一种网络时钟同步装置及其工作方法与流程

本发明涉及互联网技术领域，特别是涉及一种网络时钟同步装置及其工作方法。

背景技术：

无线应用需要通讯网络的时钟频率具有良好的同步性，例如，IP RAN(IP无线接入网络，IP Radio Access Networks)在不同基站之间的频率必须同步在一定精度之内，否则业务在基站切换时会出现掉线，影响应用正常使用。

现有技术中，同步以太网设备之间的时钟同步，通常采用从端口的比特流数据中恢复线路时钟的方法来实现时钟的传递，当端口数据连接中断时，恢复线路时钟的信号管脚会随之输出与正常线路时钟频率相同但相位产生偏移的时钟，需要等到软件查询端口异常后才能根据SSM(Synchronization Status Message同步状态信息)算法将时钟切换到其他备用源。由于软件操作往往都是毫秒级，因此这段时间内，系统都会处于非同步状态，对同步业务会造成严重影响。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种网络时钟同步装置及其工作方法，用以解决现有技术中外部数据异常中断时网络时钟同步性差的问题。

一方面，本发明提供一种网络时钟同步装置，包括：时钟恢复部和时钟选通部，所述时钟恢复部，一端与网络数据接入装置相连，另一端与所述时钟选通部相连，用于利用所述网络数据接入装置传入的数据恢复出线路时钟；所述时钟选通部，其第一输入端与所述时钟恢复部相连，第二输入端与所述网络数据接入装置相连，输出端与锁相环相连，用于：在所述网络数据接入装置向所述时钟恢复部传输数据时，将所述时钟恢复部输出的线路时钟向所述锁相环传递；在所述网络数据接入装置中断向所述时钟恢复部传输数据时，截断所述时钟恢复部自行向所述锁相环传递的线路时钟，以使所述锁相环保持数据中断前的线路时钟。

可选的，所述网络数据接入装置包括光模块，所述时钟恢复部包括物理层芯片。

可选的，所述时钟选通部的第二输入端与所述光模块的信号丢失LOS管脚相连。

可选的，所述时钟选通部包括相互连接的检测模块和选通模块，其中，所述检测模块与所述网络数据接入装置相连，所述选通模块与所述时钟恢复部相连。

可选的，所述时钟选通部为组合逻辑电路。

进一步的，所述时钟选通部和所述锁相环之间还设置有分频部，所述时钟选通部通过所述分频部与所述锁相环相连，所述分频部用于，将所述时钟选通部输出的时钟分频。

进一步的，所述时钟恢复部和所述时钟选通部之间还设置有分频部，所述时钟恢复部通过所述分频部与所述时钟选通部相连，所述分频部用于，将所述时钟恢复部输出的时钟分频后传输给所述时钟选通部。

另一方面，本发明还提供了所述网络时钟同步装置的工作方法，包括：检测所述网络数据接入装置是否向所述时钟恢复部传输数据；在所述网络数据接入装置向所述时钟恢复部传输数据时，将所述时钟恢复部输出的线路时钟向所述锁相环传递；在所述网络数据接入装置中断向所述时钟恢复部传输数据时，截断所述时钟恢复部自行向所述锁相环传递的线路时钟，以使所述锁相环保持数据中断前的线路时钟。

可选的，所述网络数据接入装置包括光模块；所述检测所述网络数据接入装置是否向所述时钟恢复部传输数据包括：通过检测所述光模块的信号丢失LOS管脚检测所述网络数据接入装置是否向所述时钟恢复部传输数据。

本发明实施例提供的网络时钟同步装置及其工作方法，时钟恢复部能够利用网络数据接入装置传入的数据恢复出线路时钟；时钟选通部能够在网络数据接入装置向时钟恢复部传输数据时，将时钟恢复部输出的线路时钟向锁相环传递，在网络数据接入装置中断向时钟恢复部传输数据时，截断时钟恢复部自行向锁相环传递的线路时钟，从而使锁相环保持数据中断前的线路时钟。由于时钟选通部直接与网络数据接入装置相连，可以实时获知网络数据接入装置的数据输出状态，从而能够在网络数据接入装置数据输出中断的第一时间，及时截断时钟恢复部自行向锁相环传递的错误的线路时钟，使锁相环继续保持原来的时钟输出，避免了锁相环输出错误时钟的情况，有效提高了网络时钟的同步性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的网络时钟同步装置的一种结构示意图；

