专利名称：传输系统中的时间同步方法、设备及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种传输系统中的时间同步方法、设备及系 统。
背景技术：
数字用户线(Digital Subscriber Line，DSL)技术是一种通过电话双绞线， 即无屏蔽双绞线(Unshielded Twist Pair, UTP)进行数据传输的高速传输技术，包括 非对称数字用户线(Asymmetrical Digital Subscriber Line，ADSL)，甚高速数字用 户线(Very-high-bit-rate Digital Subscriber Line，VDSL)、基于综合业务数字网 (Integrated Services Digital Network，ISDN)的用户数字线(ISDN Digital Subscriber Line, IDSL)、单线对高速数字用户线(Single-pair High-bit-rate Digital Subscriber Line，SHDSL)、第二代非对称数字用户线(Asymmetrical Digital Subscriber Line 2， ADSL2)、第二代非对称数字用户线 plus (Asymmetrical Digital Subscriber Line 2plus, ADSL2plus)、第二代甚高速数字用户线(Very-high-bit-rate Digital SubscriberLine 2，VDSL2)等。在各种数字用户线技术(xDSL)中，除了 IDSL和SHDSL等基带传输的DSL外，采 用通带传输的DSL利用频分复用技术使得DSL与传统电话业务(Plain Old Telephone Service, POTS)共存于同一对双绞线上，其中DSL占据高频段，POTS占用4KHz以下基带部 分，POTS信号与DSL信号通过分离/整合器(Splitter)进行分离。通带传输的xDSL采用 离散多音频调制(DiscreteMulti-Tone Modulation, DMT)技术进行调制和解调。系统连 接关系示意图如图1所示。局端xDSL收发器1包括局端收发单元11和分离器12 ；用户端 xDSL收发器2包括分离器21和用户局收发单元22。在下行方向(网络侧到用户侧的数据 流传输方向))，局端收发单元11接收来自宽带网络的数据信号处理，在局端收发单元11进 行数字处理，处理后的数字信号转换成模拟信号，再放大发送到分离器12 ；分离器12将来 自局端收发单元11的DSL信号和窄带交换网络的POTS信号进行合并发送到双绞线上；用 户端的分离器21接收来自双绞线上的DSL+P0TS混合信号，并将DSL+P0TS混合信号分离， 分离后的POTS信号送到话机完成语音通话，DSL信号送到用户端收发单元22处理；用户端 收发单元22将DSL信号转换成数字信号后，完成数字处理后，再发送到终端计算机。类似 地，上行方向(用户端到局端的数据传输方向)则按相反的顺序处理。通常情况下，用一对DSL线路可以满足用户的速率需求。但是如果用户的速率要 求很高，用单对DSL线路无法满足的情况下，通过多线对传输技术，将若干对线路共同联合 传输，可以提高速率，满足用户更高的速率要求。多线对传输技术目前常用的技术包括bonding (绑定)、vectoring (矢量)和 MIMO (多输入输出)。Vectored DSL也称之为DSM L3，是在DSL的信号层进行信号联合处理，在下行进 行预编码并且联合发送，上行进行串扰抵消并且联合接收，从而消除串扰的技术，其实现是位于DSL的信号层。一般情况下，Vectored DSL局端都是在局端进行联合处理，而用户端则 是分布在不同的区域。如果局端和用户端都是集中处理，则这种场景下的vectored DSL技 术则称之为ΜΙΜΟ。Bonding是在数据链路层上进行汇聚分发，从而实现物理层多线对上的 绑定，从而提升线路速率，以承载更高带宽要求的业务。目前已有的bonding技术标准有 G998. 1，G998. 2，G998. 3 等。分别对应与 ATM bonding, PTM bongding 和时分复用 bonding。 通过多线对技术的绑定传输，提高了用户速率，从而可以承载更高带宽要求的业务。然而时 间同步是DSL等多线对传输系统实现移动回传的面临的首要问题。
