[发明专利]用于同步时钟信号的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及对放置于数据网络中的网络元件内的时钟信号和放置于另一个数据网络中的网络元件内的时钟信号进行相互同步的方法和系统。

背景技术

在许多数据网络中，有必要同步网络元件的时钟信号，从而放置于两个或多个独立的网络元件中的时钟信号的频率比尽可能精确地恒定。不同时钟信号的瞬时间隔(step)常常尽可能精确地一样大。例如，所述网络元件可以是路由器或移动电话网络的基站。时钟信号的同步通常基于需要相互同步的网络元件彼此传输同步消息，在此基础上，每个网络元件调整其自身的时钟机构的运行频率和/或运行相位。在许多数据网络中，网络元件之间的传输延迟存在显著的随机类型的因素，这些随机类型的因素使基于同步消息的调整过程变得复杂，并且削弱了时钟信号之间相互同步的质量。其中，所述随机类型的因素由网络元件中的传输缓冲器和/或接收缓冲区中待传输的数据所经历的随机队列延迟造成。传输延迟的随机类型的特点在包交换、帧交换和信元交换的数据网络中尤其明显。

现有技术

在出版物EP1455473A2和WO2005/020486A1中介绍了一种结构，其中仅仅在由具有最短检测传输延迟的同步消息所表示的信息的基础上进行调整。在具有预定长度的观察周期内，从接收到的同步消息中选择具有最短检测传输延迟的每条同步消息。当数据网络的负载较低时，具有最短检测传输延迟的同步消息不需要在网络元件的传输缓冲区和/或接收缓冲区排很长的队。换句话说，当具有最短检测传输延迟的同步消息到达所述缓冲区时，所述传输缓冲区和/或接收缓冲区是空的或者几乎是空的。因此，这种结构可以用于减少随机队列延迟对时钟信号调整过程的影响。数据网络的负载越重，网络元件的传输缓冲区和/或接收缓冲区是空的或者几乎是空的情况越少见。当数据网络的负载增加时，在具有固定长度的观察周期内出现的最短同步消息传输延迟更加难以表示不包含随机队列延迟的传输延迟。传输延迟的随机因素使得基于同步消息的调整过程更加复杂，并且削弱了时钟信号之间相互同步的质量。在观察周期内出现的最短传输延迟中的随机因素的比例(share)可以随着观察周期的时间长度的增加而降低。另一方面，观察周期的时间延长也会扩大连续的调整测量值之间的时间间隔，这使得基于同步消息的调整过程变得复杂，并且削弱了时钟信号之间相互同步的质量。

出版物WO2005/077063A2介绍了一种结构，其中根据所述同步消息经历的传输延迟与传输延迟均值、类型值、中间值或低通滤波值的距离，对由同步消息表示的信息的调整效果进行加权。这意味着这种结构减少了传输延迟分布的极值对时钟信号的调整的影响。在某些情况下，根据这种结构的方法比常规基于均值或低通滤波的方法在时钟信号的相互同步方面具有更好的质量。关于这种方法的实际的实现，低频分量对传输延迟的均值、类型值、中间值和低通滤波值的影响带来挑战性。

发明内容

本发明涉及对放置于第一网络元件中的第一时钟信号和放置于第二个网络元件中的第二时钟信号进行相互同步的系统。所述第一网络元件设置为向所述第二个网络元件传输同步消息，且所述第二网络元件设置为接收所述同步消息。依照本发明的系统包括：

一种计算装置(means)，该装置设置为建立同步消息差值，该差值本质上与所述同步消息的接收时间值和传输值的差相同，所述接收时间值取决于当所述同步消息到达所述第二网络元件中的预定同步点时，所述第二时钟的累计周期数，且所述传输值取决于所述同步消息在同步消息中按时间顺序排列的传输次序中的位置，和

一种调整装置，该装置设置为在与时间顺序上连续的同步消息对应的差值所包含的信息的基础上，调整所述第二时钟信号。

依照本发明的系统，其特征在于，所述调整装置设置为，相比属于所述差值的波动范围(margin of fluctuation)的第二区域的差值的调整效果，对属于差值波动范围的第一区域的差值的调整效果赋予更大的权重，所述第一区域表示比所述第二个区域更小的差值。

本发明还涉及设置为接收同步消息的网络元件，包括：

一种计算装置，该装置设置为形成接收到的同步消息的差值，其中该差值本质上与所述同步消息的接收时间值和传输值的差相同，所述接收时间值取决于当所述同步消息到达所述网络元件中的预定同步点时，放置于所述网络元件中的时钟信号的累计周期数，而所述传输值取决于所述同步消息在同步消息按时间顺序排列的传输次序中的位置，和

一种调整装置，该装置设置为与在时间顺序上连续的同步消息对应的差值所包含的信息的基础上，调整所述时钟信号。