CN101159502A - 用于传输时戳信息的方法和设施 - Google Patents

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CN101159502A CNA200710149977XA CN200710149977A CN101159502A CN 101159502 A CN101159502 A CN 101159502A CN A200710149977X A CNA200710149977X A CN A200710149977XA CN 200710149977 A CN200710149977 A CN 200710149977A CN 101159502 A CN101159502 A CN 101159502A
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Abstract

本发明涉及用于在数据网络的元件之间传输时戳信息。在本发明中，惊奇地发现，在传输分组、帧或信元交换数据业务的网络中，可以通过使用待传送的比特流(111b)的部分(113a，113c)，从网络元件(101)向另一个网络元件(102)传输时戳信息，在传输网络元件(101)中，待传输比特流的该部分连接到处于某位置的所述比特流，该位置处于在传输缓冲(103)对数据分组、帧或信元进行缓冲之后，在所述比特流的流动方向上。在根据本发明的设施中，时戳信息所经历的传输延迟的随机型部分很小，因为时戳信息不需要在对数据分组、帧或信元进行缓冲的传输缓冲(103)中排队。

Description

用于传输时戳信息的方法和设施
技术领域
本发明涉及数据传输网络的网络元件之间的互相同步。本发明的目的是用于在数据传输网络的网络元件之间传输时间信息的方法和***。
背景技术
在许多数据传输网络中，需要对网络元件中存在的时钟装置进行同步，使得不同网络元件的时钟装置保持的时间数据尽可能精确地互相相等。换句话说，不同网络元件地时钟装置应该尽可能精确地对互相同步的所有网络元件显示公共时间。所述公共时间通常被称为通用挂钟时间。所述网络元件可以是例如移动电话网络的路由器或基站。例如，在新一代移动电话网络中，要求移动电话和基站网络之间的数据传输的可靠操作，其中该移动电话从一个基站的覆盖范围移动到另一基站的覆盖范围，而在基站网络中，基站以足够的精度遵循时间的公共表示。
在根据现有技术的设施中，需要互相同步的网络元件的时钟装置是通过从卫星接收的GPS(全球定位***)信号来实现同步的。通常这种解决方法要求每个待同步的网络元件具有GPS接收器。GPS接收器和其天线***一起增加了网络元件的制造成本。此外，当在工作环境中放置网络元件时，必须小心注意能以足够高的功率电平接收到GPS信号。网络元件通常放置在地下掩体中。这种情况下，必须建立天线和信号路径***，这样GPS信号才能通过它们到达位于地下掩体中的网络元件。
在根据现有技术的另一设施中，互相同步的网络元件互相传输时戳消息，每个网络元件基于该消息调整其自身的时钟装置的工作频率和/或工作阶段。工作频率表示时钟装置给出的时间数据的生长速率，而工作阶段表示在某时刻时钟装置给出的时间数据的值。因此，工作频率是工作阶段相对于时间的导数。基于时戳消息包含的信息，需要互相同步的网络元件倾向于调整它们的时钟装置，这样不同网络元件的时钟装置的工作频率尽可能地接近，并且他们的工作阶段分别尽可能地接近。时戳消息包括传输时戳的网络元件的时钟装置给出的时间数据值，其对应所述时戳消息的传输时刻。
为了示出基于时戳的同步操作，现在我们观察两个网络元件A和B。我们假设网络元件A在网络元件A的时钟装置给定的时间值为t1的时刻向网络元件B传输时戳消息V1。换句话说，所述时戳消息V1包含数据t1。网络元件B在网络元件B的时钟装置给定的时间值为t2的时刻接收所述时戳消息V1。差t2-t1包含两个部分，它们是在接收时戳消息V1的时刻网络元件A和B的时钟装置的工作阶段之间的偏差Ds1，以及时戳消息V1从网络元件A到网络元件B的传输延迟S1。换句话说，t2-t1＝Ds1+S1。假设网络元件B在网络元件B的时钟装置给定的时间值为t3的时刻向网络元件A传输时戳消息V2。换句话说，所述时戳消息V2包含数据t3。网络元件A在网络元件A的时钟装置给定的时间值为t4的时刻接收所述时戳消息V2。差t4-t3包含两个部分，它们是在接收时戳消息V2的时刻网络元件B和A的时钟装置的工作阶段之间的偏差Ds2，以及时戳消息V2从网络元件B到网络元件A的传输延迟S2。换句话说，t4-t3＝Ds2+S2。在传输延迟S1和S2互相相等的情况下，以及在时戳消息V1和V2的接收时刻之间的时期内网络元件A和B的时钟装置的工作阶段之间的偏差不改变的情况下，工作阶段的偏差可通过以下计算：
Ds = ( t 2 - t 1 ) - ( t 4 - t 3 ) 2
其中Ds＝Ds1＝-Ds2。在从网络元件B向网络元件A传输时间数据t2的情况下，网络元件A可根据公式(1)计算网络元件A的时钟装置的工作阶段从网络元件B的时钟装置的工作阶段偏离的程度。
