專利名稱：用于同步具有節(jié)點之間的聚合連接的分組交換網(wǎng)絡的主時鐘和從時鐘的方法以及相關聯(lián) ...的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及包括設備(或節(jié)點)的分組交換網(wǎng)絡，該設備經(jīng)由包括至少兩個鏈路(或物理通信信道)的聚合連接來彼此相鏈接并且位于將要被同步的主時鐘和從時鐘之間。在這里，術語“分組交換網(wǎng)絡”是指這樣一種通信網(wǎng)絡，在該通信網(wǎng)絡中通過通信或路由操作以數(shù)據(jù)分組的形似從源地址向接收方地址傳輸數(shù)字消息。應該注意到，通信介質可以是有線的或無線的。此外，術語“設備(或節(jié)點)”在這里是指任意用于表示通信點或路由點的網(wǎng)絡設備(或元件)。其因此可以例如是交換機或路由器。另外，術語“主時鐘”裝置在這里是指能夠傳輸、接收并且處理使用諸如協(xié)議IEEE1588V2或IETF協(xié)議NTP ( “網(wǎng)絡時間協(xié)議”)之類的時間戳協(xié)議而蓋有時間戳的同步消息/分組的元件。該元件維護必須被分配給一個或多個從時鐘的參考頻率或時間。該元件可以例如是IEEE 1588V2主時鐘。主時鐘可以被集成到網(wǎng)絡元件或設備(如交換機或路由器)中或者與該網(wǎng)絡元件或設備共置，但是這不是必要的。最后，術語“從時鐘”在這里是指能夠傳輸、接收并且處理蓋有時間戳的消息/分組的元件，以便借助時間戳協(xié)議將本地時間設置為從主時鐘分配的參考頻率和時間。該本地時鐘特別用于向連接到從時鐘的應用提供參考頻率或時間。該元件可以例如被集成到基站(在非有線網(wǎng)絡中)內(nèi)或者與基站共置，但是這不是必要的。
背景技術：
每當希望基于主時鐘來同步從時鐘時，必須借助分組交換網(wǎng)絡的節(jié)點并且借助同步消息/分組，從主時鐘向從時鐘分配參考時間或頻率。作為非限制性的示例，同步消息可以是在至少一個通信方向中，例如從主時鐘到從時鐘(例如“SYNC”消息)或從從時鐘到主時鐘(例如“DELAY_REQ”消息)的IEEE 1588V2協(xié)議(或用于“精確時間協(xié)議版本2”的PTPV2)的消息。這些同步消息包括時間戳信息，其中該時間戳信息使得能夠將從時鐘的時間與主時鐘同步，可以基于該時間戳信息得到頻率同步(或調(diào)諧)。作為提醒，可以從時間得到頻率，但是反之不行。

發(fā)明內(nèi)容
如本領域技術人員已知的，為了將從時鐘與主時鐘同步，至少必須知道主時鐘和從時鐘之間的同步消息的分組(此后稱為同步分組)的出站(或者相應地入站)傳輸時間。歸因于在經(jīng)過的節(jié)點中由透明時鐘蓋的時間戳，一些時間戳協(xié)議(如1588V2)使得能夠以特定準確度確定該傳輸時間。作為提醒，透明時鐘的任務在于(通過找出本地離開時間戳與本地到達時間戳之間的差)確定流的同步分組(在相關聯(lián)節(jié)點中)的本地通行時間并且將確定的該本地通行時間與位于所討論的同步分組的頭部內(nèi)(或者相關聯(lián)的“繼續(xù)(follow-up)”消息的頭部內(nèi))的所謂的修正字段的當前值相加。為了將從時鐘非常準確地在時間上與主時鐘同步(例如具有IU s的準確性)，有必要非常準確地辨別主時鐘與從時鐘之間的同步分組的出站或入站傳輸時間(單向時間)。然而，已知的時間戳協(xié)議使得僅能夠準確地測量同步分組在鏈路上的出站-入站(往返)傳輸時間，而不是該鏈路上的單向出站-入站傳輸時間。因此迫使假設作為近似，出站(或入站)傳輸時間在長度上等于在該鏈路上的往返傳輸時間的一半。給定希望的時間同步的準確性，只要鏈路上的出站傳輸時間與入站傳輸時間之間的差(被稱為鏈路的時間不對稱性)可以忽視，則前述近似就可用。每當需要大于大約IOus的準確性時，特別是這樣。每當與需要的時間同步準確性相比認為不再能夠忽略該不對稱時，不再是這樣。每當需要微秒或更低量級的準確性時(例如MIMO網(wǎng)絡可能需要大約200ns的時間同步準確性)時，特別是這樣。