CN1866803B

CN1866803B - 一种在以太网设备中解决时钟同步的方法

Info

Publication number: CN1866803B
Application number: CN2005101026974A
Authority: CN
Inventors: 邓抄军; 叶锦华
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2005-09-13
Filing date: 2005-09-13
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2025-09-13
Also published as: US7826495B2; CN1866803A; US20080159330A1; EP1940086B1; EP1940086A4; WO2007031005A1; EP1940086A1

Abstract

本发明提供了一种在以太网设备中以及整个以太网中解决时钟同步的方法，所述在以太网设备中解决时钟同步的方法主要包括：以太网设备的物理层设备从接收侧设备向其发送的数据中，提取出接收侧设备接收到的时钟；根据以太网设备的媒质接入控制层设备的本地时钟，对所述提取出来的时钟进行调整，并作为以太网设备的发送时钟。所述在整个以太网中解决时钟同步的方法主要包括：将整个以太网中的最高级设备产生的时钟作为整个以太网中所有设备的时钟。利用本发明所述方法，可以在以太网设备中实现发送时钟和接收时钟的同步，并在整个以太网中保持时钟同步。

Description

一种在以太网设备中解决时钟同步的方法

技术领域

本发明涉及网络通讯领域，尤其涉及一种以太网设备以及整个以太网中解决时钟同步的方法。

背景技术

以太网属于网络低层协议，通常在OSI(开放***互连)模型的物理层和数据链路层操作。

由于以太网具有配置简单、组网灵活、价格低廉的特点，而且以太网技术本身已经被大多数人所熟悉和接受，因此，以太网技术非常适合于组建局域网，以太网技术正迅速向前发展，正在逐渐成为城域网甚至广域网中的承载网络，以太网技术将成为主流传送网技术之一。

同步是通信网数字化的基础，没有良好的同步数字信息的传递，通信网中就会不可避免地出现误码、滑码等现象。现有的以太网的传送网中，各个节点之间采用的是异步的传送方式。随着以太网逐渐成为主流传送网技术后，为了使以太网能够支持和兼容以前的TDM(时分复用)业务，需要在以太网中解决时钟同步和时钟传输的问题。

现有技术中一种在以太网中解决时钟同步和时钟传输的方法为：采用PWE3(Ethernet Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge，边缘到边缘的伪线仿真)方式解决时钟传输和时钟同步问题。

PWE3的基本思想就是在分组交换网络上搭建一个“通道”，然后，在该“通道”中实现TDM电路(如T1或E1)，从而使网络任一端的TDM设备不必关心其所连接的网络是否是一个TDM网络。分组交换网络被用来仿真TDM电路的行为，故而称为“电路仿真”。

PWE3采用两种方法恢复TDM的时钟。一种方法是采用外部同步时钟来恢复出时钟；另一种方法是通过一种算法恢复出时钟。该方法主要是通过从变化的分组到达速率来推断出原时钟频率。但是，如ITU-T(国际电信联盟-电信标准化部门)的G.823和G.824标准中所定义的那样，TDM网络对时钟稳定性具有非常严格的要求。因此，该方法首先需要对分组到达速率进行过滤处理，以除去由分组延迟变化造成的影响。

该时钟同步和时钟传输的方法的缺点为：该方法目前还不成熟，在流量比较大时，时钟恢复质量较差，因此，该方法目前还没有得到大规模的应用。

现有技术中另一种在以太网中解决时钟同步和时钟传输的方法为：采用BITS(Building Integrated Timing Supply，大楼综合定时供给***)方式，利用GPS(全球定位***)恢复网络时钟，解决时钟同步和时钟传输的问题。

BITS是同步网建设的核心时钟设备。通过BITS时钟，所有的设备都同步到BITS提供的精确时钟上来，这样实现了网络的时钟的精确同步。BITS可以借助GPS卫星信号获得长期的高精度的定时信号，然后，BITS利用位置保持模式算法和优质的本地振荡源，输出基准时钟的定时信号。

该时钟同步和时钟传输的方法的缺点为：该方法主要是针对光网络中的SDH(同步数字体系)***，没有解决以太网的时钟同步和时钟传输的问题，同时需要有专门的BITS时钟网络。