发明内容
本发明实施例提供一种传输系统中的时间同步方法、设备及系统，以解决现有方 案无法实现同步的问题。为此，本发明实施例采用如下技术方案一种传输系统中的时间同步方法，所述传输系统包括通过至少两条线路连接的第 一设备和第二设备，该方法包括所述第一设备通过所述至少两条线路的第一线路发送第一正交频分复用OFDM码 元； 当所述第一设备发送所述第一 OFDM码元时，在所述第一 OFDM码元的特定位置上 标记第一发送时间；所述第一设备通过所述至少两条线路中不同于所述第一线路的第二线路接收所 述第二设备环回的第一 OFDM码元；当所述第一设备接收所述第一 OFDM码元时，在所述第一 OFDM码元的所述特定位 置上标记第一接收时间；根据所述第一发送时间、所述第一接收时间、所述第一的设备延时 计算所述第一设备和所述第二设备之间的线路延时；利用所述线路延时计算所述第一设备和所述第二设备的时间偏差；利用所述时间偏差调整所述第二设备的时间信息以使所述第二设备和所述第一 设备时间同步。一种通信设备，所述通信设备通过至少两条线路连接第二设备，所述通信设备包 括收发单元，用于向第二设备发送信号和接收来自第二设备的信号，包括通过所述 至少两条线路的第一线路发送的第一 OFDM码元以及通过所述至少两条线路中不同于所述 第一条线路接收所述第二设备环回的所述第一 OFDM码元；时间标记单元，用于在所述收发单元发送所述第一 OFDM码元时，在所述第一 OFDM 码元的特定位置上标记第一发送时间；在所述收发单元接收所述第二设备环回的第一 OFDM码元时，在所述第一 OFDM码元的所述特定位置上标记第一接收时间；延时计算单元，用于根据所述第一发送时间、所述第一接收时间和所述第一设备 的设备延时计算所述第一设备和所述第二设备之间的线路延时。一种通信设备，该通信设备通过至少两条线路连接第一设备，该通信设备包括收发单元，用于接收来自第一设备的信号和向第一设备发送信号，包括通过所述 至少两条线路的第一线路接收第一设备发送的第一正交频分复用OFDM码元，并将所述第一OFDM通过所述至少两条线路中不同于所述第一线路的第二线路环回给所述第一设备， 以及通过所述至少两个线路中特定线路接收来自所述第一设备的第二 OFDM码元；时间标记单元，在接收到的第二 OFDM码元的特定位置标记第二接收时间；时间偏差计算单元，用于获得所述通信设备和所述第一设备之间的线路延时，所 述第二 OFDM码元的第二发送时间，根据所述设备的设备延时、所述第一设备的设备延时、 所述线路延时、所述第二发送时间和第二接收时间计算所述第二设备和所述第一设备之间 的时间偏差，其中，所述线路延时基于所述第一 OFDM码元的第一发送时间和第一接收时间 和所述第一设备的设备延时计算；同步执行单元，用于根据所述时间偏差调整所述第二设备的时间信息以使所述通 信设备和所述第一设备时间同步。一种时间同步系统，包括通过至少两条线路连接的第一收发单元和第二收发单元，所述第一收发单元，用于通过所述至少两条线路的第一线路发送用于时间同步的 第一正交频分复用OFDM码元；所述第二收发单元通过所述至少两条线路中不同于所述第一线路的第二线路将 所述第一 OFDM信号环回给所述第一收发单元；所述第一收发单元，还用于通过所述多条线路中特定线路发送用于时间同步的第
