專利名稱：一種多時鐘同步技術混合組網的實現方法和系統和裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于通信網絡技術領域，具體涉及在分組網絡中采用物理時鐘技術和分組時鐘技術兩種不同時鐘同步技術混合組網情況下，一種時鐘同步混合組網的系統和架構，時鐘鏈路拓撲建立和保護，及混合時鐘源選源的方法和裝置。
背景技術：
隨著無線通信技術的發展，電信網絡也由傳統的電路交換方式轉變為分組交換。這就需要解決在分組網絡中如何實現時鐘和時間的同步。ITU-T G.826X系列標準規范了采用同步以太網實現分組網絡的物理時鐘同步；IEEE1588v2規范了采用精確時間協議(Precision Time Protocol,簡稱PTP)實現時間同步和時鐘同步。為了兼容現有的傳統網絡，并適應時鐘同步技術的發展，采用不同同步技術混合組網不可避免。現有的同步以太網(SyncE)和同步數字體系(SDH)網絡采用同步狀態消息(Synchronization StatusMessage，簡稱SSM)協議完成時鐘分配和同步，對無法支持同步以太網的網絡，比如傳統路由器/交換機網絡和無線微波網絡，就必須采用PTP協議或網絡時間協議(NTP)協議完成時鐘和時間的分配和同步。其中，前者為一種采用SSM協議的時鐘技術為物理時鐘技術，后者采用PTP或NTP協議的時鐘技術為分組時鐘技術，當采用兩種同步技術實現混合組網時，就需要解決和規范混合組網情況下的時鐘同步的拓撲建立、時鐘鏈路的保護和時鐘源選擇等問題。ITU-T G.8265和G.8265.1規定了分組方式下PTP頻率同步的通用架構和頻率分配的電信規范。如圖1所示，它規定的同步架構類似NTP協議的客戶/服務(Client/Server)模式，即同步網絡劃分為不同的PTP域，不同PTP域之間相互隔離；每個主時鐘(Master)屬于不同的PTP域,Master之間也相互隔離,不能通信；從時鐘(Slave)可以加入多個PTP域，即一個Slave可以和多個Master之間建立通信并獲取同步服務；每個Slave內部建立多個邏輯的只能作為從時鐘的普通時鐘(Slave Only Ordinary Clock,即簡稱S00C)實例，每個SOOC實例和相應的Master進行同步和頻率恢復。另外，Master和Slave的角色不能改變，是固定的，即Master只能作為Master, Slave只能作為Slave,不允許使用最佳主時鐘算法(Best Master Clock，簡稱BMC)算法自動重配置同步的拓撲，即PTP時鐘鏈路是單向的。最后，考慮到需要和現有SSM協議的同步保護方式的一致性，ITU-T G.8265.1沒有采用IEEE1588v2規定的默認BMC (最佳主時鐘)算法，而是規定了類似SSM選源算法的替換的最佳主時鐘算法(Alternate BMCA)算法。現有的ITU-T G.8265及G.8265.1頻率同步電信規范在客戶/服務這種架構下可以正常的工作。但是，考慮到資源的有效利用和網絡可靠性等因素，目前的電信網絡架構基本都采用了環型、鏈型及其組合進行組網。另外，同步網絡需要實現可靠保護，比如在同一個地理位置，可以部署硬件冗余和Master冗余；在不同的地理位置，可以部署相互獨立的Master，實現1:1和N:1保護。SDH網絡或同步以太網絡采用SSM協議進行頻率同步拓撲的建立和時鐘鏈路的保護，由于SSM頻率同步鏈路是雙向的，即當主時鐘源失效后，網絡設備會根據SSM協議的計算，從其它方向選擇并切換到新的時鐘源，從而保證同步的可靠性。但對當前的ITU-T G.8265.1標準，在混合組網情況下，現有標準規范存在以下問題:(I)其規定的同步拓撲是一種星形架構，設備角色固定的，即Master只能作為Master,Slave只能作為Slave，不能自動重配置，因此這種同步架構比較適用于接入層網絡，而不適合于采用環形拓撲的匯聚層和核心層網絡；(2)如圖2所示，頻率同步的方向只能是從Master (作為Server)到Slave (作為Client),而且這種方向固定不變，即時鐘同步鏈路是單向的，因此，在電信網絡中，采用不同同步技術進行混合組網時，按照現有的G.8265.1標準規范，并不能像SSM協議那樣完成同步拓撲的建立和時鐘鏈路的保護倒換，會導致同步失效。因此，在混合組網情況下，這種單向的時鐘鏈路不適用。(3)如圖2所示，現有的Alternate BMCA選源算法只考慮了分組時鐘源(例如PTP頻率參數)，比如分組時鐘源的QL (時鐘等級質量)、PTSF (分組定時信號失效)和Priority (優先級)，并沒有考慮混合組網情況下物理時鐘源，例如SyncE頻率參數，比如物理時鐘源的QUPriority和SF (信號失效)，因此在混合組網時，Alternate BMCA算法并不能進行正確的時鐘鏈路拓撲的建立、時鐘鏈路倒換和時鐘源選擇，即現有G.8265.1標準規范不能解決混合組網情況下的混合時鐘源選擇問題。(4)現有的G.8265.1頻率同步電信規范,Master和Slave之間要求采用單播消息進行協商和頻率同步，在混合組網情況下，組網不靈活，效率不高。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提出一種多時鐘同步技術混合組網的實現裝置，解決了不同時鐘技術混合組網情況下的同步網絡建立、時鐘鏈路保護的問題。為了解決上述技術問題，本發明提供了一種多時鐘同步技術混合組網的實現方法，其中，為同時作為時鐘同步服務提供主體和時鐘同步服務接受主體的同步設備設置一個主時鐘以及一個或多個從時鐘，所述同步設備通過主時鐘向與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息，并通過從時鐘從與其相鄰的同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息，其中同步設備相鄰是指物理上直連或跨不支持時鐘同步技術的網絡的連接。