因此有必要(例如借助手動測量)測量單向時間并且將這些測量輸入到同步時鐘中。此外，每當網(wǎng)絡設備(或節(jié)點)經(jīng)由自身由多個鏈路組成的聚合連接彼此相連接時，同步分組可以占用這些鏈路中的至少一個。因此，主時鐘和從時鐘不能辨別每個同步分組在哪個鏈路上傳播以便應用用此方式輸入的正確的單向時間。如果與需要的準確性相比不同長度上的相應的(單向)出站(或入站)傳輸時間大致相同則不會造成麻煩。但是，當尋求小于或等于一微秒的準確性時則通常不是這樣。作為提醒，聚合連接非常頻繁地在網(wǎng)絡中用于冗余目的或者用于利用商用低速鏈路實現(xiàn)較大吞吐量。這些聚合連接中的每一個還可以由光纖構成，在該光纖內(nèi)使用多個光波，或者這些聚合連接中的每一個可以由無線連接構成，在該無線連接中使用多個不同的傳輸信道。為了在具有聚合連接的環(huán)境中補救前述缺點，已經(jīng)提出實現(xiàn)避免這些連接的同步架構。在一些情況下，這假設實現(xiàn)專用于同步分組的傳輸?shù)募軜?。因此，該解決方案可以證明是非常昂貴的并且尤其是導致聚合連接所提供的冗余損失。該解決方案因此減少了最初由1588V2協(xié)議提供的優(yōu)點，即借助共享網(wǎng)絡架構布置同步技術方案的可能性。因此本發(fā)明的目的在于使得具有節(jié)點(或設備)之間的聚合連接(每個聚合連接由至少兩個單獨的鏈路組成)的分組交換環(huán)境中的主時鐘和從時鐘能夠更準確的同步。根據(jù)第一方面，本發(fā)明提出了一種專用于分組交換網(wǎng)絡的主時鐘和從時鐘的同步的方法，其中該分組交換網(wǎng)絡包括至少兩個設備(或節(jié)點)，該至少兩個設備(或節(jié)點)經(jīng)由由至少兩個鏈路組成的聚合連接彼此相連接并且位于該主時鐘和從時鐘之間以便允許它們使用時間戳協(xié)議來彼此傳輸同步分組。該方法更具體地包括以下步驟:(a)獲得(或者有可能記錄)同步分組在傳輸這些同步分組的鏈路的至少一個子集中的分配，以及(b)向該從時鐘傳輸用于表不該分配的第一信息、用于表不與該同步分組相關聯(lián)的時間戳的第二信息、用于表示該鏈路上的分組傳輸時間的第三信息，以便至少基于所傳輸?shù)牡谝恍畔?、第二信息和第三信息將該從時鐘與該主時鐘同步。該方法可以包括可以獨立地或者組合地采用的其他特征并且具體是:
-在第一實施方式中，可以在向第二設備傳輸該分組的第一設備內(nèi)執(zhí)行步驟(a)；如果在這些鏈路之間存在均等的分組分配，則可以執(zhí)行對將在每個鏈路上行進的同步分組的分配的確定；對于將在預定義的觀察時間(或“窗”)期間傳輸?shù)腗個連續(xù)的同步分組，可以在步驟(a)中獲得(或確定)它們在每個鏈路之間的分配，并且隨后可以基于所確定的這些分配生成該第一信息；可以在每個鏈路內(nèi)通過將在該鏈路上獲得的這些同步分組的分配除以值M來確定隔離分組的相對分配，其中M是在預定義的觀察時間(或窗)期間傳輸?shù)耐椒纸M的總數(shù)；在步驟(b)期間，在該從時鐘內(nèi)，借助公式
權利要求
1.一種用于同步分組交換網(wǎng)絡的主時鐘(HM)和從時鐘(HE)的方法，所述分組交換網(wǎng)絡包括至少兩個設備(Ei)，所述至少兩個設備(Ei)經(jīng)由由至少兩個鏈路(Lk)組成的聚合連接彼此相連接，并且位于所述主時鐘(HM)和所述從時鐘(HE)之間，以便使得它們能夠使用時間戳協(xié)議來彼此傳輸同步分組，所述方法包括以下步驟: (a)得到所述同步分組在傳送這些同步分組的鏈路(Lk)的至少一個子集內(nèi)的分配，以及 (b)向所述從時鐘(HE)傳輸用于表不所述分配的第一信息、用于表不與所述同步分組相關聯(lián)的時間戳的第二信息以及用于表示在所述鏈路(Lk)上的分組傳輸時間的第三信息，以便至少基于傳輸?shù)乃龅谝恍畔?、所述第二信息和所述第三信息來將所述從時鐘(HE)與所述主時鐘(HM)同步。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在將要向第二設備(E2)傳輸所述分組的第一設備(El)內(nèi)執(zhí)行所述步驟(a)。