发明内容

本发明的目的是提供一种在以太网设备以及整个以太网中解决时钟同步的方法，从而可以在以太网设备中实现发送时钟和接收时钟的同步，并在整个以太网中保持时钟同步。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种在以太网设备中解决时钟同步的方法，包括：

A、以太网设备的光口/电口接收其它以太网设备发送的数据，所述以太网设备的物理层设备从所述数据中提取出时钟；

B、所述物理层设备将所述时钟传递给所述以太网设备的媒质接入控制层设备，根据所述以太网设备的媒质接入控制层设备的本地时钟，所述媒质接入控制层设备对所述物理层设备传递过来的时钟进行调整，并作为所述以太网设备的发送时钟。

一种整个以太网中解决时钟同步的方法，包括：

确定整个以太网中的最高级设备，所述最高级设备将自己产生的时钟作为自己的发送时钟；

所述最高级设备按照自己的发送时钟向其下一级设备发送数据，所述下一级设备接收所述最高级设备发送的数据，所述下一级设备根据权利要求1至4任一项所述的方法，从接收到的数据中提取出所述最高级设备的时钟，将提取出来的时钟作为自己的发送时钟；

所述下一级设备再按照自己的时钟向自己的下一级设备和上一级设备发送数据，直到整个以太网中的所有设备的时钟都同步到最高级设备的时钟上。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明和现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明在以太网设备的以太网接口中采用线路恢复时钟的方式，实现了发送时钟和接收时钟的同步，为TDM OVER IP(在IP网上传输TDM业务)等需要解决时钟同步问题的以太网应用提供了一个简单、稳定并且可行的解决方案。

2、本发明在整个以太网中采用主从同步的方式，将所有下属设备的时钟都同步到网络的最高级设备的时钟上，从而在整个以太网中解决时钟传输、本发明在整个以太网中采用主从同步的方式，将所有下属设备的时钟都同步到网络的最高级设备的时钟上，从而在整个以太网中解决时钟传输的问题，达到全网时钟同步。

附图说明

图1为本发明所述在以太网设备中解决时钟同步的方法的处理流程图；

图2为以太网接口的示意图；

图3为以太网接口的PHY层通过CDR的方法恢复SERDES线路的时钟的示意图；

图4为以太网接口的MAC层的时钟调整过程示意图；

图5为本发明所述在整个以太网中解决时钟同步的方法的处理流程图；

图6为本发明所述实施例中的以太网组网示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种在以太网设备以及整个以太网中解决时钟同步的方法。本发明的核心为：在以太网接口的PHY(物理层)的SERDES(串并转换)线路上采用CDR(时钟恢复)方法恢复出以太网的接收侧的接收时钟，根据MAC(媒质接入控制层)的本地时钟，对该恢复出来的时钟对进行调整，作为输出时钟。

下面结合附图来详细描述本发明，本发明所述在以太网设备中解决时钟同步的方法的处理流程如图1所示，包括如下步骤：

步骤1-1、在以太网接口的物理层设备上通过CDR方法恢复出线路的发送时钟。

以太网接口是由光模块、PHY层和MAC层三部分组成的。其中光模块主要由点口/光口组成。以太网接口的示意图如图2所示。

从图1可以看出，在以太网的接收侧，光口和电口与PHY层通过 SERDES线路相连，光口和电口将接收到的时钟信号，通过该SERDES线路传递给PHY设备，本发明需要在PHY层设备中通过CDR的方法，从接收到的SERDES信号中恢复出SERDES线路的时钟，即恢复出光口和电口的接收时钟。

上述PHY层设备通过CDR的方法恢复SERDES线路的时钟的示意图如图2所示。

步骤1-2、物理层设备将恢复出来的时钟传递给以太网接口的MAC层。

以太网接口的PHY层设备在通过CDR的方法恢复出SERDES线路的时钟后，需要将恢复出来的时钟传递给以太网接口的MAC层设备。

以太网接口的PHY层与MAC层之间传递的信号包括各种时钟、数据和控制信号。以太网的PHY层设备将接收到的数据和恢复出来的时钟，传递给MAC设备进行处理。

步骤1-3、以太网接口的MAC层根据其本地时钟，对接收到的时钟进行调整并输出。

以太网接口的MAC层接口的时钟为MAC层的本地时钟。MAC层设备需要根据该本地时钟，对从PHY层设备提取出来的时钟信号进行调整，其中包括进行频率调整、消除抖动，另外，还可以根据需要进行相位调整。然后，直接将调整后的时钟送给以太网的发送侧作为发送时钟，这样就在以太网设备中实现了接收侧和发送侧的时钟的同步。

