用于当发生故障时管理维护网络中的准确时间分布的方法
【技术领域】
[0001]本发明大致关于涉及分组交换网络(被称为PSN)的通信系统以及在这样的网络中的时间分布。更准确地说，本发明关于一种用于管理准确时间分布的方法，尤其当环境退化时，即当装备内或网络路径上发生故障时，该故障影响关于时间分布的信息传递。在主要方面中，本发明关于当IEEE标准1588-2008对等延迟机制已经发生故障时对时间分布和延迟测量的操作服务的维护。
【背景技术】
[0002]众所周知，在分组电信网络内，在给出的网络节点/元素(例如路由器或者交换机)上实现特定装备或者装置(下文将其称为透明时钟(“transparent clock”))，旨在将该网元的停留时间(即不同的同步包经过这样的网元所经历的延迟)纳入考虑，停留时间也称为“转接延迟”或者“停留时间”。
[0003]沿着在给出的一对主和从时钟或者主端口和从端口(下文分别将其称为“主”和“从”)之间的通信路径上的各自网元一一例如路由器或交换机一一上实现透明时钟。它们交换具有同步时间戳的包，旨在沿着所述通信路径将参考时间从主分配至从。在本文中，这样的具有时间戳的包也称为同步包。
[0004]基于输送时间控制包，透明时钟可以默认地测量并且通知从相关联的网元的停留时间，所述透明时钟被称为端对端(“end-to-end”)透明时钟。当透明时钟还能够测量邻近的链路/路径延迟时--所述测量方法被称为对等延迟机制--透明时钟被称为点对点
(“peer-to-peer”)透明时钟。
[0005]如果给出的一对点对点透明时钟关于对等延迟机制是彼此对等的话，则它们被说成是“相邻的”。两个这样的相邻点对点透明时钟可以经由网络物理“链路”直接连接，或者可以通过由网络链路和网元的连续结合形成的网络“路径”分隔开。
[0006]作为实现透明时钟和时间控制包的方法的示例，可以考虑电气与电子工程师协会(IEEE)的标准IEEE 1588V2，也被称为精确时间协议发布版本2或PTPV2。
[0007]在本说明中，如在IEEE 1588V2标准中定义的，透明时钟TC可以是:点对点透明时钟，“P2P TC”。
[0008]在全部P2P TC部署的特定情况中一一即由此在主与从之间所有可能的中间网元均与P2P TC相关联一一当P2P TC操作未能保证在主与从之间的正确同步的频率和/或时间时，时间(或频率)分布受到影响。因此，需要校正性和主动性动作来处理P2P TC故障以及尤其是处理有关对等延迟机制的故障。
[0009]在本文中，具有全部或者部分P2P TC部署的网络架构被称为P2P网络架构。相似地，当P2P TC支持网元时，术语“网元”和术语“点对点透明时钟”可互换使用。
[0010]图1示出包括P2P TC的P2P网络架构，该P2P TC确保在主106与从108之间的端对端同步路径上的每个节点之间的路径延迟测量和每个被贯穿的节点的停留时间测量。
[0011]虽然对每个被考虑的段示出一个对等延迟实例，但是给出的链路/路径延迟可以由两个对等延迟实例测量两次，每个测量实例由显示被考虑的链路/路径的一个或两个相邻P2P TC触发。但是，该目标冗余操作模式存在很大的问题，尤其是在考虑以下方面时:
[0012]-这两个测量实例的目的:对于相同链路/路径，这两个测量实例旨在涵盖当同步包传输方向相对于由PTPV2标准所强加的规则而改变时的情况；
[0013]-两个涉及的端口都必须能够生成消息。这意味着，如果在一侧发生故障，例如一个端口不能生成消息，则两个实例均发生故障。
[0014]在P2P网络架构内交换的消息包括旨在于网元之间共享同步数据和/或时间分布信息的不同字段。这样的消息可以是，例如在IEEE 1588V2标准中定义的Sync消息。消息内的一个字段特别用于P2P网络架构，如在IEEE 1588V2标准中所定义的，它被称为“校正字段” (“correct1n field，，)。
[0015]在P2P网络架构中交换的消息的校正字段的语义可以累积直至三个值:
[0016]-网元(NE)转接延迟:停留时间；
[0017]-平均路径延迟，被称为“路径延迟”；以及
[0018]-路径延迟不对称。
[0019]当在这样架构的给出的对等延迟机制内发生故障时，必须声明下游(相对于时间分布方向)P2P TC为处于FULL故障状态中，然而它的剩下的一些感兴趣的能力可以仍然被维持以用于支持时间分布(例如NE停留时间测量)。