進一步地，上述方法還可以具有以下特點:為只作為時鐘同步服務提供主體的同步設備只設置一個主時鐘，此同步設備通過主時鐘向與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息；為只作為時鐘同步服務接受主體的同步設備只設置一個或多個從主時鐘，此同步設備通過從時鐘從與其相鄰的同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息。進一步地，上述方法還可以具有以下特點:同時作為時鐘同步服務提供主體和時鐘同步服務接受主體的同步設備與N個其它同時作為時鐘同步服務提供主體和時鐘同步服務接受主體的同步設備相鄰時，為所述同步設備設置一個主時鐘和N個從時鐘，為與其相鄰的N個同步設備分別設置一個主時鐘和一個從時鐘，所述同步設備通過主時鐘向其它N個與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息，并通過N個從時鐘分別從與其相鄰的N個同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息。進一步地，上述方法還可以具有以下特點:使用PTP時鐘標識、PTP端口號或IP地址信息綁定同步設備上通過主時鐘向相鄰同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息的正向路徑和通過從時鐘從所述相鄰同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息的反向路徑，構成雙向的分組時鐘鏈路。進一步地，上述方法還可以具有以下特點:所述同步設備鎖定一相鄰同步設備的分組時鐘源后，沿此同步設備的主時鐘至所述相鄰同步設備的從時鐘的路徑向所述相鄰同步設備發送指示無效的時鐘源等級或者停止發送分組時鐘源信息。進一步地，上述方法還可以具有以下特點:為同步設備配置用于為所述同步設備提供物理時鐘參數的物理時鐘鏈路，所述同步設備根據分組時鐘參數和物理時鐘參數在待選擇的時鐘源中選擇出一個最佳時鐘源。進一步地，上述方法還可以具有以下特點:所述同步設備在待選時鐘源中同時包括分組時鐘源和物理時鐘源并且各待選時鐘源的時鐘等級和優先級均相同的情況下，從物理時鐘源中選擇出一個最佳時鐘源。進一步地，上述方法還可以具有以下特點:所述同步設備通過主時鐘向相鄰設備的從時鐘發送時鐘源信息時采用單播或組播方式。為了解決上述技術問題，本發明還提供了一種多時鐘同步技術混合組網的實現系統，其中，所述系統包括同步設備配置模塊和跨不支持時鐘同步技術的網絡而連接的同步設備；所述同步設備包括時鐘源處理模塊；所述同步設備配置模塊，用于為同時作為時鐘同步服務提供主體和時鐘同步服務接受主體的同步設備設置一個主時鐘以及一個或多個從時鐘；所述時鐘源處理模塊，用于同步設備同時作為時鐘同步服務提供主體和時鐘同步服務接受主體時，通過主時鐘向與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息，并通過從時鐘從與其相鄰的同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息；其中同步設備相鄰是指物理上直連或跨不支持時鐘同步技術的網絡的連接。進一步地，上述系統還可以具有以下特點:所述同步設備配置模塊，還用于為只作為時鐘同步服務提供主體的同步設備只設置一個主時鐘，為只作為時鐘同步服務接受主體的同步設備只設置一個或多個從主時鐘；所述時鐘源處理模塊，還用于在同步設備只作為時鐘同步服務提供主體時，通過主時鐘向與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息，還用于在同步設備只作為時鐘同步服務接受主體時，通過從時鐘從與其相鄰的同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息。進一步地，上述系統還可以具有以下特點:所述同步設備配置模塊，還用于使用PTP時鐘標識、PTP端口號或IP地址信息綁定同步設備上通過主時鐘向相鄰同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息的正向路徑和通過從時鐘從所述相鄰同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息的反向路徑，構成雙向的分組時鐘鏈路。進一步地，上述系統還可以具有以下特點:所述同步設備配置模塊，還用于為同步設備配置用于為所述同步設備提供物理時鐘參數的物理時鐘鏈路；所述時鐘源處理模塊，還用于根據分組時鐘參數和物理時鐘參數在待選擇的時鐘源中選擇出一個最佳時鐘源。
為了解決上述技術問題，本發明還提供了一種多時鐘同步技術混合組網的實現裝置，所述裝置位于同步設備中，所述裝置包括時鐘源處理模塊；其中，所述時鐘源處理模塊包括分組時鐘系統模塊；所述分組時鐘系統模塊包括一個主時鐘以及一個或多個從時鐘，所述分組時鐘系統模塊，用于在所述裝置所屬的同步設備同時作為時鐘同步服務提供主體和時鐘同步服務接受主體時，通過主時鐘向與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息，并通過從時鐘從與其相鄰的同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息。進一步地，上述裝置還可以具有以下特點:所述分組時鐘系統模塊，還用于在所述裝置所屬的同步設備只作為時鐘同步服務提供主體時，通過主時鐘向與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息，還用于在所述裝置所屬的同步設備只作為時鐘同步服務接受主體時，通過從時鐘從與其相鄰的同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息。