图2是本发明实施例提供的网络时钟同步装置的另一种结构示意图；

图3是本发明实施例提供的网络时钟同步装置的又一种结构示意图；

图4是本发明实施例提供的网络时钟同步装置的又再一种结构示意图；

图5是本发明实施例提供的网络时钟同步装置的工作方法的一种流程图；

图6是本发明实施例提供的网络时钟同步装置的工作方法的一种详细流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提供一种网络时钟同步装置，包括：时钟恢复部11和时钟选通部12；时钟恢复部11，一端与网络数据接入装置13相连，另一端与时钟选通部12相连，用于利用网络数据接入装置13传入的数据恢复出线路时钟；时钟选通部12，其第一输入端与时钟恢复部11相连，第二输入端与网络数据接入装置13相连，输出端与锁相环14相连，用于：在网络数据接入装置13向时钟恢复部11传输数据时，将时钟恢复部11输出的线路时钟向锁相环14传递；在网络数据接入装置13中断向时钟恢复部11传输数据时，截断时钟恢复部11自行向锁相环14传递的错误的线路时钟，以使锁相环14保持数据中断前的线路时钟。

本发明实施例提供的网络时钟同步装置包括时钟恢复部11和时钟选通部12；其中时钟恢复部11能够利用网络数据接入装置13传入的数据恢复出线路时钟；时钟选通部12能够在网络数据接入装置13向时钟恢复部11传输数据时，将时钟恢复部11输出的线路时钟向锁相环14传递，在网络数据接入装置13中断向时钟恢复部11传输数据时，截断时钟恢复部11自行向锁相环14传递的线路时钟，从而使锁相环14保持数据中断前的线路时钟。由于时钟选通部12直接与网络数据接入装置13相连，可以实时获知网络数据接入装置13的数据输出状态，从而能够在网络数据接入装置13数据输出中断的第一时间，及时截断时钟恢复部11自行向锁相环14传递的线路时钟，使锁相环14继续保持原来的时钟输出，避免了锁相环14输出错误时钟的情况，有效提高了网络时钟的同步性。

在网络通信协议中，时钟恢复可以由物理层的电路或芯片来完成，因此，时钟恢复部11具体可以包括物理层芯片。可选的，网络数据接入装置13可以为任何将外部网络接入到本地网络的设备，相应的，时钟选通部12也可以通过与各种类型的网络数据接入装置13相连而及时检测到相应的数据输出是否正常。例如，如果外部网络是通过光纤传入本地网络的，那么网络数据接入装置13可以包括光模块，用于光信号与电信号之间的相互转换。由于光模块中都具有信号丢失LOS管脚，其输出的LOS信号也是通信标准里通用的，为了加强通用性，优选的，时钟选通部12的第二输入端可以与光模块的信号丢失LOS管脚相连。LOS管脚输出的LOS信号可以实时反映光模块接收光信号的状态，并以电平信号的形式反映在光模块的电接口上，低电平代表线路光信号正常，高电平代表告警线路光信号丢失。LOS信号是光模块标准中定义的一个信号，各个厂家光模块定义都相同，因此使用光模块作为线路状态监测模块具有通用性好，简单方便的优点。

具体而言，时钟选通部12可以由各种形式的电路结构或模块组成，电路结构越简单，反应越快，越能够在网络数据接入装置13中断时，及时截断时钟恢复部11自行向锁相环14传递的线路时钟。例如，如图2所示，在本发明的一个实施例中，时钟选通部12可以包括相互连接的检测模块121和选通模块122，其中，检测模块121与网络数据接入装置13相连，选通模块122与时钟恢复部11相连。选通模块122负责控制线路恢复时钟通断，外部连接了一路输入时钟信号，输出一路时钟，同时与检测模块相连，选通模块122在线路状态正常的情况下一直保持接通状态，当外部线路异常中断时，选通模块122能在第一时间收到来自检测模块121的通知，立刻切断时钟，让系统锁相环立刻进入保持状态。