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中在將要占用每個所述鏈路(Lk)的所述同步分組均等分配于所述鏈路(Lk)內(nèi)的情況下執(zhí)行對所述分組的所述分配的確定。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中在步驟(a)期間，針對將要在預定義的觀察時間期間傳輸?shù)腗個連續(xù)的同步分組確定它們在每個鏈路(LK)內(nèi)的相對分配，并且隨后基于這些確定的分配來生成所述第一信息。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中在步驟(b)期間，在所述從時鐘(HE)中使用公式& =—來確定所述從時鐘(HE)與所述主時鐘(_之間的時間偏移(dt)，其中m表示所述M個連續(xù)的同步分組中的一個同步分組，k表示所述鏈路中的一個鏈路(Lk) 32 1是所述第二設備(E2)內(nèi)與所述M個同步分組之中的第m個同步分組相關聯(lián)的時間戳的值，Tlm是所述第一設備(El)內(nèi)與所述M個同步分組之中的所述第m個同步分組相關聯(lián)的時間戳的值，wk是與所述鏈路中的一個鏈路(Lk)相關聯(lián)并且用于表示同步分組在所述一個鏈路(Lk)內(nèi)的所述相對分配的權重，并且dk是第k個鏈路(Lk)上的所述設備(Ei)之間的所述分組傳輸時間。
6.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中在步驟(b)期間，在所述從時鐘(HE)中使用公式汾=[去Z (T2mJ]-[去來確定所述從時鐘(HE)與所述主時鐘(HM)之間的時間偏移(dt)，其中m表示所述M個連續(xù)的同步分組中的一個同步分組，k表示所述鏈路中的一個鏈路(Lk)，Tlm是從所述主時鐘(HM)向所述從時鐘(HE)的傳輸期間所述第一設備(El)內(nèi)與所述M個同步分組之中的第m個同步分組相關聯(lián)的時間戳的值，T2ffl是從所述主時鐘(HM)向所述從時鐘(HE)的傳輸期間所述第二設備(E2)內(nèi)與所述M個同步分組之中的所述第m個同步分組相關聯(lián)的時間戳的值，13111是從所述從時鐘(HE)向所述主時鐘(HM)的傳輸期間所述第二設備(E2)內(nèi)與一個分組相關聯(lián)的時間戳的值，T4m是從所述從時鐘(HE)向所述主時鐘(HM)的傳輸期間所述第一設備(El)內(nèi)與最后一個分組相關聯(lián)的時間戳的值，wk是與所述鏈路中的一個鏈路(Lk)相關聯(lián)并且用于表示同步分組在所述一個鏈路(Lk)內(nèi)的所述相對分配的權重，并且dak是第k個鏈路(Lk)上的往返分組傳輸時間。
7.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中需要設備(Ei)執(zhí)行將要傳輸?shù)乃鐾椒纸M在所述鏈路(Lk)的至少一個子集內(nèi)的均等分配，每個同步分組在等待在所述子集的一個鏈路(Lk)上被傳輸時被放置在緩沖存儲器內(nèi)，并且與在從所述緩沖存儲器提取所述同步分組以便在一個鏈路(Lk)上傳輸時的時間戳相關聯(lián)，并且在步驟(b)期間生成用于表示所述均等分配的第一信息。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中在步驟(b)期間，在所述從時鐘(HE)中確定所述設備(Ei)之間的同步分組傳輸時間，所述同步分組傳輸時間等于由接收的所述第三信息定義的所述鏈路(Lk)上的所述分組傳輸時間的和除以所述鏈路(Lk)的數(shù)目。
9.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中需要所述設備(Ei)在選擇的鏈路(Lk)上分配所有將要傳輸?shù)乃鐾椒纸M，每個同步分組在等待被傳輸時被放置在緩沖存儲器內(nèi)，并且與在從所述緩沖存儲器提取所述同步分組以便在所述選擇的鏈路(Lk)上傳輸時的時間戳相關聯(lián)，并且在步驟(b)期間第一信息表示作為所述分配的對象的所述選擇的鏈路(Lk)，并且在所述從時鐘(HE)內(nèi)確定所述設備(Ei)之間的同步分組傳輸時間，所述同步分組傳輸時間等于所述選擇的鏈路(Lk)上的所述分組傳輸時間。
