准同步网络的时钟链路规划方法与流程

本发明涉及一种时钟链路规划方法，特别是涉及一种准同步网络的时钟链路规划方法，属于光通信技术领域。

背景技术：

光同步数字传输网是现代通信网的一个必不可少的重要组成部分，能准确地将同步信息从基准时钟向同步网各同步节点传递，从而调节网络中的时钟用以建立并保持网络节点的同步，满足电信网传递业务信息所需的传输和交换性能的要求，它是保证网络定时性能的关键。

同步网络结构上可分为准同步网络、主从同步网络以及混合同步网络三种。其中，准同步网络中的所有时钟设备(Building Integrated Timing Supply，BITS)独立运行，不依赖于其他时钟，每个主参考时钟(Primary Reference Clock，PRC)负责同步各自区域内设备，因为PRC的精度较高，所以不同区域间设备亦可实现高精度的同步，从而达到整个网络的同步。准同步网络还可以同主从同步网络综合应用，即构成混合同步网络。混合同步网络已成为最为常用的同步组网方式。

随着数字交换系统和传输设备的迅速推广及SDH(Synchronous Digital Hierarchy)的介入，新的业务和新的应用也对同步网的运行和性能提出了更高的要求。合理的规划方法和组织原则不仅仅是为避免不可接收的同步性能，也是为减少潜在的，难于发现的问题，从而降低运行维护成本。时钟同步是光同步数字传输网所特有的问题，实现网同步的目标是使网中所有交换节点的时钟频率和相位都控制在预先确定的容差范围内，以便使传输网内各网元的全部比特数字流实现正确有效的读取。

在时钟同步链路规划过程中，需综合权衡方案的技术性能与经济性，同时考虑到后期的易维护性及可扩展性等。通常，在熟悉、了解同步网络拓扑结构及规模后，需先确定主备PRC接入网元，双PRC时钟同步网络具备更高的可靠性。然后遵照规划规则，对拓扑网络进行主备时钟链路的规划，同时必须严格禁止出现时钟环路，最后对时钟同步规划方案进行性能评估。

目前，时钟同步规划主要还是依赖于人工规划。然而，现如今同步网络的规模越来越大，网络结构越来越错综复杂，人工规划便显现出了其局限性及不可靠性。大规模和复杂结构网络下，人工规划工作量大且繁杂，正确性便很难得到保证。因此，急需一种同步时钟链路的规划方法来实现智能规划。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种准同步网络的时钟链路规划方法，特别适用于大规模和复杂结构网络。

本发明所要解决的技术问题是提供可实现智能规划的准同步网络的时钟链路规划方法，从而解决人工规划的复杂性、不可靠性，以及性能评估的不确定性等问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种准同步网络的时钟链路规划方法，包括以下步骤：

1)输入网元信息参数，确定网络拓扑网元连接关系以及PRC接入网元；

2)确定两个PRC接入网元之间的所有连接链路；

3)确定每条链路的中间网元节点对，即时钟流变化节点；

4)对每一条链路逐一从PRC接入网元节点到时钟流变化节点分别开始配置优先级为1的同步时钟链路，进而得到主时钟链路矩阵；

5)从时钟流变化节点开始到PRC接入网元节点配置优先级为2的同步时钟链路，进而得到副时钟链路矩阵；

6)逐条链路完成时钟链路规划，对局部剩下的网络拓扑进行单独规划。

本发明进一步设置为：所述步骤1)的网元信息包括网元个数N、网元类型、网元ID、PRC接入网元以及网元连接关系；

将每个网元记为NE_n，其中n＝1,2,…,N，N为自然数；

则将两个PRC接入网元分别记为NE_PRC1、NE_PRC2；

将网元连接关系通过网元连接对＜NE_i,NE_j＞来表征，其中i,j＝1,2,…,N；

所述步骤2)具体为，

将所有连接链路记为l_i，其中i＝1,2,...,M，M为自然数；

遍历每条链路上的所有网元，统计每条链路上的网元个数为N_i，其中i＝1,2,...,M，M为自然数；

按网元数从小到大的顺序排列为N₁≤N₂≤…≤N_M，共计为有M条链路；

所述步骤3)具体为，

将两个PRC接入网元之间的任意一条链路l_i对应的一个中间网元节点对记为(a_i,b_i)；

若该链路上总网元个数N_i为奇数，则中间网元节点对为(第个网元，第个网元)；

若该链路上总网元个数N_i为偶数，则中间网元节点对为(第个网元，第个网元)；

所述步骤4)具体为，

遍历M条两个PRC接入网元之间的链路，从最短链路即第一条链路l₁开始，分别从两个PRC接入网元节点开始配置优先级为1的同步时钟链路；

若该链路上总网元个数N_i为奇数，则配置优先级为1的时钟链路时，从NE_PRC1逐个网元配置到该链路的中间网元即第个网元，从NE_PRC2逐个网元配置到该链路中间网元的下一个网元即第个网元；