進一步地，上述裝置還可以具有以下特點:所述裝置還包括物理時鐘系統模塊和時鐘源選擇模塊；所述物理時鐘系統模塊，用于通過物理時鐘鏈路為所述同步設備提供物理時鐘參數；所述時鐘源選擇模塊，還用于根據從分組時鐘系統模塊的從時鐘獲取的分組時鐘參數和從物理時鐘系統模塊獲取的物理時鐘參數在待選擇的時鐘源中選擇出一個最佳時鐘源。本方案提出的解決方案相應解決了現有技術的問題。首先，(I)采用了一種混合組網的時鐘同步系統或架構，這種新的時鐘同步系統能兼容現有的同步系統，不但適用于星形網絡，也適用于環形、鏈形和網狀網絡等復雜網絡拓撲。(2)實現了雙向的PTP時鐘鏈路，即配置一個Master，用于向其它設備發送頻率信息，即進行正方向的頻率恢復，另外配置一個或多個Slave實例，用于從其它Master接收頻率信息，即進行反方向的頻率恢復；這樣，在物理時鐘技術和分組時鐘技術混合組網情況下，當時鐘源失效時，使PTP同步設備能正常倒換并鎖定其它時鐘源，解決了混合組網情況下時鐘源倒換失效問題；(3)改進現有標準的Alternate BMCA算法，使時鐘源選擇除了考慮PTP頻率參數，還考慮SSM頻率參數，從而解決了混合組網時時鐘源選擇問題。(4)Slave向Master請求時鐘同步服務是,采用單播方式，Master向Slave提供同步服務是，可以采用單播，也可以采用組播，提高了系統效率和組網的靈活性；通過采用上述方法，解決了物理時鐘技術和分組時鐘技術混合組網下的時鐘拓撲的建立、時鐘鏈路保護和時鐘源選擇等問題，擴大了時鐘同步業務的應用范圍。


圖1是現有的G.8265.1的頻率同步架構和系統結構圖；圖2是現有的PTP設備中PTP時鐘源處理模塊的結構示意圖；圖3是多時鐘同步技術混合組網的實現方法的一種具體示意圖；圖4是多時鐘同步技術混合組網的實現方法的另一種具體示意圖；圖5是混合組網下時鐘源選擇方法示意圖；圖6是混合組網下的時鐘同步系統架構；圖7是混合組網下的同步設備的功能模塊結構示意圖8是具體實施例的第一階段中所有設備鎖定主時鐘源G.811的示意圖；圖9是具體實施例的第二階段中主時鐘源故障時切換到備時鐘源G.812的示意圖；圖10是具體實施例的第三階段中倒換后所有設備鎖定備時鐘源G.812的示意圖。
具體實施例方式本方案中的混合組網中包括支持時鐘同步技術的網絡以及不支持時鐘同步技術的網絡(例如傳統路由器、交換機網絡，無線微波網絡，OTN網絡等)。多時鐘同步技術混合組網的實現方法，包括:為同時作為時鐘同步服務提供主體和時鐘同步服務接受主體的同步設備設置一個主時鐘以及一個或多個從時鐘，所述同步設備通過主時鐘向與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息，并通過從時鐘從與其相鄰的同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息，其中同步設備相鄰是指物理上直連或跨不支持時鐘同步技術的網絡的連接。通過上述方法，相鄰同步設備可以進行雙向鏈路通信，可以完成正方向和反方向的頻率恢復，完成雙向的行為，對混合組網中時鐘鏈路的保護倒換起到重要作用。具體說明如下:同時作為時鐘同步服務提供主體和時鐘同步服務接受主體的同步設備與N個其它同時作為時鐘同步服務提供主體和時鐘同步服務接受主體的同步設備相鄰時，為所述同步設備設置一個主時鐘和N個從時鐘，為與其相鄰的N個同步設備分別設置一個主時鐘和一個從時鐘，所述同步設備通過主時鐘向其它N個與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息，并通過N個從時鐘分別從與其相鄰的N個同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息。如圖3所示，在NE2和NE3分別配置一個Master和一個Slave實例，并指定它們的端口狀態為Master和Slave ;如果端口狀態為Slave,則向對應的Master發信令報文請求頻率同步服務；如果端口狀態為Master，則如果收到頻率同步服務請求，則發送頻率同步服務消息給Slave ;比如圖3,在NE2上配置了一個Master和一個Slave實例,Master的端口狀態指定為Master, Slave實例的端口狀態指定為Slave ;這樣Slave就可以向NE3的Master發送PTP信令請求時鐘同步服務，Master就可以向NE3的Slave提供時鐘同步服務；又比如圖4所示，在NE3設備，分別有三條PTP時鐘鏈路和兩條SyncE時鐘鏈路；NE3設備配置一個Master，用于發送頻率信息給其它設備，另外配置了三個Slave實例，用于從其它設備接收頻率信息。本方案中，還為只作為時鐘同步服務提供主體的同步設備只設置一個主時鐘，此同步設備通過主時鐘向與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息；為只作為時鐘同步服務接受主體的同步設備只設置一個或多個從主時鐘，此同步設備通過從時鐘從與其相鄰的同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息。此方法可以實現混合組網中不同同步設備的功能需要，只需作為時鐘同步服務提供主體的同步設備可以只配置主時鐘，只需作為時鐘同步服務接受主體只配置從時鐘，完善系統功能。本方法中，可以使用PTP時鐘標識、PTP端口號或IP地址信息綁定同步設備上通過主時鐘向相鄰同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息的正向路徑和通過從時鐘從所述相鄰同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息的反向路徑，構成雙向的分組時鐘鏈路。