[发明专利]借助信号编码的时间传送技术

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求提交于2008年10月1日的美国临时专利申请No.61/101,802和提交于2008年12月31日的美国专利申请No.12/347,314的优先权，所述临时专利申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明通常涉及电信系统，更具体地讲，涉及借助信号编码的时间传送技术。

背景技术

时间和/或频率分配是包交换网络的基本要求。包交换联网技术在取代传统的时分复用(TDM)系统时在核心网和接入网两方面都面临的最大障碍之一是准确时序信息(时间和/或频率)的传输。遗留TDM网络被设计为在其各自的网络上都携带精确的频率同步。但是诸如无线基站和多业务接入节点(MSAN)的接入系统越来越需要通过网络回程连接(backhaul connection)传递的同步来实现到最终用户应用的基本连通性并保证高质量服务。电信网络中向以太网回程线路的演变关键依赖于通过以太网将载波级(时间和/或频率)同步输送至远程无线基站和接入平台的能力。

在电信网络中，具有各自的嵌入式基准振荡器的远程接入TDM网络元件通常从TDM回程连接恢复同步。只要TDM传输网络可追踪主基准时钟(PRC)，远程接入元件就可采用相对简单的锁相环(PLL)来将其振荡器锁定到PRC可追踪回程馈送。然而，当回程连接变为以太网时会发生问题，从而将远程接入元件与其同步源隔离。尽管已经证明以太网是实现连接的有用、便宜且普遍的技术，但是其并不太适用于需要精确同步的应用。其本质上是异步的，这为要求同步的实时或时间敏感型应用创造了困难。

两个主要的定时误差来源必须被消除以提供高质量(亚微秒级)的时钟同步。第一个来源是由本地振荡器的不稳定和漂移引入的定时误差，第二个来源是发射机时钟与接收机时钟之间的路径延迟的波动(通常称为延迟变化)。振荡器稳定性主要是系统设计者的元件选择问题。采用高稳定性振荡器可减少测量噪声，并改善接收机时钟同步机制以滤除网络损伤所引起的传输漂移和抖动的能力。延迟变化的主要来源是由于第二层和更高层的损伤，例如网络装置中的队列延迟、介质连接延迟、软件协议堆栈处理延迟、操作系统和其他软件任务延迟等。延迟变化使时钟同步显著变差，因为它给定时协议消息的传输时间带来了变化。在第二层和更高层，无论网络负载轻还是重，消息短还是长，或者网络设备是否使用优先队列，协议消息经历延迟变化的可能性仍然存在。除了使用鲁棒的时钟同步算法之外，时间戳滤波和末端节点处消息的最小延迟筛选可在某种程度上帮助减轻此问题，但是这取决于沿着消息通信路径的通信负载水平。

端节点处消息的最小延迟筛选的原理在于：第2层和更高层(2+层)处的通信路径上的延迟变化将是有“底线”或固有最小值的概率分布函数。底线是给定网络路径上包(或定时协议消息)可经历的最小延迟。此底线可被视作在传输特定包时，沿着发射机与接收机之间的网络路径的所有队列接近其最小值的条件。在网络路径的正常非拥塞负载条件下，包总数的一小部分将以此底线或接近此底线穿过网络，尽管一些包可能经历显著增长的延迟。在这些非拥塞条件下，高速装置中的存储转发操作有效地成为以最小延迟转发包的转发努力。另外，延迟变化分布变得更集中于此底线附近，使得全部包的相对大的一部分经历此“最小”或“接近最小”的延迟。然而，此方法的主要局限在于：在较高负载下，端节点处消息的最小延迟筛选将仅产生差的时钟质量，这是因为非常小的一部分定时消息将经历网络路径的最小“固有”传播延迟。

鉴于以上分析，可理解的是，目前的时钟同步技术可能存在显著的问题和缺陷。

发明内容

公开了借助信号编码的时间传送技术。在一个具体的示例性实施方式中，所述技术可被实现为一种借助信号编码的时间传送方法，包括：生成时间业务有序集(Time Service Ordered-Set)以包含在物理层装置的物理编码子层帧中；生成时间业务数据以包含在物理层装置的物理编码子层帧中；以及发送物理编码子层帧。

根据此具体示例性实施方式的其他方面，该方法还可包括生成发送时间戳以包含在时间业务数据中。

根据此具体示例性实施方式的其他方面，所述时间业务有序集可以是选自未使用的特殊码组的单个特殊码组。

根据此具体示例性实施方式的其他方面，所述时间业务有序集可以是码组序列，该码组序列包括选自未使用的特殊码组的初始特殊码组以及随后的选自未使用的特殊码组的至少一个附加特殊码组。