[发明专利]用于传输时戳信息的方法和设施

说明书

技术领域

本发明涉及数据传输网络的网络元件之间的互相同步。本发明的目的是用于在数据传输网络的网络元件之间传输时间信息的方法和系统。

背景技术

在许多数据传输网络中，需要对网络元件中存在的时钟装置进行同步，使得不同网络元件的时钟装置保持的时间数据尽可能精确地互相相等。换句话说，不同网络元件地时钟装置应该尽可能精确地对互相同步的所有网络元件显示公共时间。所述公共时间通常被称为通用挂钟时间。所述网络元件可以是例如移动电话网络的路由器或基站。例如，在新一代移动电话网络中，要求移动电话和基站网络之间的数据传输的可靠操作，其中该移动电话从一个基站的覆盖范围移动到另一基站的覆盖范围，而在基站网络中，基站以足够的精度遵循时间的公共表示。

在根据现有技术的设施中，需要互相同步的网络元件的时钟装置是通过从卫星接收的GPS(全球定位系统)信号来实现同步的。通常这种解决方法要求每个待同步的网络元件具有GPS接收器。GPS接收器和其天线系统一起增加了网络元件的制造成本。此外，当在工作环境中放置网络元件时，必须小心注意能以足够高的功率电平接收到GPS信号。网络元件通常放置在地下掩体中。这种情况下，必须建立天线和信号路径系统，这样GPS信号才能通过它们到达位于地下掩体中的网络元件。

在根据现有技术的另一设施中，互相同步的网络元件互相传输时戳消息，每个网络元件基于该消息调整其自身的时钟装置的工作频率和/或工作阶段。工作频率表示时钟装置给出的时间数据的生长速率，而工作阶段表示在某时刻时钟装置给出的时间数据的值。因此，工作频率是工作阶段相对于时间的导数。基于时戳消息包含的信息，需要互相同步的网络元件倾向于调整它们的时钟装置，这样不同网络元件的时钟装置的工作频率尽可能地接近，并且他们的工作阶段分别尽可能地接近。时戳消息包括传输时戳的网络元件的时钟装置给出的时间数据值，其对应所述时戳消息的传输时刻。

为了示出基于时戳的同步操作，现在我们观察两个网络元件A和B。我们假设网络元件A在网络元件A的时钟装置给定的时间值为t1的时刻向网络元件B传输时戳消息V1。换句话说，所述时戳消息V1包含数据t1。网络元件B在网络元件B的时钟装置给定的时间值为t2的时刻接收所述时戳消息V1。差t2-t1包含两个部分，它们是在接收时戳消息V1的时刻网络元件A和B的时钟装置的工作阶段之间的偏差Ds1，以及时戳消息V1从网络元件A到网络元件B的传输延迟S1。换句话说，t2-t1＝Ds1+S1。假设网络元件B在网络元件B的时钟装置给定的时间值为t3的时刻向网络元件A传输时戳消息V2。换句话说，所述时戳消息V2包含数据t3。网络元件A在网络元件A的时钟装置给定的时间值为t4的时刻接收所述时戳消息V2。差t4-t3包含两个部分，它们是在接收时戳消息V2的时刻网络元件B和A的时钟装置的工作阶段之间的偏差Ds2，以及时戳消息V2从网络元件B到网络元件A的传输延迟S2。换句话说，t4-t3＝Ds2+S2。在传输延迟S1和S2互相相等的情况下，以及在时戳消息V1和V2的接收时刻之间的时期内网络元件A和B的时钟装置的工作阶段之间的偏差不改变的情况下，工作阶段的偏差可通过以下计算：

Ds=(t2-t1)-(t4-t3)2]]>

其中Ds＝Ds1＝-Ds2。在从网络元件B向网络元件A传输时间数据t2的情况下，网络元件A可根据公式(1)计算网络元件A的时钟装置的工作阶段从网络元件B的时钟装置的工作阶段偏离的程度。