在基于时戳消息且使用于分组、帧或信元交换传输网络中的同步设施的现有技术中，时戳消息在作为数据分组、帧或信元的不同网络元件之间传输。如上已经所述的，通过公式(1)计算的工作阶段之间的偏差是基于这样的假设的，即：分离的网络元件的时钟装置的工作步骤的偏差在时戳消息的接收时刻之间的期间不会改变，并且不同方向上的传输延迟互相相等。现代时钟装置的质量通常很高，使得关于工作阶段之间的偏差的假设通常成立。另一方面，关于分组、帧和信元交换数据传输网络中的传输延迟的假设在足够的精度上不成立，因为传输延迟包括显著的随机型部分(random-type share)。除了其他之外，所述随机型部分的原因是网络元件的传输缓冲和/或接收缓冲中的数据分组、帧或信元所经历的排队延迟。
在某些数据传输***中，允许不同网络元件的时钟装置的工作阶段之间的传输延迟大小的误差。如果在类似这样的情况下，即一个网络元件作为主设备工作，另一网络元件作为从属设备工作，欲与主设备进行同步，则满足所述主设备向所述从属设备传输时戳消息。在这种情况下，我们讨论时戳消息的单向传输。另外在这样的工作环境中，传输延迟的变化使得难以调整工作频率和时钟装置的阶段，因为传输延迟的变化可能被错误地认为是工作阶段偏差的变化。可通过低通滤波减小传输延迟变化的影响，但如公知的，低通滤波使调整过程变慢。
发明内容
本发明涉及用于在网络元件之间传输时戳信息的***，使得可以克服或减少现有技术的限制和缺点。本发明还涉及用于在网络元件之间传输时戳信息的方法，使得可以克服或减少现有技术的限制和缺点。本发明还涉及用于传输时戳信息的网络元件，使得可以克服或减少现有技术的限制和缺点。
在本发明中，惊奇地发现在传输分组、帧或信元转换数据业务的数据网络中，可以通过使用比特流中的在网络元件之间传递的部分，从网络元件向另一个网络元件传输时戳信息，在网络元件中传输比特流的该部分连接到处于某位置的所述比特流，该位置处于在传输缓冲对数据分组、帧或信元进行缓冲之后，在所述比特流的流动方向上放置的所述传输网络元件中。
通过本发明，可实现以下显著优点：
-时戳信息所经历的传输延迟的随机型部分小于上述的基于时戳消息的现有技术解决方案，因为时戳信息不需要在对数据分组、帧或信元进行缓冲的传输缓冲中排队，
-网络元件比上述的基于时戳消息的现有技术解决方案获得关于网络元件的时钟装置之间的工作阶段差异的更精确的信息，因为时戳信息所经历的传输延迟的随机型部分更小，以及
-网络元件可以将其时钟装置调整至比上述的基于时戳消息的现有技术解决方案更精确显示的挂钟时间，因为网络元件可以获得关于网络元件的时钟装置之间的工作阶段差异的更精确的信息。
在本发明中，数据分组、帧和信元都被通称为协议数据单元PDU。
根据本发明的用于从第一网络元件向第二网络元件传输时戳信息的设施，该设施包括：
-所述第一网络元件中的传输缓冲，其被设置用于对待发送的协议数据单元进行缓冲，
-所述第一网络元件中的复用器，其被设置用于通过将第二比特流连接至第一比特流生成混合比特流，所述第一比特流是从所述传输缓冲读取的，并表示所述协议数据单元，
-所述第一网络元件中的发送器，其被设置用于发送所述混合比特流到数据传输链路，
-所述第二网络元件中的接收器，其被设置用于从数据传输链路接收所述混合比特流，
该***特征在于：
-所述第一网络元件中的写入单元，其被设置用于在表示所述第二比特流的比特中放置时戳信息，以及
-所述第二网络元件中的读取单元，其被设置用于从表示所述第二比特流的比特中读取时戳信息。
根据本发明的用于从第一网络元件向第二网络元件传送时戳信息的方法，其中：
-在所述第一网络元件中，从包含待发送的协议数据单元的传输缓冲读取表示所述协议数据单元的第一比特流，
-在所述第一网络元件中，通过在所述第一比特流中复用第二比特流生成混合比特流，
-在所述第一网络元件中，所述混合比特流被传送给传输链路，以及
-在所述第二网络元件中，从所述数据传输链路接收所述混合比特流，
其特征在于，除此之外，在该方法中：
-在所述第一网络元件中，时戳信息被放置在表示所述第二比特流的比特中，以及
-在所述第二网络元件中，从表示所述第二比特流的比特中读取所述时戳信息。
根据本发明的用于向数据传输链路传送时戳信息的网络元件，所述网络元件包括：
-传输缓冲，其被设置用于缓冲被传送的协议数据单元，
-复用器，其被设置用于通过将第二比特流连接至第一比特流生成混合比特流，所述第一比特流是从所述传输缓冲读取的，并表示所述协议数据单元，
-发送器，其被设置用于传送所述混合比特流至网络元件的传输端口，
其特征在于，该网络元件还包括写入单元，其被设置用于将时戳信息放置到表示所述第二比特流的比特中。
本发明的各个实施例在从属权利要求中被限定特征。
附图说明
下面将参考通过示例讲述的优选实施例和附图详细解释本发明，其中：
图1示出了根据本发明的用于在网络元件之间传输时戳信息的***，
图2示出了根据本发明的实施例的时戳信息如何包含于待由***中的数据传输链路传送的比特流中的示例性情况，
图3示出了根据本发明的实施例的时戳信息如何包含于待由***中的数据传输链路传送的比特流中的示例性情况，
图4示出了根据本发明的实施例的时戳信息如何包含于待由***中的数据传输链路传送的比特流中的示例性情况，
图5示出了根据本发明的实施例的用于在网络元件之间传输时戳信息的***，
