塊時鐘板，設備正常運行時其中一塊為主用時鐘板，為整個系統提供準確的時鐘信號。另一塊為備用時鐘板，作用系統的備用時鐘信號，即作為主用時鐘板的備份，每塊時鐘板都有一路外同步參考源接口，用於接收外部輸入的參考信號，如果有外同步參考信號，在時鐘板工作時會跟蹤該外同步參考信號。同時時鐘板還具有多個時鐘信號輸出接口用於為通訊系統提供多種時鐘信號，但只有符合以下條件的才適於作為時鐘板參考輸出的信號與設計的同步參考源信號為同一信號類型或其頻率與設計的同步參考源信號的頻率相近。其中一個時鐘信號輸出接口為製造時測試用或者提供給別的系統使用，符合上述條件，可作為備用時鐘板的同步參考源。
每塊時鐘板包括檢測模塊、控制模塊，在依靠外同步參考源保證主備用時鐘板輸出頻率一致的情況下，檢測模塊通過與外同步參考源接口相連接以檢測外同步參考源信號，根據是否有外同步參考源信號輸出不同的信號，例如當檢測到有外同步參考源信號輸入時，檢測模塊輸出高電平，當檢測到沒有外同步參考源信號輸入時，檢測模塊輸出低電平。控制模塊接收同一時鐘板的檢測模塊輸出的信號，根據該信號判斷，如果有外同步參考源信號則控制該時鐘板跟蹤外同步參考源信號，如果沒有外同步參考源信號則向該時鐘板輸出無外同步參考源的信號，該時鐘板則會處於自由振蕩狀態或者保持狀態。
在本實施例中，主備用時鐘板的連接關係如圖1所示，主用時鐘板的時鐘信號輸出接口1與備用時鐘板的外同步參考源接口2相連接，備用時鐘板的時鐘信號輸出接口3與主用時鐘板的外同步參考源接口4相連接，另外設置主用時鐘板的時鐘信號輸出接口1向備用時鐘板的外同步參考源接口2輸出的信號與備用時鐘板的時鐘信號輸出接口3向主用時鐘板的外同步參考源接口4輸出的信號具有相同的類型，即主用時鐘板和備用時鐘板的輸入、輸出信號的信號類型相同，可以設置為2MHz、10MHz或2Mbits的信號。各種信號類型通過以下方法設定對於輸出信號的信號類型，先輸出一定頻率的信號，通過軟體控制分頻電路，產生不同頻率的信號。例如先輸出10MHz的信號，通過分頻電路，可產生2MHz的信號。對於輸入信號的信號類型，通過接口電路輸入不同頻率的信號，根據輸入信號的頻率，通過軟體設置，可控制電子開關切換到相應的電路。
主備用時鐘板之間的信號傳輸可以通過電纜也可以通過背板(即可插接的線路板)。
為了防止主備用時鐘板互相跟蹤引起自環，從而使時鐘頻率越來越偏離要求值，本實施例設置主用時鐘板的外同步參考源無效，具體是通過如圖2所示的步驟來實現的1)檢測模塊檢測外同步參考源信號，並根據是否有外同步參考源信號向控制模塊輸出不同的信號；有外同步參考源信號時，檢測模塊向控制模塊輸出高電平信號，無外同步參考源信號時，檢測模塊向控制模塊輸出低電平信號；2)控制模塊接收檢測模塊輸出的信號，向主用時鐘板輸出無外同步參考源的信號，即控制模塊不管接收到的是高電平還是低電平信號，都向主用時鐘板輸出無外同步參考源的信號。
主用時鐘板在無外同步參考源的情況下處於自由振蕩狀態或保持狀態，輸出的時鐘頻率決定於自身晶體的頻率。
主用時鐘板的外同步參考源設置為無效也可以通過以下步驟來實現1)檢測模塊檢測外同步參考源信號，皆向控制模塊輸出無外同步參考源的信號；2)控制模塊接收檢測模塊輸出的信號，向主用時鐘板輸出無外同步參考源的信號。
備用時鐘板的外同步參考源沒有被設置為無效，所以備用時鐘板的時鐘輸出跟蹤外同步參考源信號的頻率，並將輸出同步到主用時鐘板的時鐘輸出。
由於主備用時鐘板的時鐘信號輸出接口是現有的用於測試的接口，所以本發明在基本不用更改現有設計的基礎上即可實現脫離外同步參考源，並保證主備時鐘信號的一致性，降低了製造和使用成本。
上述實施例中，時鐘信號輸出接口還可以為其他時鐘信號輸出端，只要保證其輸出的信號為適合於作為主用時鐘板或備用時鐘板的參考源並且主備用時鐘板輸出的信號類型相同即可。
另一實施例是設置主用時鐘板的外同步參考源為空置狀態，檢測模塊檢測不到外同步參考源信號，則向控制模塊輸出無外同步參考源的信號；控制模塊接收到檢測模塊輸出的信號，向主用時鐘板輸出無外同步參考源的信號。從而使主用時鐘板處於自由振蕩狀態或保持狀態。