上述MAC层的时钟调整过程示意图如图4所示。

在实现了以太网设备的接收侧和发送侧的时钟的同步后，本发明还可以在整个以太网中采用主从同步的方式，达到全网时钟同步。

本发明所述在整个以太网中解决时钟同步的方法的处理流程如图5所示，包括如下步骤：

步骤5-1、确定整个以太网中的最高级设备，将该设备自己产生的时钟作为本地时钟。

首先需要确定整个以太网中的最高级设备，然后，将该最高级设备自己产生的时钟作为本地时钟。该本地时钟即为整个以太网中的标准时钟，该最高级设备的所有下级设备的时钟都应该同步到该标准时钟上。

比如，在图6所示的以太网组网中，有以太网设备A、B、D、E、F、G。其中A为B、C的上一级设备，并且是此局域网中的最高级设备。B为D、E的上一级设备，C为F、G的上一级设备。A将自己产生的时钟作为本地时钟。

步骤5-2、最高级设备按照本地时钟向下一级设备发送数据。

为达到全网时钟同步，最高级设备需要按照其本地时钟向所有下一级设备发送数据。

比如，在图6所示的以太网组网中，A按照其本地时钟发送数据到B和C。

步骤5-3、下一级设备按照时钟同步的方法，从接收到的数据中提取出最高级设备的时钟，并作为自己的时钟。

接收到最高级设备发送的数据的下一级设备，需要按照上述在以太网设备中解决时钟同步的方法，从接收到的数据中提取出最高级设备的时钟，然后，将提取出来的时钟作为自己的时钟。

比如，在图6所示的以太网组网中，B和C按照上述在以太网设备中解决时钟同步的方法，从接收到的数据中提取出A的时钟，将该时钟作为自己的时钟。

步骤5-4、下一级设备再按照自己的时钟向自己的下一级设备和上下一级设备发送数据，直到达到全网同步。

提取出最高级设备的时钟的下一级设备，需要再按照提取出来的时钟向自己的下一级设备和最高级设备发送数据，接收到该数据的下一级设备需要再按照上述在以太网设备中解决时钟同步的方法，从接收到的数据中提取出上级设备的时钟，然后，将提取出来的时钟作为自己的时钟，并向其所有下级和上级设备发送数据，直到达到全网同步。

比如，在图6所示的以太网组网中，B需要按照其自己的时钟给A、D和E发送数据。D、E再从B发送的数据中提取出B的发送时钟，然后按照提取出来的时钟再向B发送数据。C需要按照其自己的时钟给F、G发送数据。F、G再从C发送的数据中提取出C的发送时钟，然后按照提取出来的时钟再向C发送数据。

于是，在图6所示的以太网组网中，经过上述时钟传输、时钟同步的操作。整个网络中的设备A、B、C、D、E、F和G都同步到最高设备A的时钟上去了，实现了以太网全网的时钟同步。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种在以太网设备中解决时钟同步的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述在以太网设备中解决时钟同步的方法，其特征在于，所述的步骤A具体包括：

A1、所述以太网设备的光口/电口接收其它以太网设备发送的数据，通过串并转换线路向所述以太网设备的物理层设备发送数据；

A2、所述物理层设备通过时钟恢复的方法，从接收到的数据中提取出时钟。

3.根据权利要求2所述在以太网设备中解决时钟同步的方法，其特征在于，所述媒质接入控制层设备对所述物理层设备传递过来的时钟进行调整，包括：

所述媒质接入控制层设备对所述物理层设备传递过来的时钟进行频率调整和消除抖动。

4.根据权利要求3所述在以太网设备中解决时钟同步的方法，其特征在于，所述媒质接入控制层设备对所述物理层设备传递过来的时钟进行调整，还包括：

所述媒质接入控制层设备对所述物理层设备传递过来的时钟信号进行相位调整。