[发明专利]使用精确时间协议的频率分配

说明书

背景技术

本发明一般涉及用于在计算机网络中同步时钟频率的系统。

如标题为“用于联网测量和控制系统的精确时钟同步协议的标准”的IEEE-1588-2008标准所定义的精确时间协议(PTP)能够实现数据分组网络上时钟的精确同步。概括地说，PTP用于将“超级主”时钟的精确时刻分配给从时钟。这使用PTP分组的交换来完成，该PTP分组包括内部所携带的时间戳。从时钟估算这些时间戳以考虑端到端延迟，并且能够使用所得到的定时信息在一些情况中以亚微秒的精度来获取与超级主对齐的本地时刻。

IEEE 1588标准描述用于时钟分配的分层主从架构。在此架构中，“普通时钟”是具有单个网络连接的设备。普通时钟可以是同步基准源，在此情况中，它称为“主时钟”。备选地，普通时钟可以是同步基准的目标，在此情况中，称它为“从时钟”。相反，“边界时钟”具有多个网络连接，并且能够将同步从一个网段传递到另一个网段。系统中的根定时基准称为“超级主时钟”。超级主时钟将时间同步信息传送到位于其网段上的从时钟。这些从时钟可以包括一个或多个边界时钟，其随后能够将同步的时间传递到以边界时钟为主时钟的其它时钟。

PTP还能够用于在网络上传递频率基准，即在超级主时钟与一个或多个从时钟之中执行频率同步以及时间同步。频率同步有必要支持例如诸如同步以太网(Sync-E)或同步光网络/同步数字层次(SONET/SDH)之类的同步接口。2010年10月发布的国际电信联盟(ITU)建议ITU-T G.8265.1/Y.1365.1(下文简称为G.8265.1)包含“简要描述”的描述，该“简要描述”的描述与IEEE 1588兼容以用于无需来自网络的定时支持的频率分配。

用于频率同步的PTP的使用对于电信提供商来说是具有吸引力的，因为这使得移动回传能够支持UMTS-FDD RAN和3G RBS。但是，根据PTP简要描述G.8265.1，需要PTP超级主普通时钟(GMOC)来提供这种频率分配。在大多数情况中，需要全球定位系统(GPS)接收器作为这个GMOC的初级基准时钟输入。另外，仅从普通时钟(SOOC)独立地处理两个或更多个GMOC，并且不允许GMOC间通信以用于同步和冗余控制。在此简要描述中也不允许边界时钟。

因此，需要用于频率分配的改进的技术。

发明内容

虽然在ITU的电信标准化部门(ITU-T)中正在讨论用于频率分配的边界时钟支持，但是当前讨论集中在用于扇出的边界时钟的使用。在当前讨论的提议中仍需要GMOC，并且要求GPS接收器作为初级基准时钟输入。

本发明的若干实施例通过选择地使用称为“Sync-E同步”的机制解决这些问题。根据当前ITU-T标准化活动，能够使用Sync-E(或诸如SONET/SDH之类的其它同步源)作为用于PTP时钟的物理层时钟输入以提供更好的相位分配。但是，目前的方法要求在PTP网络的所有PTP时钟上的Sync-E支持。另一方面，在本发明的一些实施例中，Sync-E同步机制用于以仅在一个PTP网络入口要求Sync-E(或其它同步源)输入的方式的跨PTP网络的频率分配。不需要GPS或其它要求GMCO的初级基准时钟。在本发明的若干实施例中，提供用于PTP主时钟和网络路径保护的完善的时钟冗余模型。

本发明的实施例包括具有至少一个时间传递从网络接口和若干时间传递主接口的数据网络节点，所有这些接口配置成用于根据时间传递协议来工作。数据网络节点还包括同步时钟源接口以及实时时钟(RTC)电路，该同步时钟源接口配置用于连接到远程节点所提供的同步时钟源。该RTC电路配置成提供用于经由第二网络端口发送的时间传递消息的时刻数据，并且选择性地以第一模式工作，其中该RTC频率由来自时钟源接口的时钟信号来驱动；以第二模式工作，其中该RTC频率由时间传递从接口接收的时间传递消息导出的时钟信号来驱动；以及以第三模式工作，其中该RTC频率由来自本地时钟源的本地时钟信号来驱动。