[发明专利]用于同步具有节点之间的聚合连接的分组交换网络的主时钟和从时钟的方法以及相关联的同步装置

说明书

技术领域

本发明涉及包括设备(或节点)的分组交换网络，该设备经由包括至少两个链路(或物理通信信道)的聚合连接来彼此相链接并且位于将要被同步的主时钟和从时钟之间。

在这里，术语“分组交换网络”是指这样一种通信网络，在该通信网络中通过通信或路由操作以数据分组的形似从源地址向接收方地址传输数字消息。应该注意到，通信介质可以是有线的或无线的。

此外，术语“设备(或节点)”在这里是指任意用于表示通信点或路由点的网络设备(或元件)。其因此可以例如是交换机或路由器。

另外，术语“主时钟”装置在这里是指能够传输、接收并且处理使用诸如协议IEEE 1588V2或IETF协议NTP(“网络时间协议”)之类的时间戳协议而盖有时间戳的同步消息/分组的元件。该元件维护必须被分配给一个或多个从时钟的参考频率或时间。该元件可以例如是IEEE 1588V2主时钟。主时钟可以被集成到网络元件或设备(如交换机或路由器)中或者与该网络元件或设备共置，但是这不是必要的。

最后，术语“从时钟”在这里是指能够传输、接收并且处理盖有时间戳的消息/分组的元件，以便借助时间戳协议将本地时间设置为从主时钟分配的参考频率和时间。该本地时钟特别用于向连接到从时钟的应用提供参考频率或时间。该元件可以例如被集成到基站(在非有线网络中)内或者与基站共置，但是这不是必要的。

背景技术

每当希望基于主时钟来同步从时钟时，必须借助分组交换网络的节点并且借助同步消息/分组，从主时钟向从时钟分配参考时间或频率。

作为非限制性的示例，同步消息可以是在至少一个通信方向中，例如从主时钟到从时钟(例如“SYNC”消息)或从从时钟到主时钟(例如“DELAY_REQ”消息)的IEEE 1588V2协议(或用于“精确时间协议版本2”的PTPV2)的消息。这些同步消息包括时间戳信息，其中该时间戳信息使得能够将从时钟的时间与主时钟同步，可以基于该时间戳信息得到频率同步(或调谐)。作为提醒，可以从时间得到频率，但是反之不行。

发明内容

如本领域技术人员已知的，为了将从时钟与主时钟同步，至少必须知道主时钟和从时钟之间的同步消息的分组(此后称为同步分组)的出站(或者相应地入站)传输时间。

归因于在经过的节点中由透明时钟盖的时间戳，一些时间戳协议(如1588V2)使得能够以特定准确度确定该传输时间。

作为提醒，透明时钟的任务在于(通过找出本地离开时间戳与本地到达时间戳之间的差)确定流的同步分组(在相关联节点中)的本地通行时间并且将确定的该本地通行时间与位于所讨论的同步分组的头部内(或者相关联的“继续(follow-up)”消息的头部内)的所谓的修正字段的当前值相加。

为了将从时钟非常准确地在时间上与主时钟同步(例如具有1μs的准确性)，有必要非常准确地辨别主时钟与从时钟之间的同步分组的出站或入站传输时间(单向时间)。然而，已知的时间戳协议使得仅能够准确地测量同步分组在链路上的出站-入站(往返)传输时间，而不是该链路上的单向出站-入站传输时间。因此迫使假设作为近似，出站(或入站)传输时间在长度上等于在该链路上的往返传输时间的一半。

给定希望的时间同步的准确性，只要链路上的出站传输时间与入站传输时间之间的差(被称为链路的时间不对称性)可以忽视，则前述近似就可用。每当需要大于大约10μs的准确性时，特别是这样。每当与需要的时间同步准确性相比认为不再能够忽略该不对称时，不再是这样。每当需要微秒或更低量级的准确性时(例如MIMO网络可能需要大约200ns的时间同步准确性)时，特别是这样。因此有必要(例如借助手动测量)测量单向时间并且将这些测量输入到同步时钟中。

此外，每当网络设备(或节点)经由自身由多个链路组成的聚合连接彼此相连接时，同步分组可以占用这些链路中的至少一个。因此，主时钟和从时钟不能辨别每个同步分组在哪个链路上传播以便应用用此方式输入的正确的单向时间。如果与需要的准确性相比不同长度上的相应的(单向)出站(或入站)传输时间大致相同则不会造成麻烦。但是，当寻求小于或等于一微秒的准确性时则通常不是这样。

作为提醒，聚合连接非常频繁地在网络中用于冗余目的或者用于利用商用低速链路实现较大吞吐量。这些聚合连接中的每一个还可以由光纤构成，在该光纤内使用多个光波，或者这些聚合连接中的每一个可以由无线连接构成，在该无线连接中使用多个不同的传输信道。