一种分组交换网络的时钟同步方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种分组交换网络的时钟同步方法及装置。
【背景技术】
[0002]随着通信网络的演进和发展，传统的电路交换网络正在逐渐被下一代的高速分组交换网络所替代。网络的演进是一个并存与融合的过程，出于保护运营商现有投资的需要，以及分组交换网络建设的长期性考虑，现有的传统时分复用(Time Divis1nMultiplexing，TDM)网络仍将在很长一段时间内存在。因此，在下一代的分组交换网络中继续承载传统的TDM业务是十分必要的。互联网工程任务组(The Internet EngineeringTask Force，IETF)标准组织的端到端伪线仿真工作组(Pseudo Wire Emulat1n Edge toEdge，PWE3)提出的电路仿真技术是当前在分组交换网络上承载TDM的主流技术。
[0003]TDM电路仿真技术中，在发送侧，以特定的封装，将连续的TDM数据流，以固定的净荷数封装到分组报文中，定期发送分组报文。在接收侧，由于分组交换网络报文存在延迟抖动(packet delay variat1n，PDV)，因此需要一个抖动缓存(jitter buffer)来缓冲I3DV,将TDM净荷缓存至抖动缓存中，然后以TDM发送时钟将TDM净荷送出JDM的发送时钟应该与源端时钟保持同步，一般来说TDM的发送时钟可以是GPS、BITS等其他外部时钟源，同时也可以是自适应恢复时钟(adaptive clock recovery ,ACR) ο
[0004]自适应恢复时钟技术是电路仿真技术的一个重要技术，它不依赖于外部的时钟源，通过TDM分组报文到达的时戳统计信息，与本端恢复时钟进行比较，调整本端恢复时钟的偏差，最终达到本端恢复时钟与源端时钟的同步，本质上自适应恢复时钟也是一种锁相环(Phase Locked Loop，PLL)。现有的电路仿真服务(Circuit Emulat1n Service，CES)米用的时钟恢复技术有两种:一种是利用实时传输协议(Real-time Transport Protocol，RTP)携带发送时戳信息，利用收到的RTP携带的发送时戳信息进行时钟恢复;一种是直接依据分组报文到达的时间获得接收时戳信息，利用接收时戳信息进行时钟恢复。
[0005]ITU G.8261介绍了分组交换网络的流量模型，依据这些模型可以相应获得对应的网络的F1DV分布。而自适应时钟恢复技术的难点就在于分组报文中存在PDV，由于分组交换网络存在较大的PDV，普通的PLL无法正确的跟踪源端的时钟，同时由于PDV的低频特性，导致普通PLL获得的跟踪时钟漂移性能很差。
[0006]综上所述，现有技术中分组交换网络中存在较大的延时抖动，给分组交换网络带来了恶劣的影响，致使本端恢复时钟无法精确捕获和跟踪源端时钟，从而无法满足传统TDM业务的时钟性能需求。
【发明内容】
[0007]本发明实施例提供了一种分组交换网络的时钟同步方法及装置，用以克服网络PDV带来的恶劣影响，精确捕获和跟踪源端时钟，满足传统TDM业务的时钟性能需求。
[0008]本发明实施例提供的一种分组交换网络的时钟同步方法，该方法包括:获取接收到的分组报文对应的收发时钟相位差，所述收发时钟相位差为本端接收该分组报文的源端时钟的相位与本端发送对应分组报文的本端恢复时钟的相位之差;根据分组报文的接收顺序以多个分组报文为一组，将获取到的收发时钟相位差分为多组，获取每组收发时钟相位差中的最小收发时钟相位差，得到多个最小收发时钟相位差，并计算所述多个最小收发时钟相位差中预设数量个最小收发时钟相位差的方差;根据所述方差与预设阈值的关系确定所述分组交换网络的状态，并根据所述分组交换网络的状态调整本端对反馈相位差的增益，所述反馈相位差是每组收发时钟相位差中的最小收发时钟相位差;根据所述反馈相位差和所述增益计算得到相位调整值，并利用所述相位调整值对所述本端恢复时钟的相位进行调整。
[0009]本发明实施例提供的上述方法中，根据分组报文的接收顺序以多个分组报文为一组，将获取到的收发时钟相位差分为多组，获取每组收发时钟相位差中的最小收发时钟相位差，得到多个最小收发时钟相位差，并计算多个最小收发时钟相位差中预设数量个最小收发时钟相位差的方差;根据该方差确定分组交换网络的状态，并根据分组交换网络的状态调整本端对反馈相位差的增益，然后根据反馈相位差和增益计算得到相位调整值，并利用相位调整值对本端恢复时钟的相位进行调整，与现有技术分组交换网络中存在较大的延时抖动，致使本端恢复时钟无法精确捕获和跟踪源端时钟相比，有效避免了网络大延迟抖动的干扰，使得本端恢复时钟能够精确捕获和跟踪源端时钟，满足传统TDM业务的时钟性能需求。
[0010]在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，根据所述方差与预设阈值的关系确定所述分组交换网络的状态，包括:当所述方差小于第一预设阈值时，确定所述分组交换网络的状态为非拥塞状态，以及当所述方差大于第二预设阈值时，确定所述分组交换网络的状态为拥塞状态，其中，所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值。