當主備用時鐘板倒換，即原備用時鐘板成為新的主用時鐘板、原主用時鐘板成為新的備用時鐘板後，則新的主用時鐘板的外參考源被設置為無效，並將新的主用時鐘板輸出的時鐘信號作為新的備用時鐘板的同步參考源，新的備用時鐘板的時鐘信號輸出接口與新的主用時鐘板的同步參考源接口連接。新的備用時鐘板跟蹤時鐘信號，將輸出時鐘的頻率同步到新的主用時鐘板輸出的時鐘頻率。
本發明保證了系統中始終是備用時鐘板跟蹤主用時鐘板的時鐘頻率輸出，並且保證了主備用時鐘板輸出頻率的一致。有了以上兩個保證就能實現備用時鐘板的輸出相位也去跟蹤主用時鐘板輸出時鐘的相位，保證相位一致的方法可以同現有技術，從而實現了主備用時鐘板在無參考源情況下頻率相位的一致，保證了時鐘板倒換過程中相位的穩定性，從而增加了通信設備的穩定性。
本發明不僅僅可應用於通訊設備中，對於任何具有主備時鐘的設備都可應用。
權利要求
1.一種使通訊系統的主備用時鐘保持一致的方法，包括控制主備用時鐘頻率一致和控制主備用時鐘相位一致，其中主備用時鐘相位一致的實現是基於主備用時鐘頻率一致的基礎上，其特徵在於所述控制主備用時鐘頻率一致包括以下步驟使主用時鐘板處於自由振蕩狀態或保持狀態，並將主用時鐘板輸出的適於備用時鐘板參考的一路時鐘信號作為備用時鐘板的外同步參考源；備用時鐘板跟蹤所述時鐘信號，將輸出時鐘的頻率同步到主用時鐘板輸出的時鐘頻率。
2.如權利要求1所述的使通訊系統的主備用時鐘保持一致的方法，其特徵在於將主用時鐘板的外同步參考源設置為無效，從而使主用時鐘板處於自由振蕩狀態或保持狀態。
3.如權利要求2所述的使通訊系統的主備用時鐘保持一致的方法，其特徵在於還包括以下步驟將備用時鐘板的一路適於主用時鐘板參考的時鐘信號輸出接口與主用時鐘板的外同步參考源接口連接，將備用時鐘板輸出的時鐘信號和主用時鐘板輸出的時鐘信號設置為相同的類型。
4.如權利要求3所述的使通訊系統的主備用時鐘保持一致的方法，其特徵在於所述信號類型為2MHz、10MHz或2Mbits信號。
5.如權利要求3所述的使通訊系統的主備用時鐘保持一致的方法，其特徵在於將主用時鐘板的用於測試的時鐘信號輸出接口與備用時鐘板的外同步參考源接口連接；將備用時鐘板的用於測試的時鐘信號輸出接口與主用時鐘板的外同步參考源接口連接。
6.如權利要求2所述的使通訊系統的主備用時鐘保持一致的方法，其特徵在於所述的將主用時鐘板的外同步參考源設置為無效包括以下步驟1)檢測模塊檢測外同步參考源信號，根據是否有外同步參考源信號輸出不同的信號；2)控制模塊接收檢測模塊輸出的信號，向主用時鐘板輸出無外同步參考源的信號。
7.如權利要求1所述的使通訊系統的主備用時鐘保持一致的方法，其特徵在於將主用時鐘板的外同步參考源接口空置，從而使主用時鐘板處於自由振蕩狀態或保持狀態。
8.如權利要求1所述的使通訊系統的主備用時鐘保持一致的方法，其特徵在於當主備用時鐘板倒換，原備用時鐘板成為新的主用時鐘板、原主用時鐘板成為新的備用時鐘板後，使新的主用時鐘板處於保持狀態，並將新的主用時鐘板輸出的適於新的備用時鐘板參考的一路時鐘信號作為新的備用時鐘板的同步參考源；新的備用時鐘板跟蹤所述時鐘信號，將輸出時鐘的頻率同步到新的主用時鐘板輸出的時鐘頻率。
9.如權利要求1至8中任一項所述的使通訊系統的主備用時鐘保持一致的方法，其特徵在於所述主用時鐘板和備用時鐘板之間的信號傳輸通過電纜傳輸或背板傳輸。
全文摘要
本發明公開了一種使通訊系統的主備用時鐘保持一致的方法，使主用時鐘板處於自由振蕩狀態或保持狀態，並將主用時鐘板輸出的一路時鐘信號作為備用時鐘板的同步參考源；備用時鐘板跟蹤主用時鐘板輸出的時鐘信號，將輸出時鐘的頻率同步到主用時鐘板輸出的時鐘頻率。在保證主備用時鐘板輸出頻率一致的情況下，通過對備用板輸出信號的相位調整，去鎖定主用輸出信號，可以保證主備用時鐘板輸出相位的一致。本方案保證了系統中始終是備用時鐘板跟蹤主用時鐘板的輸出，並且保證了主備用時鐘板輸出頻率的一致，從而脫離了外同步參考源，不受外同步參考源的影響，增加了通信設備的穩定性同時也簡化了設備、降低了設備的成本。
文檔編號H04L7/04GK1870453SQ20051003496
公開日2006年11月29日 申請日期2005年5月27日 優先權日2005年5月27日
發明者張曉勇 申請人:華為技術有限公司