图6是示出根据本发明的实施例的用于在网络元件之间传输时戳信息的方法的流程图，
图7是示出根据本发明的实施例的用于在网络元件之间传输时戳信息的方法的流程图，以及
图8示出根据本发明的实施例的网络元件。
具体实施方式
图1示出根据本发明的实施例的用于从网络元件101向网络元件102传送时戳信息的***。网络元件101是设置为缓冲待传送的协议数据单元D的传输缓冲103。网络元件101是设置为在比特流113a中放置时戳信息AL的写入单元106。虚线箭头121表示这样的操作，即两个时间点之间的时隙中的这些比特的值表示放置比特流113a或部分比特流113a使得由所述比特形成的序列包含时戳信息AL。网络元件101是复用器，其被设置用于通过将比特流113a与比特流112a合并以生成混合比特流111a，其中比特流112a从传输缓冲103读取，并表示协议数据单元。网络元件101是发送器105，其被设置用于发送混合比特流111a到数据传输链路107。网络元件102是接收器108，其被设置用于从数据传输链路107接收混合比特流111b。网络元件102是多路分离器109，其被设置用于从混合比特流111c分离出表示协议数据单元的比特流112c和比特流113c。网络元件102是读取单元110，其被设置用于从比特流113c读取时戳信息AL。虚线箭头122表示这样的操作，即两个时间点之间的时隙中的那些比特的值表示比特流113c或部分比特流113c被读取。
在根据本发明的可选实施例的***中，写入单元106被设置用于将时戳信息AL放入从复用器104发出的混合比特流111a的那些比特中，混合比特流111a表示比特流113a或部分比特流113a。
在根据本发明的实施例的***中，读取单元110被设置用于从表示比特流113c或部分比特流113c的混合比特流111c的那些比特读取时戳信息AL。现在，不再需要多路分离器109来从网络元件101向网络元件102传送时戳信息AL。
附图标号111a、111b和111c表示上述的混合比特流，附图标号111a是指在网络元件101的信号处理部件中传输的和/或存储的比特，并表示所述混合比特流的比特，附图标号111b是指由数据传输链路传送的和表示所述混合比特流的比特，附图标号111c是指在网络元件102的信号处理部件中传输的和/或存储的比特，并表示所述混合比特流的比特。相应地，网络元件101中的附图标号112a与网络元件102中的附图标号112c表示相同的比特流，而网络元件101中的附图标号113a与网络元件102中的附图标号113c表示相同的比特流。
在根据本发明的实施例的***中，协议数据单元是以太网协议MAC层(媒体访问控制)数据帧，而比特流113a、113c被包含在帧间间隔中，该帧间间隔在以太网协议的物理层(Ethernet Phy)上、在时间上连续的MAC层数据帧之间传输。换句话说，时戳信息AL在一个或几个帧间间隔中传输。
在根据本发明的实施例的***中，发送器105和接收器108是由商用物理层以太网适配器电路(Ethernet-Phy电路)来实现的。传输缓冲103和复用器104之间的数据传输接口优选地是MII(媒体独立接口)，或在以太网1G比特/秒的传输速率的情况下为GMII(吉比特媒体独立接口)。复用器104和写入单元106可以由例如一个或几个可编程处理器、ASIC和/或FPGA电路(专用集成电路，现场可编程门阵列)来实现。相应地，多路分离器109和读取单元110可由例如一个或几个可编程处理器、ASIC和/或FPGA电路来实现。
写入单元106优选地被设置用于将时戳信息AL放入帧间间隔的那些比特中，它们的值与网络元件101和102之间执行的数据传输中的以太网协议的操作无关。现在，从网络元件101到网络元件102的时戳信息AL的传输不会影响网络元件101和102之间的其他数据传输。在这些帧间间隔比特中，其中它们的值与网络元件101和102之间执行的数据传输中的以太网协议的操作无关，存在那些帧间间隔比特，其值不限定于处理以太网数据传输的技术标准，以及在所述标准中对其存在使用限定，即不需要也不使用于网络元件101和102之间执行的数据传输。
图2示出了根据本发明的实施例的时戳信息如何包含于从***中的数据传输链路107传送的混合比特流111b中的示例性情况。区域201、202和203表示时间连续的以太网协议MAC层数据帧，其中数据帧203在传输顺序中处于第一位。区域204、205、206和207表示帧间间隔。在该示例性情况中，时戳信息AL包含于数据帧201和202之间的帧间间隔205中。
在根据本发明的实施例的***中，写入单元106被设置用于将时戳信息放入一个帧间间隔中，使得所述时戳信息对应于所述帧间间隔的传输时刻。在根据本发明的可选实施例的***中，写入单元106被设置用于将时戳信息分成至少两部分，并将所述部分放入至少两个帧间间隔中，使得所述时戳信息对应于所述至少两个帧间间隔的首先传输的帧间间隔的传输时刻。
在根据本发明的实施例的***中，图1中的比特流113a、113c表示SDH(同步数字系列)帧的控制数据。因此，时戳信息AL在为SDH帧的控制数据保留的帧字段中传输。在本文中，除了有效载荷数据之外的所有其他SDH帧数据被认为属于SDH帧的控制数据。结果，控制数据包含同步字、同步指示、标记数据等。图1中的协议数据单元D可以是例如IP(因特网协议)数据分组。