即發送頻率信息的鏈路和接收頻率信息的鏈路組成一條分組時鐘鏈路，可以通過PTP時鐘ID、PTP端口號和/或IP地址等信息來綁定這一條分組時鐘鏈路；PTP協議根據綁定關系和相關參數進行報文的收發和處理；比如圖3，在ΝΕ2設備上，ΝΕ2上的Master和NE3上的Slave為正方向的時鐘鏈路，NE3上的Master和NE2上的Slave為反方向的時鐘鏈路；由于NE2通過PTP信令獲悉了 NE3的相關信息，比如時鐘ID、PTP端口號和IP地址等信息，因此可以把著兩條時鐘鏈路綁定為一條分組時鐘鏈路；根據這個綁定關系，分組時鐘鏈路就可以實現物理時鐘鏈路的行為；又比如圖4，NE3和NEl有一條PTP時鐘鏈路，它有兩個方向的PTP通道組成，一個方向從NEl設備的Ml (即Masterl)到NE3設備的SI (即Slavel),這個方向用于從NEl接收頻率信息;另外一個方向是從NE3的M4(即Master4)到NEl的SI (即Slavel)，這個方向用于發送頻率信息給NEl ;這兩個方向的PTP通道可以通過時鐘ID或IP地址等信息組成一條PTP時鐘鏈路。本方法中同步設備鎖定一相鄰同步設備的分組時鐘源后，沿此同步設備的主時鐘至所述相鄰同步設備的從時鐘的路徑向所述相鄰同步設備發送指示無效的時鐘源等級或者停止發送分組時鐘源信息，以防止時鐘互鎖。例如:當同步設備鎖定某條分組時鐘鏈路的時鐘源后，則向此條鏈路的反方向發送QL = Oxf時鐘等級信息或者停止發送分組時鐘源信息，防止時鐘互鎖；同時向其它分組時鐘鏈路和物理時鐘鏈路發送鎖定后的時鐘源QL信息；如圖3所示，假如開始時NE2和NE3鎖定QL = 0x2的時鐘源，具體包括:在NE2設備，NE2鎖定NEl的物理時鐘源(即QL = 0x2的時鐘源)后，則Master將向NE3提供分組時鐘源信息，映射后的PTP clockClass = 84 ；在NE3設備，Slave實例獲得分組時鐘源信息，經過選擇器比較，QL最高，則鎖定這個頻率源；鎖定之后，向此分組時鐘鏈路的反方向發送QL = Oxf (對應PTP clockClass =110)的報文表示此鏈路時鐘不可用，或者停止發送分組時鐘源信息；同時，NE3向NE4發送QL = 0x2的物理時鐘源信息；又比如圖4，當NE3鎖定NEl輸出的分組時鐘源后，則NE3根據綁定關系，通知本設備的 M4 (即 Master4)向 NEl 設備的 SI (即 Slavel)發送 QL = OxOf (對應 clockClass =110)的時鐘等級信息表示頻率源不可用或者停止發送分組時鐘源信息，因此NEl不會使用或鎖定NE3輸出的頻率源，避免了互鎖；同時，對其它兩條PTP時鐘鏈路，由于和鎖定的PTP時鐘鏈路不成綁定關系，因此NE3通知M4向NE5和NE6發送鎖定后的QL(時鐘等級質量)信息；另外對其它兩條SyncE時鐘鏈路，由于不屬于相同類型的頻率源，因此NE3發送鎖定后的QL給NE2和NE4 ；本方法中同步設備鎖定某條物理時鐘鏈路的時鐘源后，則向反方向發送QL =Oxf，避免互鎖；同時，通知本設備Master向所有分組時鐘鏈路輸出QL信息和時鐘信息；對其它物理時鐘鏈路，發送正常的QL信息和時鐘信息；比如圖4，當NE3鎖定NE2的頻率源，NE3發送QL = OxOf的時鐘等級信息給NE2，防止互鎖；同時，向其它物理時鐘鏈路和所有PTP時鐘鏈路發送鎖定后的QL信息及時鐘信息。本方法中，為同步設備配置用于為所述同步設備提供物理時鐘參數的物理時鐘鏈路，此物理時鐘鏈路與分組時鐘鏈路均參與時鐘源選擇并提供時鐘參數，所述同步設備根據分組時鐘參數和物理時鐘參數在待選擇的時鐘源中選擇出一個最佳時鐘源。比如圖4，NE3設備具有兩個SyncE時鐘鏈路，它們分別和NE2、NE4連接；另外NE3具有三個PTP時鐘鏈路，分別和NE1、NE5和NE6連接；這些輸入的時鐘信息一起參與系統時鐘的選擇，即NE3設備根據從這些時鐘鏈路接收到QL、本地優先級及信號失效告警等信息，選擇并鎖定其中一路時鐘源，并輸入給系統時鐘。本方法中改進現有標準的Alternate BMCA算法，使時鐘源選擇除了考慮分組時鐘源參數，還考慮物理時鐘源參數；在混合組網環境下，輸入的頻率源可以是分組頻率源，也可以是物理頻率源。當前的G.8265.1標準沒有采用IEEE 1588v2的默認BMC算法，而是制定了新的Alternate BMCA算法來完成Master的選擇,這個算法借用了目前SSM協議的選源機制，即選擇時鐘源時，考慮的因素有:時鐘等級質量(QL)、優先級(Priority)和分組定時信號失效指示(PTSF)。在混合組網場景下，由于現在的G.8265.1的架構所限制，Alternate BMCA算法只能選擇分組時鐘源，不能選擇物理時鐘源；因此需要對現有的Alternate BMCA算法進行改進。如圖5所示，具體的混合時鐘源選擇算法包括:1，由于分組時鐘鏈路頻率恢復比物理時鐘鏈路慢很多，不能收到QL后就直接鎖定，所以只有當PTP作為slave端，并且正常恢復出頻率(即本地slave端PTP恢復出的頻率鎖定了上游的master PTP源)，此PTP時鐘鏈路才可用，置告警清除；否則，置此PTP時鐘鏈路存在告警，不能參加系統時鐘選擇；2，選源時首先選擇最高時鐘等級的時鐘源，這個時鐘源可以是分組時鐘源，也可以是物理時鐘源；3，如果多個輸入時鐘源(分組時鐘源或物理時鐘源)具有相同的QL，則選擇最高優先級的時鐘源；4，如果多個輸入具有相同的時鐘等級和相同的優先級，由于分組時鐘源和物理時鐘源的不同特性，因此需要根據具體的組合情況進行分析:(I)如果當前可供選擇的時鐘源都是分組類型的，則采用現有的G.8265.1的標準進行選擇；(2)如果當前可供選擇的時鐘源都是物理類型的，則按照現有的G.781和G.8264的標準進行選擇；(3)如果當前可供選擇的時鐘源既有分組類型，也有物理類型，則優選物理時鐘源類型，再在多個物理時鐘源中根據G.781/G.8264選擇出一個最佳物理時鐘源；因為分組時鐘源穩定性沒有物理時鐘源好；5，如果沒有輸入的時鐘源可選擇，則在丟失輸入源時進入保持模式，或無信號時進入自由震蕩模式。