专利名称：多级交换结构中的时钟同步的制作方法
技术领域：
本发明涉及以太网交换系统，更具体地，涉及一种具有多级以太网结构的时钟同步方法。
背景技术：
图1是示出具有多级连接结构的交换机的方框图，这种交换机通常以N路(N/W)以太网通信交换方式构成。N/W以太网自动检测传输的速度和类型并相应调整交换机。
N/W以太网中的时钟同步可以通过位于交换机的前端的物理层单元(PHY)接收通过媒体传输的数据的方法来达到。接收的数据通过从数据中恢复参考时钟来处理。另一个位于交换机后部的PHY使用该恢复的参考时钟来发送数据。
在具有如图1所示的多级连接结构的以太网交换系统中，每个以太网交换机使用用于同步的独立的参考时钟信号。因此，在交换机之间可能发生时钟频率差。
图2示出了图1中所示的以太网交换机的结构。如所示，PHY通过媒体接收从另一个以太网交换机发送的数据并从接收的数据中恢复时钟信号。恢复的时钟信号被用作为交换机的参考时钟。由交换机接收的接收数据(例如，以太网包)随即被处理并储存在以太网交换机内的缓存器中。
当将存储的以太网包发送至另一个以太网交换机时，PHY使用它的参考时钟信号用于传输。当数据(例如，包)以高速接收时，如果用于写入数据包于缓存器中的时钟频率比用于从缓存器中读取数据的时钟频率即使稍微高一些，则时钟差可能导致缓存器的溢出，而接着导致包的丢失。
上述情形可能不会影响使用单个以太网交换机的以太网系统。而且，如果发生在两个以太网交换机之间的系统包的丢失在一个可以接受的范围之内也不会有问题。然而，当包的丢失发生在两个或多个交换机具有多级连接结构的系统中，系统则不会正常工作。
因此需要结合现有技术提供克服该问题的系统和方法。
发明内容
提供一种优选的用于多级交换机结构的时钟同步方法。该方法包括通过第一时钟恢复单元向第一交换机提供第一参考时钟信号；通过锁相环(PLL)向第二交换机提供第二参考时钟信号；以及通过第二时钟恢复单元向第三交换机提供第三参考时钟信号来同步第一、第二和第三交换机。
根据一个实施例，第一交换机和第二交换机包括位于较高级以太网交换机系统的中央局终端(COT)。第二交换机耦合至第一交换机以形成多级交换机结构。第三交换机包括位于较低级以太网交换机系统的远程终端(RT)。根据发送至第一交换机的同步数据恢复第一参考时钟信号。第一参考时钟通过PLL提供第二参考时钟信号。根据发送至第三交换机的同步数据恢复第三参考时钟信号。
在另一个实施例中，提供一种用于基于以太网的N/W系统中的多级交换机结构的时钟同步方法，在该系统中多个以太网交换机互相连接。所述方法包括从较高级以太网交换机向较低级以太网交换机提供参考时钟信号以同步较高级和较低级交换机；在较低级以太网交换机中使用参考时钟信号调制/解调数据；将该数据发送至较高级以太网交换机；以及同步以太网交换机之间的时钟信号。
较佳地，较高级和较低级交换机通过底板连接。根据发送至较高级以太网交换机的数据恢复参考时钟信号。根据由锁相环(PLL)提供的较高级以太网交换机的参考时钟信号同步较低级以太网交换机。较低级以太网交换机可包括多个以太网交换机。
根据另一个实施例，提供一种用于具有多级结构的基于以太网的N/W交换机系统中的多级交换机结构中的时钟同步装置。所述装置包括包含用于接收数据并交换和发送接收到的数据的第一以太网交换机的第一系统；以及用于向第一以太网交换机提供参考时钟信号的第一时钟恢复单元。
还可能包括交换并发送从第一以太网交换机发送的数据的第二以太网交换机，以及用于向第二以太网交换机提供同样的时钟信号作为参考时钟信号的锁相环(PLL)。第二系统包括用于从第一系统发送的数据中恢复第一时钟信号的第二时钟恢复单元，以及还可能包含用于接收由第二时钟恢复单元提供的第二时钟码元的第三以太网交换机。
在较佳实施例中，第一系统至少包括中央局终端(COT)系统和光线路终端(OLT)系统之一。第二系统至少包括远程终端(RT)系统和光网络单元(ONU)系统之一。第一以太网交换机通过第一系统的通信媒体耦合至第二以太网交换机。在第一系统中，第二以太网交换机包括多个通过底板耦合至第一以太网交换机的以太网交换机。
在一个实施例中，第一系统进一步包括一个或多个用于向第二以太网交换机提供时钟信号的PLL。第一系统和第二系统通过传输媒体耦合。传输媒体包括例如，底板。
附图(进一步提供本发明的更好的理解，引入在此并作为本说明书的一部分)示出了本发明的实施例并与说明书一起有助于解释本发明的原理。
图1是示出以太网环境中的多个交换机的多级连接结构的方框图。
图2是图1中所示的以太网交换机的详细视图。
图3是根据一个实施例的多级以太网交换机连接结构中的时钟同步的方框图。
图4是根据一个实施例的实现具有多级交换机结构的以太网系统中的实施时钟同步的方法的流程图。
下面将对本发明的较佳实施例做详细的描述，其示例显示在附图中。
具体实施例方式
根据本发明的一个方面，具有多级结构的以太网交换机系统的交换机使用独立时钟。为了避免数据溢出(这可能由于时钟同步的不一致所导致)，提供一种时钟同步系统，在该系统中向较高级以太网交换机提供参考时钟信号并通过锁相环(PLL)向较低级以太网交换机提供参考时钟信号，如下文所更详细地描述。
需要注意的是下述本发明的一个实施例描述为应用于以太网交换机系统。然而，这种应用是作为例示，本发明在其它可选的实施例中可以应用于根据其他通信或网络规格运行的交换机系统。