若该链路上总网元个数N_i为偶数，则配置优先级为1的时钟链路时，从NE_PRC1逐个网元配置到该链路的第个网元，从NE_PRC2逐个网元配置到该链路的第个网元；

将每一条已确定优先级为1的时钟链路加入主时钟链路矩阵P1中，后续添加的每一条时钟链路都需要同主时钟链路矩阵P1中的第二列元素进行比较；

若后续添加的该条时钟链路的链路尾网元节点已存在于主时钟链路矩阵P1的第二列，则舍弃该条时钟链路以避免时钟成环；反之，将该条时钟链路加入主时钟链路矩阵P1，继续添加下一条时钟链路并排查是否需要舍弃；最终，若优先级为1的时钟链路中有M₁个网元对，则得到一个M₁×2维的主时钟链路矩阵其中M₁为自然数；

所述步骤5)具体为，

遍历M条两个PRC接入网元之间的链路，从中间网元节点向两个PRC接入网元配置优先级为2的同步时钟链路；

若该链路上总网元个数N_i为奇数，则配置优先级为2的时钟链路时，从该链路的中间网元即第个网元逐个网元配置到NE_PRC2，从该链路中间网元的下一个网元即第个网元逐个网元配置到NE_PRC1；

若该链路上总网元个数N_i为偶数，则配置优先级为2的时钟链路时，从该链路的中间网元即第个网元逐个网元配置到NE_PRC2，从该链路中间网元的下一个网元即第个网元，逐个网元配置到NE_PRC1；

将每一条已确定优先级为2的时钟链路加入副时钟链路矩阵P2中，后续添加的每一条时钟链路都需要同副时钟链路矩阵P2中的第二列元素进行比较；

若后续添加的该条时钟链路的链路尾网元节点已存在于副时钟链路矩阵P2的第二列，则舍弃该条时钟链路以避免时钟成环；反之，将该条时钟链路加入副时钟链路矩阵P2，继续添加下一条时钟链路并排查是否需要舍弃；最终，若优先级为2的时钟链路中有M₂个网元对，则得到一个M₂×2维的副时钟链路矩阵其中M₂为自然数。

本发明进一步设置为：所述步骤6)的单独规划利用最小生成树算法规划。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

1、在处理大规模和复杂结构网络时，采用本发明的时钟链路规划方法，可利用计算机智能地规划出同步时钟主备链路，相比于人工规划大大地提高了工作效率，并将人工规划出错的可能性降到最低，同时降低了时钟链路规划的复杂性；因此本发明的智能规划算法可以很快地解决人工解决不了或不好解决地复杂规划难题。

2、本发明提供的准同步网络的时钟链路规划方法，还可以使同步网络中的各个网元按节点离时钟源的远近确定主备时钟链路，从而大幅提高整个网络的工作效率。

上述内容仅是本发明技术方案的概述，为了更清楚的了解本发明的技术手段，下面结合附图对本发明作进一步的描述。

附图说明

图1为本发明准同步网络的时钟链路规划方法的流程图；

图2本发明实施例中网络拓扑实例示意图；

图3本发明实施例中网络节点时钟主备链路规划实例示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明提供一种准同步网络的时钟链路规划方法，包括以下步骤：

1)输入网元信息参数，确定网络拓扑网元连接关系以及PRC接入网元；

所述网元信息包括网元个数N、网元类型、网元ID、PRC接入网元以及网元连接关系；

将每个网元记为NE_n，其中n＝1,2,…,N，N为自然数；

则将两个PRC接入网元分别记为NE_PRC1、NE_PRC2；

将网元连接关系通过网元连接对＜NE_i,NE_j＞来表征，其中i,j＝1,2,…,N。

2)确定两个PRC接入网元之间的所有连接链路；

将所有连接链路记为l_i，其中i＝1,2,...,M，M为自然数；

遍历每条链路上的所有网元，统计每条链路上的网元个数为N_i，其中i＝1,2,...,M，M为自然数；

按网元数从小到大的顺序排列为N₁≤N₂≤…≤N_M，共计为有M条链路。

3)确定每条链路的中间网元节点对，即时钟流变化节点；

将两个PRC接入网元之间的任意一条链路l_i对应的一个中间网元节点对记为(a_i,b_i)；

若该链路上总网元个数N_i为奇数，则中间网元节点对为(第个网元，第个网元)；

若该链路上总网元个数N_i为偶数，则中间网元节点对为(第个网元，第个网元)。

4)对每一条链路逐一从PRC接入网元节点到时钟流变化节点分别开始配置优先级为1的同步时钟链路，进而得到主时钟链路矩阵Priority1；

遍历M条两个PRC接入网元之间的链路，从最短链路即第一条链路l₁开始，分别从两个PRC接入网元节点开始配置优先级为1的同步时钟链路；

若该链路上总网元个数N_i为奇数，则配置优先级为1的时钟链路时，从NE_PRC1逐个网元配置到该链路的中间网元即第个网元，从NE_PRC2逐个网元配置到该链路中间网元的下一个网元即第个网元；