本方法中，同步設備通過從時鐘向相鄰同步設備的主時鐘請求時鐘同步服務時采用單播方式，同步設備通過主時鐘向相鄰設備的從時鐘發送時鐘源信息時采用單播或組播方式。比如圖4, NEU NE5和NE6的Slave實例通過單播方式向NE3的Master請求時鐘同步服務，當NE3鎖定某個時鐘源后，則通知本設備的Master向其它設備通過單播或組播方式發送頻率信息；相比現有的G.8265.1只能通過單播方式提供時鐘同步服務的方式，本方法可以提聞效率。與上述方法對應的多時鐘同步技術混合組網的實現系統包括同步設備配置模塊和跨不支持時鐘同步技術的網絡而連接的同步設備；所述同步設備包括時鐘源處理模塊；其中，所述同步設備配置模塊，用于為同時作為時鐘同步服務提供主體和時鐘同步服務接受主體的同步設備設置一個主時鐘以及一個或多個從時鐘；所述時鐘源處理模塊，用于同步設備同時作為時鐘同步服務提供主體和時鐘同步服務接受主體時，通過主時鐘向與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息，并通過從時鐘從與其相鄰的同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息；其中同步設備相鄰是指物理上直連或跨不支持時鐘同步技術的網絡的連接。上述描述的新的時鐘同步混合組網的同步系統和架構中，沒有強制規定設備的角色，這種設備類似BC (邊界時鐘)設備，即同步設備可以作為Master來提供時鐘源服務，也可以作為Slave接受時鐘源服務；這種新的同步系統和架構能兼容現有的同步架構，能適用于星形、環形、鏈形和網狀網等網絡架構。所述同步設備配置模塊，還用于為只作為時鐘同步服務提供主體的同步設備只設置一個主時鐘，為只作為時鐘同步服務接受主體的同步設備只設置一個或多個從主時鐘；所述時鐘源處理模塊，還用于在同步設備只作為時鐘同步服務提供主體時，通過主時鐘向與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息，還用于在同步設備只作為時鐘同步服務接受主體時，通過從時鐘從與其相鄰的同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息。此種配置方式可以實現混合組網中不同同步設備的功能需要，只需作為時鐘同步服務提供主體的同步設備可以只配置主時鐘，只需作為時鐘同步服務接受主體只配置從時鐘，完善系統功能。如圖6所示，下部分為星形網絡，適合接入網，比如通過無線微波加入一些終端設備，它們通過雙歸方式實現保護，這時分組時鐘鏈路可以采用現有標準的單向鏈路，當然也可以采用雙向鏈路；上面為環形網絡，采用環形鏈路實現時鐘源保護，這時就必須采用雙向的分組時鐘鏈路。上述系統中可在相鄰設備間實現雙向時鐘鏈路，如圖6所示的環形部分，在PTP設備配置一條或多條分組時鐘鏈路，即配置一個Master和一個或多個Slave實例，其中Master用來向其它設備發送頻率信息，Slave實例用來從其它設備接收頻率信息；這種PTP設備的作用類似BC(邊界時鐘)設備，它可以鎖定一路時鐘源(物理時鐘源或分組時鐘源)，并向其它設備輸出時鐘源；分組時鐘鏈路由兩個方向組成，包括發送頻率信息的鏈路和接收頻率信息的鏈路，同步設備配置模塊還可以使用PTP時鐘標識、PTP端口號或IP地址信息綁定同步設備上通過主時鐘向相鄰同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息的正向路徑和通過從時鐘從所述相鄰同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息的反向路徑，構成雙向的分組時鐘鏈路。通過上述技術特征，使本方案中同步設備即可以作為Master用來提供時鐘同步服務，也可以作為Slave接收時鐘同步服務；相比目前的標準規范中只能配置一種角色，即只能作為Master,或只能作為Slave,而不能同時作為Master和Slave的配置方式,本方案具有顯著優點。所述同步設備配置模塊，還用于為同步設備配置用于為所述同步設備提供物理時鐘參數的物理時鐘鏈路；所述時鐘源處理模塊，還用于根據分組時鐘參數和物理時鐘參數在待選擇的時鐘源中選擇出一個最佳時鐘源。即在同步設備上配置一條或多條物理時鐘鏈路，即采用SSM技術的時鐘鏈路，比如2Mbis，SyncE，SDH等，在同步設備內部，這些物理時鐘鏈路和分組時鐘鏈路共同參與時鐘源選擇，選出的最佳時鐘源作為設備的系統時鐘。所述同步設備配置模塊，還用于為同步設備配置用于為所述同步設備提供物理時鐘參數的物理時鐘鏈路，所述時鐘源處理模塊，還用于根據分組時鐘參數和物理時鐘參數在待選擇的時鐘源中選擇出一個最佳時鐘源。本方案中采用改進的混合選源的AlternateBMCA算法，使時鐘源選擇除了考慮分組時鐘源參數，還考慮物理時鐘源參數，從而實現混合時鐘源選擇；比如圖4，NE3的輸入時鐘源包括三個分組時鐘源(即PTP時鐘源)和兩個物理時鐘源(即SyncE時鐘源)；但NE3只能選擇并鎖定其中一個時鐘源作為最佳時鐘源；具體的選源算法參考上述方法描述中的算法。本方案發明可以在同步設備上配置分組時鐘鏈路和物理時鐘鏈路，并實現混合選源，相比于現有標準規范中只能配置分組時鐘鏈路和只能實現分組時鐘源的選擇的限定具有顯著優點。所述時鐘源處理模塊，還用于鎖定一相鄰同步設備的分組時鐘源后，沿此同步設備的主時鐘至所述相鄰同步設備的從時鐘的路徑向所述相鄰同步設備發送指示無效的時鐘源等級或者停止發送分組時鐘源信息，以防止時鐘互鎖。