二OFDM码元；第一时间标记单元，用于当所述第一收发单元发送所述第一 OFDM码元时，在所述 第一 OFDM码元的特定位置标记第一发送时间，在所述第一收发单元接收所述第一 OFDM码 元时，在所述第一 OFDM码元的所述特定位置标记第一接收时间，并在所述第一收发单元发 送所述第二 OFDM码元时标记所述第二 OFDM时，在所述第二 OFDM码元的特定位置标记第二 发送时间；第二时间标记单元，用于当所述第二收发单元接收所述第二 OFDM码元时，在所述 OFDM码元的特定位置标记第二接收时间；线路延时计算单元，用于根据所述第一发送时间、所述第一接收时间和所述第一 收发单元的设备延时计算所述第一收发单元和所述第二收发单元之间的线路延时；时间偏差计算单元，用于根据所述第二发送时间、所述第二接收时间、所述第一收 发单元的设备延时、所述第一收发单元的设备延时和所述线路延时计算所述第一收发单元 和所述第二收发单元之间的时间偏差；同步执行单元，用于根据计算得到的时间偏差调整所述第二收发单元对应的时钟 的时间信息以使所述第二收发单元和所述第一收发单元时间同步。可见，本发明实施例中，由于在环回阶段上下行都采用同一频段信号，因此上下行 双绞线上的线路延时相等，由此可得到第一设备和第二设备之间的线路延时，继而可计算 第一设备和第二设备之间的时间偏差，最终实现多线对传输系统的时间同步。
图1为现有技术xDSL系统参考模型；图2为IEEE P1588V2协议中精确时间同步实现的原理图3为本发明实施例传输系统中的时间同步方法流程图；图4为本发明实施例一传输系统结构示意图；图5为本发明实施例二传输系统结构示意图；图6为本发明实施例三传输系统结构示意图；图7为本发明实施例传输系统中通信设备结构示意图；图8为本发明实施例传输系统中的另一通信设备结构示意图；图9为本发明实施例传输系统结构示意图。
具体实施例方式图2所示为IEEE P1588V2协议中精确时间同步实现的原理图，假设Offset为从 时钟和主时钟的偏差，Delayl为主时钟到从时钟的路径延时，Delay2为从时钟到主时钟的 路径延时，根据图2可知TsO = Tml+OffsetTsl-TsO = Delayl于是0ffset = Tsl-Tml-Delayl同理，Tm2 = Ts2-0ffset+Delay2得出 Offset = Ts2-Tm2+Delay2如果两个方向的延时相等，即Delayl = Delay2，那么Offset = (Tsl+Ts2-Tml-Tm2)/2这样从时钟和主时钟的偏差就得到了，就可以精确地把从时钟同步到主时钟上。以上方案的前提是双向延时必须是相等的，才能联立解方程，得到未知数offset 和delay。而对于双向延时不等的网络，不可以利用这种方案来进行时间同步。在DSL等多 线对传输系统中，由于上下行信号是频分复用的，不同频率的信号在双绞线中的延时不同， 因此不能简单地应用上述IEEE1588协议提供的方式。参见图3，为本发明实施例传输系统中的时间同步方法流程图，其中的传输系统包 括通过线路连接的第一设备和第二设备，该方法包括以下步骤S301 所述第一设备发送第一 OFDM (Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，正交频分复用)码元，在所述第一 OFDM码元的位置上标记第一发 送时间；连接第一设备和第二设备的线路可以是至少包括第一线路和第二线路的多条线 路，这里第一设备可以通过第一线路向第二设备发送第一 OFDM码元。S302 所述第一设备接收所述第二设备环回的第一 OFDM码元，在所述第一特定码 元的所述特定位置上标记第一接收时间；这里第一设备可以通过第二线路接收第一设备环回的第一 OFDM码元。S303:所述第一设备根据所述第一发送时间、第一接收时间、第一设备的设备延时 计算连接所述第一设备和所述第二设备之间的线路延时；所述方法还可以包括S304:所述第一设备通过多条线路中的特定线路发送第二 OFDM码元，在所述第二 OFDM码元的特定位置上标记第二发送时间，所述第二设备在所述第二 OFDM码元的特定位置上标记第二接收时间；这里的特定线路可以是第一线路，也可以是第二线路，甚至还可以是多条线路中 的其它线路等。