一种分组交换网络的时钟同步方法及装置的制造方法_4

文档序号:9790685阅读:来源:国知局
发明实施例提供的装置中,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,通过选取最小收发时钟相位差的报文,丢弃收发时钟相位差较大的报文,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。
[0071]在一种可能的实施方式中,本发明实施例提供的装置中,处理单元304根据方差与预设阈值的关系确定分组交换网络的状态,具体用于:当方差小于第一预设阈值时,处理单元304确定分组交换网络的状态为非拥塞状态,以及当方差大于第二预设阈值时,处理单元304确定分组交换网络的状态为拥塞状态,其中,第一预设阈值小于第二预设阈值。
[0072]在一种可能的实施方式中,本发明实施例提供的装置中,处理单元304根据分组交换网络的状态调整本端对反馈相位差的增益,具体用于:当分组交换网络的状态为非拥塞状态时,处理单元304调整本端对反馈相位差的增益为预设增益;当分组交换网络的状态为拥塞状态时,处理单元304调整本端对反馈相位差的增益为预设增益的预设倍数。
[0073]在一种可能的实施方式中,本发明实施例提供的装置中,在处理单元304获取每组收发时钟相位差中的最小收发时钟相位差之后,处理单元304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,处理单元304还用于: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;处理单元304根据方差与预设阈值的关系确定分组交换网络的状态,包括:当处理单元304判定经滤波处理之后的最小收发时钟相位差收敛时,处理单元304根据方差与预设阈值的关系确定分组交换网络的状态。
[0074]在一种可能的实施方式中,本发明实施例提供的装置中,处理单元304还用于:当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。
[0075]在一种可能的实施方式中,本发明实施例提供的装置中,当处理单元304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,处理单元304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,处理单元304还用于: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,确定分组交换网络的状态为保护状态,则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,其中,第三预设阈值大于第四预设阈值。
[0076]本发明实施例提供的装置中,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。
[0077]在一种可能的实施方式中,本发明实施例提供的装置中,处理单元304根据分组交换网络的状态调整本端对反馈相位差的增益之前,还用于:将反馈相位差经过两级指数加权移动平均EffMA滤波器进行滤波处理。
[0078]本发明实施例提供的装置中,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。
[0079]在本发明实施例提供的分组交换网络的时钟同步装置中,获取单元302、处理单元304以及相位调整单元306均可以采用CPU处理器等。
[0080]具体实施时,本发明实施例提供的一种分组交换网络的时钟同步装置,如图4所示,包括:时戳处理模块402、采样点分析模块404、频率捕获模块406、滤波模块408、网络状态监测模块410、状态控制中心412、数字控制振荡器NCO 414以及发送模块416,其中,获取单元302包括:时戳处理模块402,处理单元304包括:采样点分析模块404、频率捕获模块406以及滤波模块408、网络状态监测模块410以及状态控制中心412,相位调整单元306包括:数字控制振荡器NCO 414以及发送模块416,具体来说,分组交换网络的时钟同步装置中各个模块的作用为:
[0081 ]时戳处理模块402:根据特性分类提取到相应通道的分组报文,时戳处理模块给记录该分组报文的到达时间Trx(n),同时NCO 414则将恢复的本端恢复时钟发送至发送模块416,发送模块416将对应分组报文的发送时间告诉时戳处理模块402,时戳处理模块记录对应分组报文的发送时间Ttx(n)。时戳处理模块402输出的收发时钟相位差可表示为:X(n) =
(Trx(n+l)-Trx(n))-(Ttx(n+l)-Ttx(n))0
[0082]采样点分析模块404:获得时戳处理模块402发送的收发时钟相位差X(n),每个X(η)均为一个采样点,按照每N个X(n)组成一组数据Xk(n)(ne[0,N-l]),通过选取Xk(n)中的最小收发时钟相位差作为新的采样点,获得新的采样点信息Xbe3St(k);并将新的采样点信息发送至频率捕获模块406和滤波模块408。另外,采样点分析模块404还用于:
[0083 ]计算Xbest (k)中每M个采样点的均值Eb (m),方差Db (m)信息;
[0084]获得Xk(n)的最大值 Xmax(k);
[0085]对Xk(n)进行限幅得到Xklimit(n),对于限幅后的Xklimit(n)计算均值得到E(k);
[0086]将Db(m)、Xmax(k),E(k)发送至网络状态监测模块410。
[0087]频率捕获模块406:接收采样点分析模块404发送的新的采样点信息,根据新的采样点信息,进行滤波,常用的滤波器有FIR滤波器,EWMA滤波器,卡尔曼滤波器等,现有技术均有说明,不做赘述。在判断经滤波处理之后的最小收发时钟相位差达到收敛后,通知状态控制中心412已经完成捕获状态,可以切换到相位跟踪状态。
[0088]滤波模块408:采用两级的EWMA滤波器,实现对采样点分析模块404输出的相位误差信息的滤波处理,并将对最小收发时钟相位差过滤后的反馈相位差发送至状态控制中心412用于在相位跟踪状态下调整本端恢复时钟的相位使之跟踪源端时钟的相位。
[0089]网络状态监测模块410:根据采样点分析模块404计算得到的Db(m),根据输入数据的噪声情况,通知状态控制中心412产生相应动作来动态调整本端对反馈相位差的增益。
[0090]状态控制中心412:在频率捕获之前,状态控制中心412收集频率捕获模块406的捕获信息,并且依据这些信息判断网络频率捕获的状态,产生锁相环的LOCK状态指示。在频率捕获之后,状态控制中心412置锁相环为跟踪状态,在跟踪状态下,状态控制中心412收集频率捕获模块406的信息,并判断是否失锁,一旦失锁则通知系统进行重新同步。
[0091]在锁相环处于跟踪状态下,状态控制中心412收集网络状态监测模块410的拥塞状态和保护状态信息。在拥塞状态动态降低从滤波模块408获得的反馈相位差的增益,假设在非拥塞状态时的环路对反馈相位差的增益是G,则在拥塞状态时环路对反馈相位差的增益降低为G预设倍数,例如:降低为0.5G。同时状态控制中心412负责收集正常状态下的NCO414相位数据,记录在缓冲区。一旦发现处于保护状态下,则回放缓冲区记录的相位数据。同时如果收到网络丢包告警时,通知NCO 414进行跟踪保持。在非拥塞状态,状态控制中心412则收集滤波模块408获得的反馈相位差,并根据环路对反馈相位差的增益调节NCO 414跟踪源端时钟的相位变化。
[0092]综上所述,本发明实施例提供的一种分组交换网络的时钟同步方法及装置,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EffMA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
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