若该链路上总网元个数N_i为偶数，则配置优先级为1的时钟链路时，从NE_PRC1逐个网元配置到该链路的第个网元，从NE_PRC2逐个网元配置到该链路的第个网元；

两个网元之间的时钟链路由一个有方向的网元对组成，网元对中第一个网元为链路头网元，第二个网元为链路尾网元；

将每一条已确定优先级为1的时钟链路加入主时钟链路矩阵P1中，后续添加的每一条时钟链路都需要同主时钟链路矩阵P1中的第二列元素进行比较；通过删除主时钟链路矩阵Priority1该数组中第二列重复的网元对，来防止时钟成环；

若后续添加的该条时钟链路的链路尾网元节点已存在于主时钟链路矩阵P1的第二列，则舍弃该条时钟链路以避免时钟成环；反之，将该条时钟链路加入主时钟链路矩阵P1，继续添加下一条时钟链路并排查是否需要舍弃；最终，若优先级为1的时钟链路中有M₁个网元对，则得到一个M₁×2维的主时钟链路矩阵其中M₁为自然数；

5)从时钟流变化节点开始到PRC接入网元节点配置优先级为2的同步时钟链路，进而得到副时钟链路矩阵Priority2；

遍历M条两个PRC接入网元之间的链路，从中间网元节点向两个PRC接入网元配置优先级为2的同步时钟链路；

若该链路上总网元个数N_i为奇数，则配置优先级为2的时钟链路时，从该链路的中间网元即第个网元逐个网元配置到NE_PRC2，从该链路中间网元的下一个网元即第个网元逐个网元配置到NE_PRC1；

若该链路上总网元个数N_i为偶数，则配置优先级为2的时钟链路时，从该链路的中间网元即第个网元逐个网元配置到NE_PRC2，从该链路中间网元的下一个网元即第个网元，逐个网元配置到NE_PRC1；

将每一条已确定优先级为2的时钟链路加入副时钟链路矩阵P2中，后续添加的每一条时钟链路都需要同副时钟链路矩阵P2中的第二列元素进行比较；通过删除主时钟链路矩阵Priority2该数组中第二列重复的网元对，来防止时钟成环；

若后续添加的该条时钟链路的链路尾网元节点已存在于副时钟链路矩阵P2的第二列，则舍弃该条时钟链路以避免时钟成环；反之，将该条时钟链路加入副时钟链路矩阵P2，继续添加下一条时钟链路并排查是否需要舍弃；最终，若优先级为2的时钟链路中有M₂个网元对，则得到一个M₂×2维的副时钟链路矩阵其中M₂为自然数。

6)逐条链路完成时钟链路规划，对局部剩下的网络拓扑(即基于某个网元延伸的树状网元拓扑)，可利用最小生成树算法进行单独规划。

下面通过一个网络实例的主备时钟链路规划来说明本发明算法的可行性，为了更加方便地分析本发明准同步网络的时钟链路规划方法对网络实例的时钟规划效果，特定义“网元时钟跟踪长度”这一参数。

网元时钟跟踪长度NTTL(全称为NE TIMER TRACK LENGTH)：网元时钟在时钟链中相对于基准时钟而言被SDH网元传递的次数。时钟每经过一个网元的传递，该网元的时钟跟踪长度就相对上游的网元值加1；第一个接入外部时钟的网元的时钟跟踪长度为0。

如图2所示为网络实例拓扑，图2中圆圈表示PRC接入网元，圆圈内字符表示PRC接入网元编号，图2中方框表示网元，方框内数字表示网元编号，无箭头直线表示两个网元间存在光纤链路连接、即网元间有可传输时钟信号的链路。如图2所示，整个网络拓扑网元总数为36，网元标记为NE_n(n＝1,2,…,36)；两个PRC接入网元为：{NE₁,NE₁₈}，整个网络由几个环网以及基于环网上的网元延伸的树状网络构成。

如图3所示，给出了本发明实施例应用本发明准同步网络的时钟链路规划方法得到的示意图。图3中，带箭头的实线表示优先级为1的主时钟链路，带箭头的虚线表示优先级为2的备时钟链路，箭头方向为时钟流方向。

对实施例网络拓扑中各个网元，分别计算其网元时钟跟踪长度NTTL，计算结果如下表1所示：

表1

应用本发明准同步网络的时钟链路规划方法进行时钟链路规划，各网元追踪路径均是最优的，时钟追踪距离是所有可能路径中最短的。以网元NE₂₅为例分析，由拓扑图可以明显判断，相比于时钟源PRC1，NE₂₅距离时钟源PRC2的时钟传输距离要更短。因此，NE₂₅应追踪时钟源PRC2。从网元连接关系判断，NE₂₅追踪时钟源PRC2的路径有3条，其中的最短路径为网元18，27，28，29，25；则NE₂₅最短时钟追踪距离为4。因此，各网元时钟追踪距离最短，整网的平均时钟追踪距离最短，可极大地提高整个同步网络的工作效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。