[0020]图1示出在每个NE:104^104^104^的相关联的点对点透明时钟(P2P TC):102^102^102^对等延迟机制一一提供相邻路径延迟信息(也被称为对等延迟信息)的测量一一允许将所述路径延迟信息和通过每个NE的停留时间累积到Sync消息的校正字段CF中。
[0021]对等延迟机制基于这样的方案:其需要用于双向消息交换120和130的机制。
[0022]考虑完全故障的P2P TC，当仅在对等延迟机制处发生特定故障时，限制重新配置和保护方案并且因此导致非最优的和不具有成本效益的方案。
[0023]更具体地说，不存在这样的被定义机制:其用于有效管理在一连串P2P TC内故障的对等延迟机制。
[0024]目前，如果透明时钟自身在内部检测到故障并且P2P TC被声明处于故障状态中，则可以执行反应性/主动性操作。
[0025]一种方案包括检测故障并且用另一有效路径(例如备份同步路径)代替在主与从之间的同步路径。
[0026]图2示出这样的方案，其中，识别并且激活备份端对端同步路径110以便允许路径延迟和停留时间测量。
[0027]存在一些机制，其允许通知有关的从108沿着同步路径的故障事件而不精确通告该故障事件的特定本质。
[0028]该通告允许以从为中心的方法一一意味着由从驱动同步路径的重新配置一一该方法用于触发选择备份路径110避免故障的透明时钟。在图2中，备份路径包括一组NE1044、1045、1046、1047，其分别与 TC 1024、1025、1026、1027相关联。
[0029]该方案有两个主要弊端:
[0030]?它考虑了在备份路径上切换同步信号；实践中，这并不总是可能的。例如，当无可用备份路径时，不允许将PTPV2流量切换至备份路径，这是因为前者是带内(“in-band”)
的，意味着其与用户数据流量混合。
[0031]?该方案未考虑特定的部分故障事件的公告。这意味着它仅考虑全故障状态公生口 ο
[0032]第二种方案包括在每个NE和相关联的TC中部署内部冗余。可以使用内部冗余，这意味着可以本地使用附加的保护方案。当基于PTPV2的路径延迟测量发生故障时，则该测量操作可以由另一内部模块执行。
[0033]本质上，该方案具有若干实现约束并且不具有成本效益。
[0034]事实上，这些方法需要提供内部透明时钟冗余和切换过程一一这增加了透明时钟自身的成本一一和/或显著的重新配置时间，这是因为一般上同步管理器是通常位于在网络核心级别的中央办公室中的远程元件。
[0035]这样的显著的重新配置时间意味着对从的进一步需求(例如频率稳定性、相位瞬变滤波)以及由此的额外成本。
[0036]如果故障的/正在发生故障的透明时钟自身没有从内部检测到故障，则可以使用基准时钟来控制透明时钟频率偏移。该基准时钟可以是本地嵌入的一一即嵌入在透明时钟内或者在相关联的网元内一一或者可以通过外部同步信号(例如重新定时的比特流)可用的。在此情况下，锁定系统可以能够检测到在由重新定时的信号携带的频率与由透明时钟的本地振荡器生成的频率之间的任何偏差。
[0037]令人失望的是，这些方法也需要额外的成本，例如硬件元件(例如锁相环)。
[0038]当使用长保持模式时，在故障检测的情况中，在从级别处触发保持模式(“holdover mode”)，这意味着时间进展是由从振荡频率的稳定性驱动的。该行为与长时间保持无关。作为示例，在两个高质/高价时钟(即主基准时钟一 ITU-T G.811特性)之间的时间偏差已经为每天2 μ so通常的从时钟与这些一流的时钟相差甚远。
【发明内容】
[0039]本发明的一个目标是克服现有技术的至少一些不便之处。本发明的一些实施例允许当故障事件发生时改进并且维持用于P2P架构的操作保护方案，该故障事件使得在两个相邻P2P TC之间的对等延迟机制不能进行。
[0040]本发明的目标是提供一种用于管理在分组网络中的准确时间分布的方法，该分组网络包括多个允许包传输的网元NE，该分组网络包括在至少一个网元中的点对点透明时钟P2P TC硬件支持，该点对点透明时钟P2PTC至少用来测量和校正具有时间戳的包的以下延迟:
[0041]?在该分组网络的实现了对等延迟机制的两个相邻网元之间的路径延迟；以及
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