[0011]在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，根据所述分组交换网络的状态调整本端对反馈相位差的增益，包括:当所述分组交换网络的状态为非拥塞状态时调整本端对反馈相位差的增益为预设增益；当所述分组交换网络的状态为拥塞状态时调整本端对反馈相位差的增益为所述预设增益的预设倍数。
[0012]在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，在获取每组收发时钟相位差中的最小收发时钟相位差之后，根据所述方差与预设阈值的关系确定所述分组交换网络的状态之前，该方法还包括:将所述多个最小收发时钟相位差发送至滤波器进行滤波处理，判断经滤波处理之后的最小收发时钟相位差是否收敛;根据所述方差与预设阈值的关系确定所述分组交换网络的状态，包括:当判定经滤波处理之后的最小收发时钟相位差收敛时，根据所述方差与预设阈值的关系确定所述分组交换网络的状态。
[0013]在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，该方法还包括:当所述分组交换网络的状态为非拥塞状态或拥塞状态时，存储本端恢复时钟的相位数据。
[0014]在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，当根据分组报文的接收顺序以多个分组报文为一组，将获取到的收发时钟相位差分为多组之后，根据方差与预设阈值的关系确定分组交换网络的状态之前，该方法还包括:获取每组收发时钟相位差中的最大收发时钟相位差，并利用预设值对每组收发时钟相位差进行限幅，计算限幅后的每组收发时钟相位差的平均值；当确定任一组收发时钟相位差中的最大收发时钟相位差大于第三预设阈值，且该组限幅后的收发时钟相位差的平均值与该组前一组限幅后的收发时钟相位差的平均值之差大于第四预设阈值时，确定所述分组交换网络的状态为保护状态，则本端恢复时钟跟踪所述分组交换网络处于非拥塞状态或拥塞状态时存储的相位数据，其中，所述第三预设阈值大于所述第四预设阈值。
[0015]本发明实施例提供的上述方法中，在确定任一组收发时钟相位差中的最大收发时钟相位差大于第三预设阈值，且该组限幅后的收发时钟相位差的平均值与该组前一组限幅后的收发时钟相位差的平均值之差大于第四预设阈值时，则确定分组交换网络的状态为保护状态，本端恢复时钟跟踪分组交换网络处于非拥塞状态或拥塞状态时存储的相位数据，从而避免了根据方差与预设阈值的关系确定分组交换网络的状态所需时间较长，很长一段时间内无法实时判断分组交换网络的状态作出相应的反馈，本端恢复时钟发生振荡的问题。
[0016]在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，根据所述分组交换网络的状态调整本端对反馈相位差的增益之前，该方法还包括:将所述反馈相位差经过两级指数加权移动平均(ExponentialIy Weighted Moving-Average，EWMA)滤波器进行滤波处理。
[0017]本发明实施例提供的上述方法中，一方面，将多个最小收发时钟相位差发送至滤波器进行滤波处理，判断经滤波处理之后的最小收发时钟相位差是否收敛，当确定经滤波处理之后的最小收发时钟相位差收敛时，根据方差与预设阈值的关系确定分组交换网络的状态，另一方面，本端恢复时钟跟踪多个最小收发时钟相位差经过两级EWMA滤波器滤波得到的反馈相位差，也即采用频率捕获与跟踪源端时钟分开的两级锁相环结构，最后通过获取每组收发时钟相位差中的最小收发时钟相位差，有效降低了分组交换网络中较大的延时抖动的影响，提高了信噪比，根据最大收发时钟相位差以及限幅后的每组收发时钟相位差的平均值，确定分组交换网络的状态为保护状态，避免根据方差与预设阈值的关系确定分组交换网络的状态时本端恢复时钟发生振荡，根据方差与预设阈值的关系确定分组交换网络的状态，根据分组交换网络的状态调整本端对反馈相位差的增益，然后根据反馈相位差和增益计算得到相位调整值，并利用相位调整值对本端恢复时钟的相位进行调整，从而能够在分组报文存在较大的延时抖动时达到高精确度的时钟锁定以及跟踪源端时钟。
[0018]本发明实施例提供的一种分组交换网络的时钟同步装置，包括:获取单元，用于获取接收到的分组报文对应的收发时钟相位差，所述收发时钟相位差为本端接收该分组报文的源端时钟的相位与本端发送对应分组报文的本端恢复时钟的相位之差;处理单元，用于根据分组报文的接收顺序以多个分组报文为一组，将获取到的收发时钟相位差分为多组，获取每组收发时钟相位差中的最小收发时钟相位差，得到多个最小收发时钟相位差，并计算所述多个最小收发时钟相位差中预设数量个最小收发时钟相位差的方差，然后根据所述方差与预设阈值的关系确定所述分组交换网络的状态，根据所述分组交换网络的状态调整本端对反馈相位差的增益，所述反馈相位差是每组收发时钟相位差中的最小收发时钟相位差;相位调整单元，用于根据所述反馈相位差和所述增益计算得到相位调整值，并利用所述相位调整值对所述本端恢复时钟的相位进行调整。
[0019]本发明实施例