在根据本发明的实施例的***中，图1中的复用器104是商用SDH成帧电路的部分，其被设置用于将协议数据单元放入SDH帧的有效载荷帧字段中。SDH成帧电路还形成控制数据，即比特流113a。
在根据本发明的实施例的***中，图1中的多路分离器109是商用SDH成帧电路的部分，其被设置用于从SDH帧的有效载荷帧字段分离协议数据单元。
写入单元106有利地被设置用于将时戳信息AL放入SDH帧的那些控制比特中，它们的值与网络元件101和102之间执行的数据传输中的SDH协议的操作无关。现在，从网络元件101到网络元件102的时戳信息AL的传输不会影响网络元件101和102之间的其他数据传输。SDH帧的这些控制数据比特，其中它们的值与网络元件101和102之间执行的数据传输中的SDH协议的操作无关，是这样的控制数据比特，其值不限定于处理SDH数据传输的技术标准，以及所述标准已对其限定使用，即不需要也不使用于网络元件101和102之间执行的数据传输。
在根据本发明的实施例的***中，图1中的比特流113a、113c表示Sonet(同步光网络)帧的控制数据。因此，时戳信息AL在为Sonet帧的控制数据保留的帧字段中传输。在本发明中，除了有效载荷数据之外的所有其他Sonet帧数据被认为属于Sonet帧的控制数据。结果，该数据包含同步字、同步指示、标记数据等。图1中的协议数据单元D可以是例如POS(Packet Over Sonet，Sonet分组)数据分组。
在根据本发明的实施例的***中，图1中的复用器104是商用Sonet成帧电路的部分，其被设置用于将协议数据单元放入Sonet帧的有效载荷帧字段中。Sonet成帧电路还形成控制数据，即比特流113a。
在根据本发明的实施例的***中，图1中的多路分离器109是商用Sonet成帧电路的部分，其被设置用于从Sonet帧的有效载荷帧字段分离协议数据单元。
写入单元106优选地被设置用于将时戳信息AL放入Sonet帧的那些控制数据比特中，它们的值与网络元件101和102之间执行的数据传输中的Sonet协议的操作无关。现在，从网络元件101到网络元件102的时戳信息AL的传输不会影响网络元件101和102之间的其他数据传输。Sonet帧的这些控制数据比特，其中它们的值与网络元件101和102之间执行的数据传输中的Sonet协议的操作无关，是这样的控制数据比特，其值不限定于处理Sonet数据传输的技术标准，以及所述标准已对其限定使用，即不需要也不使用于网络元件101和102之间执行的数据传输。
图3描述了根据本发明的实施例的时戳信息如何包含于由图1中的***的数据传输链路107传送的混合比特流111b中的示例性情况。区域301和302表示时间连续的SDH或Sonet帧，其中SDH或Sonet帧302在传输顺序中处于第一位。区域311和312表示有效载荷数据，而区域321和322表示控制数据。在该示例性情况中，时戳信息AL包含于控制数据321字段331中。在图3中，以传统的二维表格方式示出SDH或Sonet帧。
在根据本发明的实施例的***中，写入单元106被设置用于将时戳信息放入一个SDH或Sonet帧的控制数据中，使得所述时戳信息对应于所述SDH或Sonet帧的传输时刻。在根据本发明的可选实施例的***中，写入单元106被设置用于将时戳信息分成至少两部分，并将所述部分放入至少两个SDH或Sonet帧的控制数据中，使得所述时戳信息对应于所述至少两个SDH或Sonet帧的首先传输的SDH或Sonet帧的传输时刻。在根据另一可选实施例的***中，写入单元106被设置用于将时戳信息分成至少两部分，并将所述部分放入至少两个SDH或Sonet帧的控制数据中，使得所述时戳信息对应于所述至少两个SDH或Sonet帧的最后传输的SDH或Sonet帧的传输时刻。如果时间连续的SDH或Sonet帧是标准大小，则可以在传送SDH或Sonet帧时，预测最后传输的SDH或Sonet帧的传输时刻，且图1的数据传输链路107的数据传输速率恒定不变。
在根据本发明的实施例的***中，图1中的比特流113a、113c表示PCM(脉冲编码调制)帧的控制数据。因此，时戳信息AL在为PCM帧的控制数据保留的预定时隙中传输。优选地，时戳信息在PCM帧的时隙0中传输。在本文中，除了有效载荷数据之外的所有其他PCM帧数据被认为属于PCM帧的控制数据。图1中的协议数据单元D可以是例如LAPF(帧模式服务的链路接入流程)数据帧。
在根据本发明的实施例的***中，图1中的复用器104是商用PCM成帧电路的部分，其被设置用于将协议数据单元放入PCM帧的有效载荷帧字段中。PCM成帧电路还形成控制数据，即比特流113a。
在根据本发明的实施例的***中，图1中的多路分离器109是商用PCM成帧电路的部分，其被设置用于从PCM帧的有效载荷帧字段分离协议数据单元。