S305 所述第二设备根据第二设备的设备延时、所述第一设备的设备延时、线路延 时、第二发送时间以及所述第二接收时间计算所述第一设备和所述第二设备之间的时间偏 差；S306:所述第二设备根据所述时间偏差调整所述第二设备的时间信息。其中，第二设备可以保存第一设备的延时信息，第一设备也可以保存第二设备的 延时信息。可见，本发明实施例主要是通过远端环回实现的，由于在环回阶段，上下行都采用 同一频段信号，因此上下行在双绞线上的线路延时相等，通过设备延时和线路延时补偿的 方法实现时间同步。下面以DSL为例对本发明实施例提供的多线对传输系统中的时间同步方案进行 详细介绍。实施例一本实施例是通过在线路接口侧环回，从而实现时间同步的方案。方案系统框图如图4所示的多线对传输的场景。· CO和CPE各自包含了数量相等的DSL端口，各端口通过多线对技术捆绑在一 起，提供更高的用户接入速率。 多线对传输技术可以是bongding、vectoring、或者ΜΙΜΟ。· Δ tl、Δ t2、Δ t3、Δ t4、Δ t5分别是下行方向上的C0发送数字延时、CO发送 模拟延时、双绞线下行线路延时、CPE接收模拟延时、CPE接收数字延时。· Atl，、At2，、At3，、At4，、At5'分别是上行方向上的C0接收数字延时、CO 接收模拟延时、双绞线上行线路延时、CPE发送模拟延时、CPE发送数字延时。 环回单元位于CPE侧的线路接口处，用于进行线路接口的环回。所谓环回，包含 “从哪接收再发回哪”的含义，以图4为例，环回单元是由三个开关组成，当使能环回时，三个 开关都闭合，从而在CPE的线路接口侧实现将从CO接收到的码元再返回给CO。 由于环回路径使用的都是同一频段的物理信号，因此At3 = At3’。此方案的 技术流程处理如下1.使能环回，并打时间戳。CO在握手阶段发出环回使能命令启动环回，从而实现在两对线间自发自收 symbol (码元)。在发送和接收时某个特定symbol (码元)时，分别在该特定symbol (码 元)的特定位置打时间戳Tml和Tm2，两者相减得到路径延时，即Delay = Tm2_Tml。其中，“使能环回”可以通过以下方式进行在正常激活后，通过发送使能环回的 EOC(Embedded Operations Channel，嵌入式操作通道)消息，使能环回。EOC通道是DSL中 的嵌入式操作通道，是将DSL帧的同步字节用于双向传输控制消息的逻辑数据通道。“打时间戳”就是CO端根据打时间戳的触发信号，读取本地时间信息，并将时间信 息编码保存。时间戳的触发可以是在任意码元的任意位置。具体在码元的哪个特定位置打时间戳，是由CO和CPE事先约定，优选的，在码元的起始位置打时间戳。2.计算设备延时。CO端的Atl由CO获取CO发送数字滤波器的传输函数，利用该传输函数以及群延 时公式计算获取；CO端的At2由CO获取发送模拟传输函数，利用发送模拟传输函数和群延时公式 计算获取；CO端的Δ Γ由CO获取接收数字滤波器传输函数，利用该传输函数和群延时公式 计算获取；CO端的Δ t2’由CO获取接收模拟传输函数，利用接收模拟传输函数和群延时公式 计算获取。CPE端的At5由CPE获取发送数字滤波器传输函数，利用该传输函数和群延时公 式计算获取；CPE端的Δ t4由CPE获取发送模拟传输函数，利用发送模拟传输函数和群延时公 式计算获取；CPE端的Δ t5’由CPE获取接收数字滤波器传输函数，利用该传输函数和群延时公 式计算获取；CPE端的Δ t4’由CPE获取接收模拟传输函数，利用接收模拟传输函数和群延时公 式计算获取。群延时计算方法如下
权利要求