例如:在完成混合時鐘源的選擇并鎖定某個分組時鐘源時，則向此條分組時鐘鏈路中的反方向的發送QL = Oxf時鐘等級信息或者停止發送分組時鐘源信息；并向其它SyncE和PTP鏈路發送鎖定后的頻率源QL信息；比如圖3，當NE3的Slave實例鎖定NE2的時鐘后(藍色實線所示)，則通知本設備的Master發送QL = Oxf (對應PTP的clockClass=110)給NE2 (紅色實線所示)，或者停止發送分組時鐘源信息；這樣，NE2就不會鎖定NE3的時鐘，防止互鎖；所述時鐘源處理模塊，還用于在完成混合時鐘源的選擇當鎖定某個物理時鐘源時，則對此條時鐘鏈路的反方向發送QL = Oxf的SSM報文，對其它物理時鐘鏈路發送鎖定的時鐘源的QL信息；對分組時鐘鏈路,則通知本設備的Master,發送Announce報文給其它設備，報文攜帶了鎖定的時鐘源QL信息；比如圖3，當NE2鎖定NEl后，則向NEl發送QL=Oxf的SSM報文表示此鏈路時鐘無效，則NEl就不會鎖定NE2，從而防止互鎖；同時，NE2向NE3發送PTP Announce報文，此報文攜帶了鎖定的時鐘源等級信息(QL = 0x2對應PTP的clockClass = 84)；當NE3收到這個Announce報文，則會鎖定NE2,并向NE2發送PTPAnnounce報文,報文攜帶了 QL = Oxf信息(對應PTP clockClass = 110),告知NE2此鏈路時鐘不可用，或者停止發送分組時鐘源信息，從而NE2不會鎖定NE3，防止互鎖。所述時鐘源處理模塊，還用于通過主時鐘向相鄰設備的從時鐘發送時鐘源信息時采用單播或組播方式。Slave實例向其它設備的Master請求時鐘同步服務時，采用單播方式，Master向Slave提供時鐘同步服務時，可以是單播方式，也可以是組播方式。本方案中可以采用單播，也可以采用組播實現分組時鐘同步，相比現有標準規范中只能通過單播方式實現分組時鐘同步不能采用組播方式的限定，本方案的靈活性好，應用范圍更廣。本方案提供位于同步設備中的多時鐘同步技術混合組網的實現裝置，包括時鐘源處理模塊，所述時鐘源處理模塊包括分組時鐘系統模塊；所述分組時鐘系統模塊包括一個主時鐘以及一個或多個從時鐘，所述分組時鐘系統模塊，用于在所述裝置所屬的同步設備同時作為時鐘同步服務提供主體和時鐘同步服務接受主體時,通過主時鐘向與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息，并通過從時鐘從與其相鄰的同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息。
所述分組時鐘系統模塊，還用于在所述裝置所屬的同步設備只作為時鐘同步服務提供主體時，通過主時鐘向與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息，還用于在所述裝置所屬的同步設備只作為時鐘同步服務接受主體時，通過從時鐘從與其相鄰的同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息。所述裝置還包括物理時鐘系統模塊和時鐘源選擇模塊；所述物理時鐘系統模塊，用于通過物理時鐘鏈路為所述同步設備提供物理時鐘參數；所述時鐘源選擇模塊，還用于根據從分組時鐘系統模塊的從時鐘獲取的分組時鐘參數和從物理時鐘系統模塊獲取的物理時鐘參數在待選擇的時鐘源中選擇出一個最佳時鐘源。以圖7為例詳細說明本裝置。分組時鐘系統模塊:此模塊包括一個Master模塊和一個或多個Slave實例模塊，其中Master模塊用于通過PTP報文輸出分組時鐘信息，Slave實例模塊用于從其它設備的Master接收分組時鐘信息；(I) Slave模塊輸入和輸出信號=Slave實例模塊的輸入信號包括:ENABLE_REQUESTING_UNICAST_ANN0UNCE(即 Slave 請求 Master 通過單播方式發送 Announce 報文給 Slave 設備，Announce 報文攜帶 了時鐘源參數)和 ENABLE_REQUESTING_SYNC_DEL_RESP (即Slave請求Master請求通過單播方式發送Sync和Delay_Resp報文給Slave, Sync和Delay_ReSp報文攜帶了時間戳，Slave根據時間戳，可以恢復出時鐘信號)，這個信號用于向其它設備的Master模塊請求頻率同步服務，Master收到這個請求消息后,會返回本Master模塊的參數，比如QL、時鐘ID、PTP端口號和IP地址等信息給Slave模塊，然后發送攜帶Timestamps (時間戳)的Sync報文和Delay_Resp報文,Slave根據時間戳就可以進行頻率恢復；Slave實例模塊的輸出信號包括:QL、PTSF (分組定時信號失效)和timestamps，QL為時鐘等級質量信息，用來時鐘源比較和選擇；PTSF為分組定時信號失效信息，是一種告警信號，用于時鐘源選擇；timestamps為時間戳,用于頻率恢復；⑵Master模塊的輸入輸出信號:Master模塊用于輸出頻率信息給其它設備的SOOC實例；當本設備鎖定某個時鐘源后,Master模塊根據鎖定的時鐘源打上時間戳信息,并通過Sync報文和Delay_Resp報文發送給其它設備；當本設備進入Holdover或自振狀態，將根據本設備的時鐘打上時間戳，并通過Sync報文發送給其它設備；Master模塊的輸出信號包括QL、時間戳及其它報文,用于輸出頻率信息；物理時鐘系統模塊:物理時鐘系統模塊包括輸入模塊和輸出模塊，輸入模塊從外部設備接收物理時鐘信號和SSM消息，SSM消息中攜帶了 QL信息；輸出模塊用于輸出物理時鐘信號和時鐘等級信息，當輸入模塊鎖定某個物理時鐘時，輸出模塊將反向發送QL = Oxf的SSM消息給對端設備，用于通知輸出的時鐘信號不可用，通過此方法防止時鐘環路。時鐘源選擇模塊:本模塊包括三個部分，一是分組時鐘部分，用于輸入分組時鐘的參數，包括分組時鐘源的QL，Priority和PTSF ;二是物理時鐘部分，用于輸入物理時鐘的參數，包括物理時鐘源的QL、Priority和信號失效告警；三是混合時鐘源選擇部分，根據分組時鐘參數和物理時鐘參數，本部分運行混合選源算法，選出一個最佳的同步時鐘源作為系統時鐘源。下面通過具體實施例詳細說明本方案。