图1中的写入单元106优选地被设置用于将时戳信息AL放入时间连续的PCM帧的时隙TS0的那些比特中，这些比特与网络元件101和102之间执行的数据传输中的PCM协议的操作无关。现在，从网络元件101到网络元件102的时戳信息AL的传输不会影响网络元件101和102之间的其他数据传输。时隙TS0的那些比特，其中它们的值与网络元件101和102之间执行的数据传输中的PCM协议的操作无关，是这样的时隙TS0的比特，其值不限定于处理PCM数据传输的技术标准，以及所述标准已对其限定使用，即不需要也不使用于网络元件101和102之间执行的数据传输。
图4示出了根据本发明的实施例的时戳信息如何包含于由图1中的***的数据传输链路107传送的混合比特流111b中的示例性情况。区域401和402表示时间连续的PCM帧，其中PCM帧402在传输顺序中处于第一位。在该示例性情况中，时戳信息AL的5个比特包含于时隙TS0的比特4-8中。附图标号AL(n)是指时戳信息AL中的5个连续比特序列，而附图标号AL(n+1)是指接下来的5个连续比特序列。附图标号TS0是指首先传输的PCM帧的时隙TS0，附图标号TS1是指PCM帧段的下一个时隙，而附图标号TSn是指PCM帧的最后时隙。
图5示出了根据本发明实施例的用于在网络元件501和502之间传输时戳信息的***。图5中示出的***可实现网络元件501和502之间的时戳信息的双向传输。网络元件501具有用于向数据传输链路507发送时戳信息的装置511。该装置511对应于图1所示的网络元件101的装置103-106。网络元件501具有用于从数据传输链路508接收时戳信息的装置512。该装置512对应于图1所示的网络元件102的装置108-110。网络元件502具有用于向数据传输链路508发送时戳信息的装置521。该装置521对应于图1所示的网络元件101的装置103-106。网络元件502具有用于从数据传输链路507接收时戳信息的装置522。该装置522对应于图1所示的网络元件102的装置108-110。
图6是示出根据本发明的实施例的用于从网络元件A向网络元件B传送时戳信息的方法的流程图。在步骤601中，在网络元件A中，从包含待传送的协议数据单元的传输缓冲中读取表示所述协议数据单元的比特流B1。在步骤602中，在网络元件A中，时戳信息AL放置于比特流B2中。在步骤603中，在网络元件A中，通过在比特流B1中复用比特流B2，产生混合比特流B3。在步骤604中，在网络元件A中，所述混合比特流B3被传送给数据传输链路。在步骤605中，在网络元件B中，从所述数据传输链路接收所述混合比特流B3。在步骤606中，在网络元件B中，从所述混合比特流B3中分离出比特流B1和比特流B2。在步骤607中，在网络元件B中，从比特流B2中读取时戳信息AL。
在根据本发明的可选实施例的方法中，在步骤603和步骤604之间，在表示比特流B2或部分比特流B2的混合比特流B3的比特中放置所述时戳信息AL。
在根据本发明的实施例的方法中，在网络元件B中，从表示比特流B2或部分比特流B2的混合比特流B3的比特中读取时戳信息AL。现在，不需要比特流B1和B2的分离步骤606。
在根据本发明的实施例的方法中，协议数据单元是以太网协议MAC(媒体访问控制)层数据帧，而比特流B2被包含在帧间间隔中，该帧间间隔在以太网协议的物理层(Ethernet Phy)上、时间上连续的MAC层数据帧之间传输。结果，时戳信息AL在一个或几个帧间间隔中传输。
在根据本发明的实施例的方法中，在步骤602中，时戳信息AL被放置在帧间间隔的那些比特中，它们的值与网络元件A和B之间执行的数据传输中的以太网协议的操作无关。
在根据本发明的实施例的方法中，在步骤602中，时戳信息AL被放置在一个帧间间隔中，使得所述时戳信息对应于所述帧间间隔的传输时刻。在根据本发明的可选实施例的方法中，时戳信息AL被分成至少两部分，并且所述部分被放入至少两个帧间间隔中，使得所述时戳信息对应于所述至少两个帧间间隔的首先传输的帧间间隔的传输时刻。
在根据本发明的实施例的方法中，比特流B2表示SDH(同步数字系列)帧的控制数据。因此，时戳信息AL在为SDH帧的控制数据保留的帧字段中传输。协议数据单元可以是例如IP(因特网协议)数据分组。
在根据本发明的实施例的方法中，在步骤602中，时戳信息AL被放置在SDH帧的控制数据的那些比特中，它们的值与网络元件A和B之间执行的数据传输中的SDH协议的操作无关。
在根据本发明的实施例的方法中，比特流B2表示Sonet(同步光网络)帧的控制数据。因此，时戳信息AL在为Sonet帧的控制数据保留的帧字段中传输。协议数据单元可以是例如POS(Packet Over Sonet，Sonet分组)数据分组。
在根据本发明的实施例的方法中，在步骤602中，时戳信息AL被放置在Sonet帧的控制数据的那些比特中，它们的值与网络元件A和B之间执行的数据传输中的Sonet协议的操作无关。
在根据本发明的实施例的方法中，在步骤602中，时戳信息AL被放入一个SDH或Sonet帧的控制数据中，使得所述时戳信息对应于SDH或Sonet帧的传输时刻。在根据本发明的可选实施例的方法中，时戳信息AL被分成至少两部分，并且所述部分被放入至少两个SDH或Sonet帧的控制数据中，使得所述时戳信息对应于所述至少两个SDH或Sonet帧的首先传输的SDH或Sonet帧的传输时刻。在根据另一可选实施例中，时戳信息AL被分成至少两部分，并且所述部分被放入至少两个SDH或Sonet帧的控制数据中，使得所述时戳信息对应于所述至少两个SDH或Sonet帧的最后传输的SDH或Sonet帧的传输时刻。如果时间连续的SDH或Sonet帧是标准大小，则可以在传送SDH或Sonet帧时，预测最后传输的SDH或Sonet帧的传输时刻，且数据传输链路的数据传输速率恒定不变。
