[实用新型]具有GPS授时校频功能的TDMoverIP设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及数字通信领域中的TDMoverIP设备，主要是一种具有GPS授时校频功能的TDMoverIP设备。

背景介绍

长期以来，主要的电信业务都是像电话一类有实时要求的业务，所以在数字通信网络中采用的是基于TDM、即“时分复用”的技术，主要有SDH和PDH两种。如果要通过这样的网络传输IP流量，就要从中静态分配一个TDM信道，在TDM信道上面传输IP流量，所以可称为IPoverTDM。但是，随着IP技术和应用的发展，电信网络中各种流量的比重已经偏向于以IP流量为主。在这样的背景下，就开始出现基于IP技术的数字通信网络，而把TDM业务所产生的流量打成IP包，通过IP网络传输。所谓“IP电话”就是这样，称为VoIP，意思是IP网上的语音传输。与电话性质类似、本来需要通过TDM技术传输的业务流量不止一种，所以更全面的称呼是TDMoverIP。显然，TDMoverIP和IPoverTDM正好方向相反，是两种不同的技术。而IP传输网络的基础则一般采用以太网技术，特别是以光纤为介质的以太网技术。在采用TDMoverIP技术的网络中，凡是需要提供TDM业务接口的设备，就是TDMoverIP设备。

但是，与TDM技术相比，IP技术、更确切地说是以太网技术的一个重要特点，就是链路上收发两端的异步性。在TDM网络的链路上，收发两端使用的时钟脉冲可以是公共的，并且时钟脉冲和数据都调制在同一个电(或光)信号中。如果指定其中一端为主、一端为从，则“从端设备”可以从来自“主端设备”的信号中分离出时钟信号，使本地(自身)的时钟频率与之同步。这样，主端的时钟频率就传递到了从端，或者说从端跟随着主端，并且这种传递和跟随的关系可以扩散到整个网络，实现全网的时钟频率同步。而TDM业务，则要求双方的时钟同步。然而，在以太网技术中，时钟脉冲并不调制在链路上的电(或光)信号中，两端的设备各有自己的时钟，只不过是频率非常接近，而且所传输的包与包之间有间隙，所以并不需要严格同步。可是，这样一来，就失掉了传递时钟频率，从而使网络中各节点(设备)达到时钟同步的功能。

所以，TDMoverIP技术的一个重要问题就是两端设备的时钟同步。如果两端的设备都采用自由振荡方式，则尽管现代高精度晶振的精度可以控制在10ppm以内(1ppm就是百万分之一)，两端速度的细微差别还是会引起“滑码”，从而导致误码率上升。为此，这些设备常常采用一种称为“自适应时钟恢复(AdaptiveClock Recovery)”的技术，通过压控振荡器和锁相环根据IP流量和TDM业务接口的相对速度实现时钟跟随。例如，要是发现承载着TDM数据的IP包到达的速度超过了由本地时钟决定的输出TDM数据的速度，使到达的IP包发生堆积的时候，就把本地的时钟频率略为调高一些，这称为“校频”。

但是，在要求较高的网络中，自适应时钟恢复技术所提供的时钟精度是不够的。这是因为，当一端观察到所到达的IP包发生堆积的时候，实际上本地时钟频率偏低的时间已经相当长(例如几十分钟、或更长)了。而如果两端相隔着好几个节点，问题就更复杂了。

实用新型内容

本实用新型的目的就是要克服上述技术的不足，而提供一种具有GPS(卫星定位系统)授时校频功能、从而能够实现时钟频率同步的TDMoverIP设备，用这种设备构成的IP网络可以实现全网TDM接口的时钟同步。

本实用新型实现上述目的所采用的技术方案。

本实用新型所述的这种具有GPS授时校频功能的TDMoverIP设备，主要包括：

一个微处理器芯片CPU，分别与检测本地TDM时钟频率的电路、锁存器电连接；

一个GPS卫星授时校频模块，用于产生1PPS信号输出给计数器和锁存器，即由该模块根据卫星信号综合输出的“秒脉冲”；

一个GPS接收天线，用来接收卫星信号，与GPS卫星授时校频模块电连接；

一个检测本地TDM时钟频率的电路，用来以GPS卫星授时校频模块输出的“秒脉冲”为重复基准对本地TDM时钟脉冲计数；

一个锁存器，用来锁存计数器中的内容，以供CPU读取；

一个计数器，用于对本地TDM时钟TDM_Clock的脉冲进行计数，当1PPS脉冲的上升沿到来时，其内容被“打入”锁存器，然后其内容被清零；

本实用新型所述的设备可以通过软件或硬件的设置被指定为主设备或从设备；