當SyncE和PTP兩種不同時鐘同步技術混合組網時，時鐘源倒換過程,具體步驟如下:如圖8所示，第一階段中所有設備鎖定主時鐘源G.811，具體步驟包括:步驟1.開始設備NE1、NE2、NE3、NE4都同步到頻率源G.811，即主用時鐘為NEl的外時鐘,該點的時鐘源配置為外時鐘、收NE2 ;備用時鐘為NE4的外時鐘,該點的時鐘源配置為外時鐘、收NE3 ;其他各點配置兩個相鄰方向的線路時鐘。正常情況，全網跟蹤于NEl的外時鐘，如圖4所示；NE 1、NE2之間，及NE3、NE4之間，都采用現有的SSM規定流程完成時鐘同步；在NE2和NE3之間為分組網絡，通過PTP完成頻率同步；此時，NEl的輸入接口中外時鐘的QL等級最高，所以NEl鎖定外時鐘源，反向傳遞Oxf，并向NE2傳遞QL等級為0x2 ；NE2把NEl的SyncE物理時鐘與PTP Slave的分組時鐘一起參加系統時鐘選擇，由于NEl輸入的時鐘QL為最高，所以不管PTP的分組時鐘是否恢復，NE2都會鎖向NE1，并向NEl 發送 Oxf，通過 PTP Master 向 NE3 發送 QL 為 0x2，映射成 clockClass 為 84 ；同理，NE3上，當PTP Slave時鐘恢復成功時，會鎖向NE2 PTP分組時鐘源；并通過PTP Master向NE2發送QL為Oxf (映射為clockClass為110)，或者停止發送分組時鐘源信息給NE2，同時向NE4發送QL為0x2時鐘信息；同理，NE4按照標準的SSM會選擇和鎖定NE3，并向NE3發送QL為Oxf，防止NE3鎖定NE4，即避免互鎖；如圖9所示，第二階段中主時鐘源故障時切換到備時鐘源G.812。當NEl的外時鐘發生故障時，NEl進入保持或自振狀態，QL等級變成本地等級OxOb,并向NE2發送QL =OxOb，NE2時鐘源狀態不變，但發送QL = OxOb，依次變化至NE4。具體步驟:(I)NEl檢測到外時鐘丟失，由于當前沒有可用時鐘源，NEl進入保持或者自振，系統時鐘等級降質到Oxb ;并向NE2發送；(2)NE2感知到NEl的QL降質，但由于沒有其他更好的系統時鐘，所以NE2還是鎖定NE1，但向NE3發送的等級也降為OxOb (映射為clockClass為104)；(3)同理NE3還是鎖定NE2，只是向NE4發送的QL等級降為OxOb ；圖10是具體實施例的第三階段中倒換后所有設備鎖定備時鐘源G.812。NE4啟動倒換，由收NE3方向切換至本點的外時鐘，向NE3發送的QL變為0x04，使NE3倒換，依次倒換至NE1，完成保護，具體步驟:(1)NE4上比較外時鐘的QL與NE3傳來的QL，會發現此時NE3的降質，并且已經沒有外時鐘接口的QL高，所以NE4發生倒換，去鎖外時鐘，向NE3發送QL等級由Oxf變為0x4 ；(2)NE3上感知到NE4上的QL等級提升，會轉而去鎖NE4，向NE4傳遞Oxf，通過PTPMaster向NE2發送的QL等級由Oxf變為0x04,即clockClass由110變為90 ；(3)同理，NE2會轉向鎖NE3，NE I轉向鎖NE2，至此，倒換完成。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。當然，本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發明所附的權利要求的保護范圍。本領域普通技術人員可以理解上述方法中的全部或部分步驟可通過程序來指令相關硬件完成，所述程序可以存儲于計算機可讀存儲介質中，如只讀存儲器、磁盤或光盤等。可選地，上述實施例的全部或部分步驟也可以使用一個或多個集成電路來實現。相應地，上述實施例中的各模塊/模塊可以采用硬件的形式實現，也可以采用軟件功能模塊的形式實現。本發明不限制于任何特定形式的硬件和軟件的結合。
權利要求
1.一種多時鐘同步技術混合組網的實現方法，其中， 為同時作為時鐘同步服務提供主體和時鐘同步服務接受主體的同步設備設置一個主時鐘以及一個或多個從時鐘，所述同步設備通過主時鐘向與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息，并通過從時鐘從與其相鄰的同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息，其中同步設備相鄰是指物理上直連或跨不支持時鐘同步技術的網絡的連接。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于， 為只作為時鐘同步服務提供主體的同步設備只設置一個主時鐘，此同步設備通過主時鐘向與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息； 為只作為時鐘同步服務接受主體的同步設備只設置一個或多個從主時鐘，此同步設備通過從時鐘從與其相鄰的同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于， 同時作為時鐘同步服務提供主體和時鐘同步服務接受主體的同步設備與N個其它同時作為時鐘同步服務提供主體和時鐘同步服務接受主體的同步設備相鄰時，為所述同步設備設置一個主時鐘和N個從時鐘，為與其相鄰的N個同步設備分別設置一個主時鐘和一個從時鐘，所述同步設備通過主時鐘向其它N個與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息，并通過N個從時鐘分別從與其相鄰的N個同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于， 使用PTP時鐘標識、PTP端口號或IP地址信息綁定同步設備上通過主時鐘向相鄰同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息的正向路徑和通過從時鐘從所述相鄰同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息的反向路徑，構成雙向的分組時鐘鏈路。