在根据本发明的实施例的方法中，在步骤603中，通过使用SDH成帧电路将比特流B1和比特流B2复用成为比特流B3，该SDH成帧电路被设置用于在SDH帧的有效载荷帧字段中放置协议数据单元。
在根据本发明的实施例的方法中，在步骤603中，通过使用Sonet成帧电路将比特流B1和比特流B2复用成为比特流B3，该Sonet成帧电路被设置用于在Sonet帧的有效载荷帧字段中放置协议数据单元。
在根据本发明的实施例的方法中，比特流B2表示PCM(脉冲编码调制)帧的控制数据。时戳信息AL在PCM帧的预定时隙中传输。优选地，时戳信息在PCM帧的时隙TS0中传输。在本发明中，除了有效载荷数据之外的所有其他PCM帧数据被认为属于PCM帧的控制数据。协议数据单元可以是例如LAPF(帧模式服务的链路接入流程)数据帧。
在根据本发明的实施例的方法中，时戳信息AL被放入时间连续的PCM帧的预定时隙TS0的那些控制比特中，它们的值与网络元件A和B之间执行的数据传输中的PCM协议的操作无关。优选地，所述预定时隙是每个PCM帧的TS0。
在根据本发明的实施例的方法中，在步骤603中，通过使用PCM成帧电路将比特流B1和比特流B2复用成为比特流B3，该PCM成帧电路被设置用于在PCM帧的有效载荷帧字段中放置协议数据单元。
图7是示出根据本发明的实施例的用于从网络元件A向网络元件B传送时戳信息的方法的流程图。在步骤701中，在网络元件A中，从包含待传送的协议数据单元的传输缓冲中读取以太协议MAC(媒体接入控制)层的数据帧D。在步骤702中，所述MAC层数据帧D被传送给数据传输链路。在步骤703中，在网络元件A中，时戳信息AL被放置在接下来要传送的所述MAC层数据帧D的帧间间隔IFG中。在步骤704中，所述帧间间隔IFG被传送给数据传输链路。连续传送的数据帧D和帧间间隔IFG形成传送给数据传输链路的比特流。在步骤705中，在网络元件B中，从数据传输链路接收所述MAC层数据帧D。在步骤706中，在网络元件B中，从数据传输链路接收所述帧间间隔IFG。在步骤707中，在网络元件B中，从所述帧间间隔IFG中读取时戳信息AL。
图8示出根据本发明的实施例的网络元件800。网络元件是设置为缓冲待传送的协议数据单元D的传输缓冲803。网络元件是设置为在比特流813a中放置时戳信息AL1的写入单元806。虚线箭头821表示这样的操作，即两个时间点之间的时隙中的这些比特的值表示放置比特流813a或部分比特流813a，使得由所述比特形成的序列包含时戳信息AL1。网络元件具有复用器804，其被设置用于通过将比特流813a与比特流812a合并以生成混合比特流811a，其中比特流812a从传输缓冲803读取，表示协议数据单元。网络元件具有发送器805，其被设置用于发送混合比特流811a到传输端口850。
在根据本发明的可选实施例的网络元件中，所述写入单元806被设置用于将时戳信息AL1放入从复用器804发出的混合比特流811a的比特中，混合比特流811a表示比特流813a或部分比特流813a。
根据本发明的实施例的网络元件具有接收器808，其被设置用于通过接收端口851接收比特流811c；具有多路分离器809，其被设置用于从比特流811c分离出表示协议数据单元的比特流813c和比特流812c。网络元件具有读取单元810，其被设置用于从比特流813c读取时戳信息AL2。虚线箭头822表示这样的操作，即两个时间点之间的时隙中的那些比特的值表示比特流813c或部分比特流813c被读取。
在根据本发明的实施例的网络元件中，读取单元810被设置用于从表示比特流813c或部分比特流813c的流向多路分离器809的比特流811c的那些比特中读取时戳信息AL2。
根据本发明的实施例的网络元件是IP(因特网协议)路由器。
根据本发明的实施例的网络元件是以太网交换机。
根据本发明的实施例的网络元件是移动电话网络的基站。
根据本发明的实施例的网络元件是MPLS(多协议标签交换)交换机。
对于本领域技术人员显而易见的是，本发明及其各种实施例不仅仅限制于上述的示例，本发明及其实施例可在独立权利要求的范围内进行修改。

Claims (40)

1.一种用于从第一网络元件(101)向第二网络元件(102)传送时戳信息的***，所述***包括：
-所述第一网络元件中的传输缓冲(103)，其被设置用于对待发送的协议数据单元进行缓冲，
-所述第一网络元件中的复用器(104)，其被设置用于通过将第二比特流(113a)连接至第一比特流(112a)而生成混合比特流(111a)，所述第一比特流是从所述传输缓冲读取的，并表示所述协议数据单元，
-所述第一网络元件中的发送器(105)，其被设置用于发送所述混合比特流到数据传输链路(107)，以及
-所述第二网络元件中的接收器(108)，其被设置用于从所述数据传输链路(107)接收所述混合比特流(111b)，
其特征在于，该***还包括：
