专利名称：用于同步具有节点之间的聚合连接的分组交换网络的主时钟和从时钟的方法以及相关联 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括设备(或节点)的分组交换网络，该设备经由包括至少两个链路(或物理通信信道)的聚合连接来彼此相链接并且位于将要被同步的主时钟和从时钟之间。在这里，术语“分组交换网络”是指这样一种通信网络，在该通信网络中通过通信或路由操作以数据分组的形似从源地址向接收方地址传输数字消息。应该注意到，通信介质可以是有线的或无线的。此外，术语“设备(或节点)”在这里是指任意用于表示通信点或路由点的网络设备(或元件)。其因此可以例如是交换机或路由器。另外，术语“主时钟”装置在这里是指能够传输、接收并且处理使用诸如协议IEEE1588V2或IETF协议NTP ( “网络时间协议”)之类的时间戳协议而盖有时间戳的同步消息/分组的元件。该元件维护必须被分配给一个或多个从时钟的参考频率或时间。该元件可以例如是IEEE 1588V2主时钟。主时钟可以被集成到网络元件或设备(如交换机或路由器)中或者与该网络元件或设备共置，但是这不是必要的。最后，术语“从时钟”在这里是指能够传输、接收并且处理盖有时间戳的消息/分组的元件，以便借助时间戳协议将本地时间设置为从主时钟分配的参考频率和时间。该本地时钟特别用于向连接到从时钟的应用提供参考频率或时间。该元件可以例如被集成到基站(在非有线网络中)内或者与基站共置，但是这不是必要的。
背景技术：
每当希望基于主时钟来同步从时钟时，必须借助分组交换网络的节点并且借助同步消息/分组，从主时钟向从时钟分配参考时间或频率。作为非限制性的示例，同步消息可以是在至少一个通信方向中，例如从主时钟到从时钟(例如“SYNC”消息)或从从时钟到主时钟(例如“DELAY_REQ”消息)的IEEE 1588V2协议(或用于“精确时间协议版本2”的PTPV2)的消息。这些同步消息包括时间戳信息，其中该时间戳信息使得能够将从时钟的时间与主时钟同步，可以基于该时间戳信息得到频率同步(或调谐)。作为提醒，可以从时间得到频率，但是反之不行。
发明内容
如本领域技术人员已知的，为了将从时钟与主时钟同步，至少必须知道主时钟和从时钟之间的同步消息的分组(此后称为同步分组)的出站(或者相应地入站)传输时间。归因于在经过的节点中由透明时钟盖的时间戳，一些时间戳协议(如1588V2)使得能够以特定准确度确定该传输时间。作为提醒，透明时钟的任务在于(通过找出本地离开时间戳与本地到达时间戳之间的差)确定流的同步分组(在相关联节点中)的本地通行时间并且将确定的该本地通行时间与位于所讨论的同步分组的头部内(或者相关联的“继续(follow-up)”消息的头部内)的所谓的修正字段的当前值相加。为了将从时钟非常准确地在时间上与主时钟同步(例如具有IU s的准确性)，有必要非常准确地辨别主时钟与从时钟之间的同步分组的出站或入站传输时间(单向时间)。然而，已知的时间戳协议使得仅能够准确地测量同步分组在链路上的出站-入站(往返)传输时间，而不是该链路上的单向出站-入站传输时间。因此迫使假设作为近似，出站(或入站)传输时间在长度上等于在该链路上的往返传输时间的一半。给定希望的时间同步的准确性，只要链路上的出站传输时间与入站传输时间之间的差(被称为链路的时间不对称性)可以忽视，则前述近似就可用。每当需要大于大约IOus的准确性时，特别是这样。每当与需要的时间同步准确性相比认为不再能够忽略该不对称时，不再是这样。每当需要微秒或更低量级的准确性时(例如MIMO网络可能需要大约200ns的时间同步准确性)时，特别是这样。因此有必要(例如借助手动测量)测量单向时间并且将这些测量输入到同步时钟中。此外，每当网络设备(或节点)经由自身由多个链路组成的聚合连接彼此相连接时，同步分组可以占用这些链路中的至少一个。因此，主时钟和从时钟不能辨别每个同步分组在哪个链路上传播以便应用用此方式输入的正确的单向时间。如果与需要的准确性相比不同长度上的相应的(单向)出站(或入站)传输时间大致相同则不会造成麻烦。但是，当寻求小于或等于一微秒的准确性时则通常不是这样。作为提醒，聚合连接非常频繁地在网络中用于冗余目的或者用于利用商用低速链路实现较大吞吐量。这些聚合连接中的每一个还可以由光纤构成，在该光纤内使用多个光波，或者这些聚合连接中的每一个可以由无线连接构成，在该无线连接中使用多个不同的传输信道。为了在具有聚合连接的环境中补救前述缺点，已经提出实现避免这些连接的同步架构。在一些情况下，这假设实现专用于同步分组的传输的架构。因此，该解决方案可以证明是非常昂贵的并且尤其是导致聚合连接所提供的冗余损失。该解决方案因此减少了最初由1588V2协议提供的优点，即借助共享网络架构布置同步技术方案的可能性。