在本发明的另一个实施例中，时钟选通部12还可以为组合逻辑电路，例如，可以将光模块的LOS信号，物理层芯片输出的线路恢复时钟信号同时接入CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)或FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)，通过硬件描述语言将两个信号做一个简单的组合逻辑运算。

需要说明的是，为了适应系统中不同芯片、端口或电路对时钟频率的不同需求，如图3所示，时钟选通部12和锁相环14之间还可设置有分频部15，时钟选通部12可以通过分频部15与锁相环14相连。分频部15用于将时钟选通部12输出的时钟分频。

可选的，如图4所示，分频部15还可以设置在时钟恢复部11和时钟选通部12之间，时钟恢复部11通过分频部15与时钟选通部12相连，分频部15用于将时钟恢复部11输出的时钟分频后传输给时钟选通部12。

采用上述技术方案后，线路状态监测和时钟的关断完全通过硬件自动实现，无需软件参与，速度快，从线路中断到关断时钟，时间是纳秒级的，可以有效的使系统在外部时钟源丢失到切换新时钟源之间依旧工作在同步状态，提高了系统的性能。

相应的，如图5所示，本发明的实施例还提供一种前述实施例中任一种网络时钟同步装置的工作方法，包括：

S21，检测所述网络数据接入装置是否向所述时钟恢复部传输数据；

S22，在所述网络数据接入装置向所述时钟恢复部传输数据时，将所述时钟恢复部输出的线路时钟向所述锁相环传递；在所述网络数据接入装置中断向所述时钟恢复部传输数据时，截断所述时钟恢复部自行向所述锁相环传递的线路时钟，以使所述锁相环保持数据中断前的线路时钟。

本发明实施例提供的网络时钟同步装置的工作方法，时钟选通部12能够在网络数据接入装置13向时钟恢复部11传输数据时，将时钟恢复部11输出的线路时钟向锁相环14传递，在网络数据接入装置13中断向时钟恢复部11传输数据时，截断时钟恢复部11自行向锁相环14传递的线路时钟，从而使锁相环14保持数据中断前的线路时钟。由于时钟选通部12直接与网络数据接入装置13相连，可以实时获知网络数据接入装置13的数据输出状态，从而能够在网络数据接入装置13数据输出中断的第一时间，及时截断时钟恢复部11自行向锁相环14传递的线路时钟，使锁相环14继续保持原来的时钟输出，避免了锁相环14输出错误时钟的情况，有效提高了网络时钟的同步性。

可选的，当网络数据接入装置13包括光模块时，步骤S21中，检测所述网络数据接入装置是否向所述时钟恢复部传输数据包括：通过检测所述光模块的信号丢失LOS管脚检测所述网络数据接入装置是否向所述时钟恢复部传输数据。

下面通过具体实施例，对本发明提供的网络时钟同步装置的工作方法进行详细说明。

工作在同步以太网中的设备，首先系统选择当前端口同步时钟，然后通过配置选择，系统锁相环锁定来自当前端口的线路恢复时钟，并以此为基准产生系统工作时钟，当当前端口的外部连接因为异常故障突然中断时，时钟选通部的检测模块检测到光信号丢失后立刻以电平信号形式把当前端口状态告知选通模块，选通模块在收到电平变换后，切断当前接口物理层芯片线路恢复时钟输出管脚输出的时钟。系统锁相环随即检测到外部时钟丢失，进入HOLDOVER保持模式，等系统管理层检测到外部信号异常，再通过SSM(Synchronization Status Message，同步状态信息)算法将同步源切换到其他时钟，详细流程可如图6所示。

采用上述技术方案可以大大降低外部时钟源异常对同步以太网设备的影响，提高时钟系统性能，进而提高整个时钟同步网络的可靠性，且方法简单，可靠高效，无需增加额外的硬件成本。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。