1.一种传输系统中的时间同步方法，其特征在于，所述传输系统包括通过至少两条线 路连接的第一设备和第二设备，该方法包括所述第一设备通过所述至少两条线路的第一线路发送第一正交频分复用OFDM码元； 当所述第一设备发送所述第一 OFDM码元时，在所述第一 OFDM码元的特定位置上标记 第一发送时间；所述第一设备通过所述至少两条线路中不同于所述第一线路的第二线路接收所述第 二设备环回的第一 OFDM码元；当所述第一设备接收所述第一 OFDM码元时，在所述第一 OFDM码元的所述特定位置上 标记第一接收时间；根据所述第一发送时间、所述第一接收时间、所述第一的设备延时计算 所述第一设备和所述第二设备之间的线路延时；利用所述线路延时计算所述第一设备和所述第二设备的时间偏差； 利用所述时间偏差调整所述第二设备的时间信息以使所述第二设备和所述第一设备 时间同步。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括所述第一设备通过所述 至少两条线路中的特定线路发送用于时间同步的第二 OFDM码元，在所述第二 OFDM码元的 特定位置上标记第二发送时间，所述第二设备在所述第二 OFDM码元的特定位置上标记第 二接收时间；则利用所述线路延时计算所述第一设备和所述第二设备的时间偏差的步骤包括根据 第二设备的设备延时、所述第一设备的设备延时、所述线路延时、所述第二发送时间以及所 述第二接收时间计算所述第一设备和所述第二设备之间的时间偏差。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设备根据所述第一发送时间、所述第一接收时间、所述第一设备的设备延时 计算所述第一设备和所述第二设备之间的线路延时； 所述第一设备将所述线路延时发送给所述第二设备；所述第二设备利用所述线路延时和所述第一设备的设备延时计算所述第一收发单元 和所述第二收发单元的时间偏差。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设备将所述第一发送时间、所述第一接收时间发送给所述第二设备； 所述第二设备根据所述第一发送时间、所述第一接收时间和所述第一设备的设备延时 计算所述线路延时。
5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括所述第二设备的线路接口接收所述第一 OFDM码元，将所述第一 OFDM码元在线路接口 处环回给所述第一设备，所述线路接口一端连接所述第一线路，另一端连接所述第二设备 的模拟电路。
6.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括所述第二设备的模拟电路接收所述第一 OFDM码元，将所述第一 OFDM码元通过所述第 二设备的模拟发送电路环回给所述第一设备；则所述第二设备计算所述第一设备和所述第二设备之间的线路延时还结合所述第二 设备的模拟电路的发送延时和接收延时。
7.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括所述第二设备的数字电路从所述第二设备的模拟电路处接收所述第一 OFDM码元，将 所述第一 OFDM码元环回给所述第一设备；则计算所述第一设备和所述第二设备之间的线路延时还结合所述第二设备的数字电 路的延时和第二设备的数字环回处理延时。
8.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备通过至少两条线路连接第二设备，所述通 信设备包括收发单元，用于向第二设备发送信号和接收来自第二设备的信号，包括通过所述至少 两条线路的第一线路发送的第一 OFDM码元以及通过所述至少两条线路中不同于所述第一 条线路接收所述第二设备环回的所述第一 OFDM码元；时间标记单元，用于在所述收发单元发送所述第一 OFDM码元时，在所述第一 OFDM码元 的特定位置上标记第一发送时间；在所述收发单元接收所述第二设备环回的第一 OFDM码 元时，在所述第一 OFDM码元的所述特定位置上标记第一接收时间；延时计算单元，用于根据所述第一发送时间、所述第一接收时间和所述第一设备的设 备延时计算所述第一设备和所述第二设备之间的线路延时。