因此本发明的目的在于使得具有节点(或设备)之间的聚合连接(每个聚合连接由至少两个单独的链路组成)的分组交换环境中的主时钟和从时钟能够更准确的同步。根据第一方面，本发明提出了一种专用于分组交换网络的主时钟和从时钟的同步的方法，其中该分组交换网络包括至少两个设备(或节点)，该至少两个设备(或节点)经由由至少两个链路组成的聚合连接彼此相连接并且位于该主时钟和从时钟之间以便允许它们使用时间戳协议来彼此传输同步分组。该方法更具体地包括以下步骤:(a)获得(或者有可能记录)同步分组在传输这些同步分组的链路的至少一个子集中的分配，以及(b)向该从时钟传输用于表不该分配的第一信息、用于表不与该同步分组相关联的时间戳的第二信息、用于表示该链路上的分组传输时间的第三信息，以便至少基于所传输的第一信息、第二信息和第三信息将该从时钟与该主时钟同步。该方法可以包括可以独立地或者组合地采用的其他特征并且具体是:
-在第一实施方式中，可以在向第二设备传输该分组的第一设备内执行步骤(a)；如果在这些链路之间存在均等的分组分配，则可以执行对将在每个链路上行进的同步分组的分配的确定；对于将在预定义的观察时间(或“窗”)期间传输的M个连续的同步分组，可以在步骤(a)中获得(或确定)它们在每个链路之间的分配，并且随后可以基于所确定的这些分配生成该第一信息；可以在每个链路内通过将在该链路上获得的这些同步分组的分配除以值M来确定隔离分组的相对分配，其中M是在预定义的观察时间(或窗)期间传输的同步分组的总数；在步骤(b)期间，在该从时钟内，借助公式
权利要求
1.一种用于同步分组交换网络的主时钟(HM)和从时钟(HE)的方法，所述分组交换网络包括至少两个设备(Ei)，所述至少两个设备(Ei)经由由至少两个链路(Lk)组成的聚合连接彼此相连接，并且位于所述主时钟(HM)和所述从时钟(HE)之间，以便使得它们能够使用时间戳协议来彼此传输同步分组，所述方法包括以下步骤: (a)得到所述同步分组在传送这些同步分组的链路(Lk)的至少一个子集内的分配，以及 (b)向所述从时钟(HE)传输用于表不所述分配的第一信息、用于表不与所述同步分组相关联的时间戳的第二信息以及用于表示在所述链路(Lk)上的分组传输时间的第三信息，以便至少基于传输的所述第一信息、所述第二信息和所述第三信息来将所述从时钟(HE)与所述主时钟(HM)同步。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在将要向第二设备(E2)传输所述分组的第一设备(El)内执行所述步骤(a)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中在将要占用每个所述链路(Lk)的所述同步分组均等分配于所述链路(Lk)内的情况下执行对所述分组的所述分配的确定。
4.根据权利要求3所述的方法，其中在步骤(a)期间，针对将要在预定义的观察时间期间传输的M个连续的同步分组确定它们在每个链路(LK)内的相对分配，并且随后基于这些确定的分配来生成所述第一信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其中在步骤(b)期间，在所述从时钟(HE)中使用公式& =—来确定所述从时钟(HE)与所述主时钟(_之间的时间偏移(dt)，其中m表示所述M个连续的同步分组中的一个同步分组，k表示所述链路中的一个链路(Lk) 32 1是所述第二设备(E2)内与所述M个同步分组之中的第m个同步分组相关联的时间戳的值，Tlm是所述第一设备(El)内与所述M个同步分组之中的所述第m个同步分组相关联的时间戳的值，wk是与所述链路中的一个链路(Lk)相关联并且用于表示同步分组在所述一个链路(Lk)内的所述相对分配的权重，并且dk是第k个链路(Lk)上的所述设备(Ei)之间的所述分组传输时间。
6.根据权利要求4所述的方法，其中在步骤(b)期间，在所述从时钟(HE)中使用公式汾=[去Z (T2mJ]-[去来确定所述从时钟(HE)与所述主时钟(HM)之间的时间偏移(dt)，其中m表示所述M个连续的同步分组中的一个同步分组，k表示所述链路中的一个链路(Lk)，Tlm是从所述主时钟(HM)向所述从时钟(HE)的传输期间所述第一设备(El)内与所述M个同步分组之中的第m个同步分组相关联的时间戳的值，T2ffl是从所述主时钟(HM)向所述从时钟(HE)的传输期间所述第二设备(E2)内与所述M个同步分组之中的所述第m个同步分组相关联的时间戳的值，13111是从所述从时钟(HE)向所述主时钟(HM)的传输期间所述第二设备(E2)内与一个分组相关联的时间戳的值，T4m是从所述从时钟(HE)向所述主时钟(HM)的传输期间所述第一设备(El)内与最后一个分组相关联的时间戳的值，wk是与所述链路中的一个链路(Lk)相关联并且用于表示同步分组在所述一个链路(Lk)内的所述相对分配的权重，并且dak是第k个链路(Lk)上的往返分组传输时间。