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于， 所述同步設備鎖定一相鄰同步設備的分組時鐘源后，沿此同步設備的主時鐘至所述相鄰同步設備的從時鐘的路徑向所述相鄰同步設備發送指示無效的時鐘源等級或者停止發送分組時鐘源信息。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于， 為同步設備配置用于為所述同步設備提供物理時鐘參數的物理時鐘鏈路，所述同步設備根據分組時鐘參數和物理時鐘參數在待選擇的時鐘源中選擇出一個最佳時鐘源。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于， 所述同步設備在待選時鐘源中同時包括分組時鐘源和物理時鐘源并且各待選時鐘源的時鐘等級和優先級均相同的情況下，從物理時鐘源中選擇出一個最佳時鐘源。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于， 所述同步設備通過主時鐘向相鄰設備的從時鐘發送時鐘源信息時采用單播或組播方式。
9.一種多時鐘同步技術混合組網的實現系統，其中，所述系統包括同步設備配置模塊和跨不支持時鐘同步技術的網絡而連接的同步設備；所述同步設備包括時鐘源處理模塊； 所述同步設備配置模塊，用于為同時作為時鐘同步服務提供主體和時鐘同步服務接受主體的同步設備設置一個主時鐘以及一個或多個從時鐘； 所述時鐘源處理模塊，用于同步設備同時作為時鐘同步服務提供主體和時鐘同步服務接受主體時，通過主時鐘向與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息，并通過從時鐘從與其相鄰的同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息； 其中同步設備相鄰是指物理上直連或跨不支持時鐘同步技術的網絡的連接。
10.如權利要求9所述的系統，其特征在于， 所述同步設備配置模塊，還用于為只作為時鐘同步服務提供主體的同步設備只設置一個主時鐘，為只作為時鐘同步服務接受主體的同步設備只設置一個或多個從主時鐘； 所述時鐘源處理模塊，還用于在同步設備只作為時鐘同步服務提供主體時，通過主時鐘向與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息，還用于在同步設備只作為時鐘同步服務接受主體時，通過從時鐘從與其相鄰的同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息。
11.如權利要求9所述的系統，其特征在于， 所述同步設備配置模塊，還用于使用PTP時鐘標識、PTP端口號或IP地址信息綁定同步設備上通過主時鐘向相鄰同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息的正向路徑和通過從時鐘從所述相鄰同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息的反向路徑，構成雙向的分組時鐘鏈路。
12.如權利要求9所述的系統，其特征在于， 所述同步設備配置模塊，還用于為同步設備配置用于為所述同步設備提供物理時鐘參數的物理時鐘鏈路； 所述時鐘源處理模塊，還用于根據分組時鐘參數和物理時鐘參數在待選擇的時鐘源中選擇出一個最佳時鐘源。
13.—種多時鐘同步技術混合組網的實現裝置，所述裝置位于同步設備中，所述裝置包括時鐘源處理模塊；其中， 所述時鐘源處理模塊包括分組時鐘系統模塊； 所述分組時鐘系統模塊包括一個主時鐘以及一個或多個從時鐘，所述分組時鐘系統模塊，用于在所述裝置所屬的同步設備同時作為時鐘同步服務提供主體和時鐘同步服務接受主體時，通過主時鐘向與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息，并通過從時鐘從與其相鄰的同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息。
14.如權利要求13所述的裝置，其特征在于， 所述分組時鐘系統模塊，還用于在所述裝置所屬的同步設備只作為時鐘同步服務提供主體時，通過主時鐘向與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息，還用于在所述裝置所屬的同步設備只作為時鐘同步服務接受主體時，通過從時鐘從與其相鄰的同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息。
15.如權利要求13所述的裝置，其特征在于， 所述裝置還包括物理時鐘系統模塊和時鐘源選擇模塊； 所述物理時鐘系統模塊，用于通過物理時鐘鏈路為所述同步設備提供物理時鐘參數； 所述時鐘源選擇模塊，還用于根據從分組時鐘系統模塊的從時鐘獲取的分組時鐘參數和從物理時鐘系統模塊獲取的物理時鐘參數在待選擇的時鐘源中選擇出一個最佳時鐘源。
全文摘要
本發明公開了一種多時鐘同步技術混合組網的實現方法和系統和裝置，為同時作為時鐘同步服務提供主體和時鐘同步服務接受主體的同步設備設置一個主時鐘以及一個或多個從時鐘，所述同步設備通過主時鐘向與其相鄰的同步設備上的從時鐘發送時鐘源信息，并通過從時鐘從與其相鄰的同步設備上的主時鐘接收時鐘源信息，其中同步設備相鄰是指物理上直連或跨不支持時鐘同步技術的網絡的連接。本方案可以在物理時鐘技術和分組時鐘技術混合組網情況下時鐘源失效時，使PTP同步設備能正常倒換并鎖定其它時鐘源，解決了混合組網情況下時鐘源倒換失效問題。
文檔編號H04L7/00GK103107876SQ201110362008
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者張君輝, 趙洪廣 申請人:中興通訊股份有限公司