9.一种通信设备，其特征在于，该通信设备通过至少两条线路连接第一设备，该通信设 备包括收发单元，用于接收来自第一设备的信号和向第一设备发送信号，包括通过所述至 少两条线路的第一线路接收第一设备发送的第一正交频分复用OFDM码元，并将所述第一 OFDM通过所述至少两条线路中不同于所述第一线路的第二线路环回给所述第一设备，以及 通过所述至少两个线路中特定线路接收来自所述第一设备的第二 OFDM码元； 时间标记单元，在接收到的第二 OFDM码元的特定位置标记第二接收时间； 时间偏差计算单元，用于获得所述通信设备和所述第一设备之间的线路延时，所述第 二 OFDM码元的第二发送时间，根据所述设备的设备延时、所述第一设备的设备延时、所述 线路延时、所述第二发送时间和第二接收时间计算所述第二设备和所述第一设备之间的时 间偏差，其中，所述线路延时基于所述第一 OFDM码元的第一发送时间和第一接收时间和所 述第一设备的设备延时计算；同步执行单元，用于根据所述时间偏差调整所述第二设备的时间信息以使所述通信设 备和所述第一设备时间同步。
10.根据权利要求9所述通信设备，其特征在于，所述收发单元在线路接口、模拟电路 或数字电路将所述第一 OFDM码元环回给所述第一设备。
11.一种时间同步系统，其特征在于，包括通过至少两条线路连接的第一收发单元和第二收发单元，所述第一收发单元，用于通过所述至少两条线路的第一线路发送用于时间同步的第一 正交频分复用OFDM码元；所述第二收发单元通过所述至少两条线路中不同于所述第一线路的第二线路将所述 第一 OFDM信号环回给所述第一收发单元；所述第一收发单元，还用于通过所述多条线路中特定线路发送用于时间同步的第二 OFDM码元；第一时间标记单元，用于当所述第一收发单元发送所述第一 OFDM码元时，在所述第一 OFDM码元的特定位置标记第一发送时间，在所述第一收发单元接收所述第一 OFDM码元时， 在所述第一 OFDM码元的所述特定位置标记第一接收时间，并在所述第一收发单元发送所 述第二 OFDM码元时标记所述第二 OFDM时，在所述第二 OFDM码元的特定位置标记第二发送 时间；第二时间标记单元，用于当所述第二收发单元接收所述第二 OFDM码元时，在所述OFDM 码元的特定位置标记第二接收时间；线路延时计算单元，用于根据所述第一发送时间、所述第一接收时间和所述第一收发 单元的设备延时计算所述第一收发单元和所述第二收发单元之间的线路延时；时间偏差计算单元，用于根据所述第二发送时间、所述第二接收时间、所述第一收发单 元的设备延时、所述第一收发单元的设备延时和所述线路延时计算所述第一收发单元和所 述第二收发单元之间的时间偏差；同步执行单元，用于根据计算得到的时间偏差调整所述第二收发单元对应的时钟的时 间信息以使所述第二收发单元和所述第一收发单元时间同步。
12.根据权利要求11所述系统，其特征在于，所述第二收发单元在线路接口、模拟电路 或数字电路将所述第一 OFDM码元环回给第一收发单元。
13.根据权利要求11或12所述的系统，其特征在于，所述第一收发单元、所述第一时间标记单元、所述线路延时计算单元设置在所述第一 设备上，所述第二收发单元、所述第二时间标记单元、所述时间偏差计算单元、所述同步执 行单元设置在第二设备上；或者所述第一收发单元、所述第一时间标记单元、设置在所述第一设备上，所述第二收发单 元、所述第二时间标记单元、所述时间偏差计算单元、所述同步执行单元、所述延时计算单 元设置在第二设备上。
全文摘要
本发明实施例公开了一种多线对传输系统中的时间同步方法、通信设备及系统，通过环回确定设备之间的设备延时和线路延时，由此可计算出时间偏差，利用时间偏差进行时间同步。由于在环回阶段上下行都采用同一频段信号，因此上下行双绞线上的线路延时相等，由此可得到时间偏差，最终实现多线对传输系统的时间同步。
文档编号H04L27/26GK102104572SQ20091025436
公开日2011年6月22日 申请日期2009年12月22日 优先权日2009年12月22日
发明者冯儒洲, 徐贵今 申请人:华为技术有限公司