7.根据权利要求2所述的方法，其中需要设备(Ei)执行将要传输的所述同步分组在所述链路(Lk)的至少一个子集内的均等分配，每个同步分组在等待在所述子集的一个链路(Lk)上被传输时被放置在缓冲存储器内，并且与在从所述缓冲存储器提取所述同步分组以便在一个链路(Lk)上传输时的时间戳相关联，并且在步骤(b)期间生成用于表示所述均等分配的第一信息。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在步骤(b)期间，在所述从时钟(HE)中确定所述设备(Ei)之间的同步分组传输时间，所述同步分组传输时间等于由接收的所述第三信息定义的所述链路(Lk)上的所述分组传输时间的和除以所述链路(Lk)的数目。
9.根据权利要求2所述的方法，其中需要所述设备(Ei)在选择的链路(Lk)上分配所有将要传输的所述同步分组，每个同步分组在等待被传输时被放置在缓冲存储器内，并且与在从所述缓冲存储器提取所述同步分组以便在所述选择的链路(Lk)上传输时的时间戳相关联，并且在步骤(b)期间第一信息表示作为所述分配的对象的所述选择的链路(Lk)，并且在所述从时钟(HE)内确定所述设备(Ei)之间的同步分组传输时间，所述同步分组传输时间等于所述选择的链路(Lk)上的所述分组传输时间。
10.根据 权利要求1所述的方法，其中在从第一设备(El)接收了所述分组的第二设备(E2)内执行所述步骤(a)。
11.一种用于同步分组交换网络的主时钟(HM)和从时钟(HE)的装置(Dl)，所述分组交换网络包括至少两个设备(Ei)，所述至少两个设备(Ei)经由由至少两个链路(Lk)组成的聚合连接彼此相连接，并且位于所述主时钟(_和所述从时钟(HE)之间，以便使得它们能够使用时间戳协议来彼此传输同步分组，所述装置(Dl)i)能够作为设备(Ei)中能够向所述链路(Lk)路由将要传输的分组的第一模块(Ml)与同一设备(Ei)中管理所述时间戳协议的第二模块(M2)之间的接口，以及ii)进行操作以获得所述同步分组在所述链路(Lk)上的分配并且控制第一信息向所述从时钟(HE)的传输，所述第一信息表示考虑到所述从时钟01E)与所述主时钟(麗)的同步而得到的所述分配。
12.一种进行操作以控制所述同步分组在所述链路(Lk)的至少一个选择的子集内的分配的装置(Dl)。
13.一种用于将分组交换网络的从时钟(HE)与所述分组交换网络的主时钟(HM)同步的装置(D2)，所述网络包括至少两个设备(Ei)，所述至少两个设备(Ei)经由由至少两个链路(Lk)组成的聚合连接彼此相连接，并且所述至少两个设备(Ei)位于所述主时钟(HM)和所述从时钟(HE)之间，以便使得它们能够使用时间戳协议来彼此传输同步分组，所述装置(D2)进行操作以从由所述从时钟(HE)接收的所述同步分组中至少提取表示与其相关联的时间戳的第二信息，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链路(Lk)中的至少一个链路传输的所述同步分组的分配的第一信息以及接收的用于表示所述链路(Lk)上的分组传输时间的第三信息来将所述从时钟(HE)与所述主时钟(HM)同步。
14.一种用于同步分组交换网络的主时钟(HM)和从时钟(HE)的系统(S)，所述分组交换网络包括至少两个设备(Ei)，所述至少两个设备(Ei)经由由至少两个链路(Lk)组成的聚合连接彼此相连接，并且所述至少两个设备(Ei)位于所述主时钟(HM)和所述从时钟(HE)之间，以便使得它们能够使用时间戳协议来彼此传输同步分组，所述系统(S)包括至少一个根据权利要求11和12中的一项所述的能够与所述设备(Ei)中的一个设备相关联的第一装置(Dl)以 及至少一个根据权利要求13所述的能够与所述从时钟(HE)相关联的第二装置(D2)。
全文摘要
一种专用于同步分组交换网络的主时钟(HM)和从时钟(HE)的方法，分组交换网络包括至少两个设备(E1、E2)，该至少两个设备(E1、E2)经由由至少两个链路(L1-L3)组成的聚合连接彼此相连接并且位于主时钟(HM)和从时钟(HE)之间以便允许它们使用时间戳协议彼此传输同步分组。该方法包括以下步骤(a)得到同步分组在传送这些同步分组的链路的至少一个子集中的分配，以及(b)向从时钟(HE)传输用于表示该分配的第一信息、用于表示与该同步分组相关联的时间戳的第二信息和用于表示该链路(L1-L3)上的分组传输时间的第三信息，以便至少基于该传输的第一信息、第二信息和第三信息将从时钟(HE)与主时钟(HM)同步。
文档编号H04J3/06GK103201971SQ201180054183
公开日2013年7月10日 申请日期2011年10月27日 优先权日2010年11月15日
发明者M·勒帕莱克, D·T·比 申请人:阿尔卡特朗讯