10.根據(jù) 權利要求1所述的方法，其中在從第一設備(El)接收了所述分組的第二設備(E2)內(nèi)執(zhí)行所述步驟(a)。
11.一種用于同步分組交換網(wǎng)絡的主時鐘(HM)和從時鐘(HE)的裝置(Dl)，所述分組交換網(wǎng)絡包括至少兩個設備(Ei)，所述至少兩個設備(Ei)經(jīng)由由至少兩個鏈路(Lk)組成的聚合連接彼此相連接，并且位于所述主時鐘(_和所述從時鐘(HE)之間，以便使得它們能夠使用時間戳協(xié)議來彼此傳輸同步分組，所述裝置(Dl)i)能夠作為設備(Ei)中能夠向所述鏈路(Lk)路由將要傳輸?shù)姆纸M的第一模塊(Ml)與同一設備(Ei)中管理所述時間戳協(xié)議的第二模塊(M2)之間的接口，以及ii)進行操作以獲得所述同步分組在所述鏈路(Lk)上的分配并且控制第一信息向所述從時鐘(HE)的傳輸，所述第一信息表示考慮到所述從時鐘01E)與所述主時鐘(麗)的同步而得到的所述分配。
12.一種進行操作以控制所述同步分組在所述鏈路(Lk)的至少一個選擇的子集內(nèi)的分配的裝置(Dl)。
13.一種用于將分組交換網(wǎng)絡的從時鐘(HE)與所述分組交換網(wǎng)絡的主時鐘(HM)同步的裝置(D2)，所述網(wǎng)絡包括至少兩個設備(Ei)，所述至少兩個設備(Ei)經(jīng)由由至少兩個鏈路(Lk)組成的聚合連接彼此相連接，并且所述至少兩個設備(Ei)位于所述主時鐘(HM)和所述從時鐘(HE)之間，以便使得它們能夠使用時間戳協(xié)議來彼此傳輸同步分組，所述裝置(D2)進行操作以從由所述從時鐘(HE)接收的所述同步分組中至少提取表示與其相關聯(lián)的時間戳的第二信息，并且至少基于提取的所述第二信息、接收的用于表示由所述鏈路(Lk)中的至少一個鏈路傳輸?shù)乃鐾椒纸M的分配的第一信息以及接收的用于表示所述鏈路(Lk)上的分組傳輸時間的第三信息來將所述從時鐘(HE)與所述主時鐘(HM)同步。
14.一種用于同步分組交換網(wǎng)絡的主時鐘(HM)和從時鐘(HE)的系統(tǒng)(S)，所述分組交換網(wǎng)絡包括至少兩個設備(Ei)，所述至少兩個設備(Ei)經(jīng)由由至少兩個鏈路(Lk)組成的聚合連接彼此相連接，并且所述至少兩個設備(Ei)位于所述主時鐘(HM)和所述從時鐘(HE)之間，以便使得它們能夠使用時間戳協(xié)議來彼此傳輸同步分組，所述系統(tǒng)(S)包括至少一個根據(jù)權利要求11和12中的一項所述的能夠與所述設備(Ei)中的一個設備相關聯(lián)的第一裝置(Dl)以 及至少一個根據(jù)權利要求13所述的能夠與所述從時鐘(HE)相關聯(lián)的第二裝置(D2)。
全文摘要
一種專用于同步分組交換網(wǎng)絡的主時鐘(HM)和從時鐘(HE)的方法，分組交換網(wǎng)絡包括至少兩個設備(E1、E2)，該至少兩個設備(E1、E2)經(jīng)由由至少兩個鏈路(L1-L3)組成的聚合連接彼此相連接并且位于主時鐘(HM)和從時鐘(HE)之間以便允許它們使用時間戳協(xié)議彼此傳輸同步分組。該方法包括以下步驟(a)得到同步分組在傳送這些同步分組的鏈路的至少一個子集中的分配，以及(b)向從時鐘(HE)傳輸用于表示該分配的第一信息、用于表示與該同步分組相關聯(lián)的時間戳的第二信息和用于表示該鏈路(L1-L3)上的分組傳輸時間的第三信息，以便至少基于該傳輸?shù)牡谝恍畔ⅰ⒌诙畔⒑偷谌畔臅r鐘(HE)與主時鐘(HM)同步。
文檔編號H04J3/06GK103201971SQ201180054183
公開日2013年7月10日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權日2010年11月15日
發(fā)明者M·勒帕萊克, D·T·比 申請人:阿爾卡特朗訊