例如，本发明的一个实施例可应用于同步数个例如以波分复用无源光网络(WDM-PON)或以太网PON(E-PON)方式互相耦合的以太网交换机的系统环境中的时钟的方法和装置。
参见图3，根据本发明的一个实施例的以太网交换机系统包括具有一个或多个多级以太网交换机的较高级系统100和通过传输媒体耦合至较高级系统的较低级系统200。PHY 121、122、131、132、221以及222分别位于每个以太网系统100和200的前端和后端。PHY转换并同步通信至交换机系统的数据。在较佳实施例中可包括时钟恢复单元150和250以及锁相环(PLL)151，用于向较高级和较低级系统100和200提供时钟。
在一些实施例中，较高级系统100可至少包括中央局终端(COT)或光线路终端(OLT)系统之一；较低级系统200可至少包括远程终端(RT)系统、光网络单元(ONU)系统、或光网络终端(ONT)系统之一。较高级系统100可包括作为较高级交换机的第一以太网交换机120；作为较低级交换机的第二以太网交换机130；以及PHY 121、122、131和132。
较佳地，PHY位于第一以太网交换机120和第二以太网交换机130的前端和后端。配置PHY以实现输入或输出的数据的串/并(S/P)或并/串(P/S)转换和同步并发送/接收数据。配置时钟恢复单元150以向第一以太网交换机120以及PHY 121和122提供时钟信号。
配置PLL 151以向第二以太网交换机130以及PHY 131和132提供时钟。在较高级系统100中的第一以太网交换机120通过媒体耦合至第二以太网交换机130(例如，图3中的媒体#1)。媒体可包括例如，底板。时钟恢复单元150通过底板耦合至PLL 151。
较低级系统200包括第三以太网交换机220；位于第三以太网交换机220的前端和后段的PHY 221和222，用于输入或输出的数据的转换和同步并发送/接收数据。时钟恢复单元250用于向第三以太网交换机220以及PHY 221和222提供时钟。较低级系统200通过如用户线(例如，图3中的媒体#2)的传输媒体耦合至较高级系统100。
在较佳实施例中，时钟恢复单元150从发送的数据中恢复参考时钟信号来向第一以太网交换机120以及PHY 121和122提供恢复的参考时钟信号以处理数据。PHY 121接收调制成模拟信号的数据并使用参考时钟信号将模拟信号解调为数字信号。然后，解调的数字信号被通过媒体独立接口(MII)传输至第一以太网交换机120。
第一以太网交换机120交换解调的数据并向PHY 122传输交换的数据。PHY 122处理传输的数据并通过诸如底板的通信媒体提供给PHY 131。PLL151向第二以太网交换机130以及PHY 131和132提供(提供给第一以太网交换机120的)参考时钟信号，从而同步第一以太网交换机120和第二以太网交换机130之间的时钟。
当在较高级系统100中的以太网交换机中交换的数据通过用户线(例如，图3中的媒体#2)传输至较低级系统200时，PHY 221对传输的数据进行模/数(A/D)转换并处理转换的数据。时钟恢复单元250从处理的数据中恢复时钟来向第三以太网交换机220以及PHY 222提供恢复的时钟。这样，就达到了较高级系统100中的以太网交换机之间以及较高级系统100中的以太网交换机与较低级系统中的以太网交换机之间的时钟同步。
在示例性的实施例中，如图3所示，两个以太网交换机相互依赖地互相连接。然而在其它实施例中，两个或多个以太网交换机可相互依赖地互相连接。以太网交换机可将第一以太网交换机120的参考时钟加到PLL，从而达到时钟同步。
图4是示出根据一个实施例的用于在具有多级交换机结构的以太网系统中达到时钟同步的方法的流程图。
参见图3和图4，位于较高级系统100的时钟恢复单元150接收发送的数据来恢复参考时钟信号，并向第一以太网交换机120和PHY 121和122提供参考时钟信号(S10)。第一交换机使用参考时钟信号交换数据。PHY122处理数据并通过例如底板传输至第二以太网交换机130(S20)。
在较佳实施例中，PLL 151向第二以太网交换机以及PHY 131和132提供相同的时钟信号作为参考时钟来达到第一以太网交换机120和第二以太网交换机130之间的时钟同步(S30)。
在一个实施例中，由较高级系统100中的第二以太网交换机130交换并由PHY 132处理的数据通过用户线(例如，图3中的媒体#2)传输至较低级系统200的第三以太网交换机220(S40)。较低级系统200中的时钟恢复单元250从传输的数据中还原参考时钟信号并向第三以太网交换机220以及PHY 222提供恢复的参考时钟(S50)。
因此，在基于以太网的环境中具有多级结构的以太网交换机可以根据所提供的方法来同步，且由于同步不一致而发生的溢出效果可以通过PLL向多级结构的以太网交换机提供相同的参考时钟来避免。
在一个实施例中，以太网数据包从位于较高级系统100的第一以太网交换机120通过第二以太网交换机130以最大传输速率传输至位于较低级系统200的第三以太网交换机220。向第一、第二和第三以太网交换机120、130和220提供相同的参考时钟信号。因此，可以有效避免当第一以太网交换机120的参考时钟信号比第二以太网交换机130的时钟信号高而引起的缓存器溢出。