-所述第一网络元件中的写入单元(106)，其被设置用于在表示所述第二比特流(113a)的比特中放置时戳信息，以及
-所述第二网络元件中的读取单元(110)，其被设置用于从表示所述第二比特流(113c)的比特中读取所述时戳信息。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，该协议数据单元是以太网协议的媒体接入控制层(MAC层)的数据帧，而所述第二比特流(113a，113c)被包含在将在以太网协议的物理层(Ethernet Phy)的时间连续的MAC层数据帧之间传输的帧间间隔中。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，该发送器(105)和接收器(108)是通过以太网物理层电路(Ethernet-Phy电路)的适配器电路来实现的。
4.根据权利要求2所述的***，其特征在于，该写入单元(106)被设置用于将所述时戳信息放入帧间间隔的那些比特中，它们的值与所述第一网络元件(101)和所述第二网络元件(102)之间执行的数据传输中的以太网协议的操作无关。
5.根据权利要求2所述的***，其特征在于，该写入单元(106)被设置用于将所述时戳信息放入一个帧间间隔，使得所述时戳信息对应于所述帧间间隔的传输时刻。
6.根据权利要求2所述的***，其特征在于，该写入单元(106)被设置用于将所述时戳信息分成至少两部分，并将所述部分放入至少两个帧间间隔中，使得所述时戳信息对应于所述至少两个帧间间隔的首先传输的帧间间隔的传输时刻。
7.根据权利要求1所述的***，其特征在于，该第二比特流(113a，113c)表示同步数字系列(SDH)帧的控制数据。
8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，该复用器(104)形成SDH成帧电路的部分，其被设置用于将所述协议数据单元放入SDH帧的有效载荷帧字段中。
9.根据权利要求7所述的***，其特征在于，该写入单元(106)被设置用于将所述时戳信息放入SDH帧的那些控制比特中，它们的值与所述第一网络元件(101)和所述第二网络元件(102)之间执行的数据传输中的SDH协议的操作无关。
10.根据权利要求7所述的***，其特征在于，该写入单元(106)被设置用于将所述时戳信息放入一个SDH帧的控制数据中，使得所述时戳信息对应于所述SDH帧的传输时刻。
11.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述写入单元(106)被设置用于将所述时戳信息分成至少两部分，并将所述部分放入至少两个SDH帧的控制数据中，使得所述时戳信息对应于所述至少两个SDH帧的首先传输的SDH帧的传输时刻。
12.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述第二比特流(113a，113c)表示同步光网络(Sonet)帧的控制数据。
13.根据权利要求12所述的***，其特征在于，所述复用器(104)形成Sonet成帧电路的部分，其被设置用于将所述协议数据单元放入Sonet帧的有效载荷帧字段中。
14.根据权利要求12所述的***，其特征在于，所述写入单元(106)被设置用于将所述时戳信息放入Sonet帧的那些控制比特中，它们的值与所述第一网络元件(101)和所述第二网络元件(102)之间执行的数据传输中的Sonet协议的操作无关。
15.根据权利要求12所述的***，其特征在于，所述写入单元(106)被设置用于将所述时戳信息放入一个Sonet帧的控制数据中，使得所述时戳信息对应于所述Sonet帧的传输时刻。
16.根据权利要求12所述的***，其特征在于，所述写入单元(106)被设置用于将所述时戳信息分成至少两部分，并将所述部分放入至少两个Sonet帧的控制数据中，使得所述时戳信息对应于所述至少两个Sonet帧的首先传输的Sonet帧的传输时刻。
17.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述第二比特流(113a，113c)表示脉冲编码调制(PCM)帧的控制数据。
18.根据权利要求17所述的***，其特征在于，所述复用器(104)形成PCM成帧电路的部分，其被设置用于将所述协议数据单元放入PCM帧的有效载荷帧字段中。
19.根据权利要求17所述的***，其特征在于，所述写入单元(106)被设置用于将所述时戳信息放入时间连续的PCM帧的预定时隙的那些比特中，它们的值与所述第一网络元件(101)和所述第二网络元件(102)之间执行的数据传输中的PCM协议的操作无关。
20.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述写入单元(106)被设置用于将所述时戳信息放入表示所述第二比特流(113a)的所述混合比特流(111a)的那些比特中。
21.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述写入单元(106)被设置用于在形成所述混合比特流(111a)之前，将所述时戳信息放入所述第二比特流(113a)中。