由于本发明可以以多种形式实现而不背离本发明的精神和基本属性，可以理解的是上述实施例并不为之前所述的任何细节所限制，而应宽泛地解释为包含在本发明如附加的权利要求中定义的的精神和范围内。
权利要求
1.一种用于多级交换机结构的时钟同步方法包括通过第一时钟恢复单元向第一交换机提供第一参考时钟信号；通过锁相环，即PLL，向第二交换机提供第二参考时钟信号；以及通过第二时钟恢复单元向第三交换机提供第三参考时钟信号来同步第一、第二和第三交换机。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一交换机和第二交换机包括位于较高级以太网交换机系统中的中央局终端，即COT。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二交换机耦合至第一交换机以形成多级交换机结构。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三交换机包括位于较低级以太网交换机系统中的远程终端，即RT。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一参考时钟信号是根据发送至第一交换机的同步数据而恢复的。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二参考时钟信号是由第一参考时钟信号通过PLL提供的。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三参考时钟信号是根据发送至第三交换机的同步数据而恢复的。
8.一种用于基于以太网的N/W系统中的多级交换机结构的时钟同步方法，在该系统中多个以太网交换机互相连接，所述方法包括从较高级以太网交换机向较低级以太网交换机提供参考时钟信号以同步较高级和较低级交换机；在较低级以太网交换机中使用参考时钟信号调制/解调数据；将该数据发送至较高级以太网交换机；以及同步较高级和较低级以太网交换机之间的时钟信号。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述较高级和较低级以太网交换机通过底板连接。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述参考时钟信号根据发送至较高级以太网交换机的数据而恢复。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述较低级以太网交换机是根据由锁相环提供的较高级以太网交换机的参考时钟信号而同步的。
12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述较低级以太网交换机包括多个以太网交换机。
13.一种用于具有多级结构的基于以太网的N/W交换机系统中的多级交换机结构中的时钟同步装置，所述装置包括第一交换机系统包括用于接收数据并交换和发送接收到的数据的第一以太网交换机；用于向第一以太网交换机提供参考时钟信号的第一时钟恢复单元；交换并发送从第一以太网交换机发送的数据的第二以太网交换机；以及用于向第二以太网交换机提供参考时钟信号的锁相环；以及第二交换机系统包括用于从第一系统发送的数据中恢复第一时钟信号的第二时钟恢复单元；以及用于接收由可能包含的第二时钟恢复单元提供的第二时钟信号的第三以太网接收机。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第一系统至少包括中央局终端系统和光线路终端系统之一。
15.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第二系统至少包括远程终端系统和光网络单元系统之一。
16.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第一以太网交换机通过第一系统的通信媒体耦合至第二以太网交换机。
17.如权利要求13所述的装置，其特征在于，在所述第一系统中，第二以太网交换机包括多个通过底板耦合至第一以太网交换机的以太网交换机。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第一系统进一步包括一个或多个用于向第二以太网交换机提供时钟信号的PLL。
19.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第一系统和第二系统通过传输媒体耦合。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述传输媒体包括底板。
全文摘要
一种用于多级交换机结构的时钟同步方法包括通过第一时钟恢复单元向第一交换机提供第一参考时钟信号；通过锁相环(PLL)向第二交换机提供第二参考时钟信号；以及通过第二时钟恢复单元向第三交换机提供第三参考时钟信号来同步第一、第二和第三交换机。
文档编号H04L7/033GK1790978SQ200510022840
公开日2006年6月21日 申请日期2005年12月15日 优先权日2004年12月15日
发明者金正仁 申请人:LG－Nortel株式会社