22.一种网络元件，包括：
-传输缓冲(803)，其被设置用于缓冲待传送的协议数据单元，
-复用器(804)，其被设置用于通过将第二比特流(813a)连接至第一比特流(812a)而生成混合比特流(811a)，所述第一比特流是从所述传输缓冲读取的，并表示所述协议数据单元，
-发送器(805)，其被设置用于传送所述混合比特流至网络元件的传输端口(850)，
其特征在于，该网络元件还包括写入单元(806)，其被设置用于将待传送的时戳信息放置到表示所述第二比特流(813a)的比特中。
23.根据权利要求22所述的网络元件，其特征在于，所述网络元件具有：
接收器(808)，其被设置用于从接收端口(851)接收到达比特流(811c)；
多路分离器(809)，其被设置用于从接收的比特流(811c)分离出第一接收比特流(812c)和第二接收比特流(813c)；以及
读取单元(810)，其被设置用于从表示所述第二接收比特流(813c)的比特中读取接收的时戳信息。
24.根据权利要求22所述的网络元件，其特征在于，所述写入单元(806)被设置用于将所述的待传送的时戳信息放入表示所述第二比特流(813a)的所述混合比特流(811a)的那些比特中。
25.根据权利要求22所述的网络元件，其特征在于，所述写入单元(806)被设置用于在形成所述混合比特流(811a)之前，将所述的待传送的时戳信息放入所述第二比特流(813a)中。
26.根据权利要求22所述的网络元件，其特征在于，所述网络元件是因特网协议(IP)路由器。
27.根据权利要求22所述的网络元件，其特征在于，所述网络元件是以太网交换机。
28.根据权利要求22所述的网络元件，其特征在于，所述网络元件是移动电话网络的基站。
29.根据权利要求22所述的网络元件，其特征在于，所述网络元件是多协议标签交换(MPLS)交换机。
30.一种用于从第一网络元件向第二网络元件传送时戳信息的方法，在该方法中：
-在所述第一网络元件中，从包含待发送的协议数据单元的传输缓冲读取(601)表示所述协议数据单元的第一比特流，
-在所述第一网络元件中，通过在所述第一比特流中复用第二比特流而生成(603)混合比特流，
-在所述第一网络元件中，所述混合比特流被传送(604)给数据传输链路，以及
-在所述第二网络元件中，从所述数据传输链路接收(605)所述混合比特流，
其特征在于，除此之外，在该方法中：
-在所述第一网络元件中，所述时戳信息被放置(602)在表示所述第二比特流的比特中，以及
-在所述第二网络元件中，从表示所述第二比特流的比特中读取(607)所述时戳信息。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述协议数据单元是以太网协议的媒体访问控制(MAC)层数据帧，而所述第二比特流被包含在帧间间隔中，该帧间间隔在以太网协议的物理层上、时间上连续的MAC层数据帧之间传输。
32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述时戳信息被放入(602)所述帧间间隔的那些比特中，它们的值与所述第一网络元件和所述第二网络元件之间执行的数据传输中的以太网协议的操作无关。
33.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述第二比特流表示同步数字系列(SDH)帧的控制数据。
34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，所述时戳信息被放入(602)SDH帧的控制数据的那些比特中，它们的值与所述第一网络元件和所述第二网络元件之间执行的数据传输中的SDH协议的操作无关。
35.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述第二比特流表示同步光网络(Sonet)帧的控制数据。
36.根据权利要求35所述的方法，其特征在于，所述时戳信息被放入(602)Sonet帧的控制数据的那些比特中，它们的值与所述第一网络元件和所述第二网络元件之间执行的数据传输中的Sonet协议的操作无关。
37.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述第二比特流表示脉冲编码调制(PCM)帧的控制数据。
38.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，所述时戳信息被放入时间连续的PCM帧的预定时隙的那些比特中，它们的值与所述第一网络元件和所述第二网络元件之间执行的数据传输中的PCM协议的操作无关。
39.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述时戳信息被放入表示所述第二比特流的所述混合比特流的那些比特中。
40.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，在形成所述混合比特流之前，所述时戳信息被放入所述第二比特流。
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