[发明专利]确定通信网络中的不对称性

说明书

技术领域

本发明涉及通信网络、诸如光学通信网络以及确定网络的链路之间的不对称性。

背景技术

有许多应用需要准确的频率和/或时间同步参考，以便正确地操作例如移动技术、诸如全球移动通信系统(GSM)、宽带码分多址(W-CDMA)还有将来的长期演进(LTE)。在频率同步的情况下，传统解决方案是从同步数据流中获得同步，与例如在基于时分复用(TDM)的网络的情况下一样，但网络从TDM到基于分组的技术(诸如以太网)的迁移需要不同的方法。

一个解决方案是使用基于分组的方法，其中通过发送含有时间戳信息的分组在分组网络上携载定时。这些时间戳由可以接近准确参考、诸如全球定位系统(GPS)的主控设备(master)(服务器)生成。

每个接收系统都能运行基于自适应时钟恢复方法、例如通过比较本地定时与分组的达到之间的时间来恢复定时的算法(见ITU-TG.8261)。因此，所恢复时钟的准确度受网络中可变延迟的影响，并且算法的关键要求之一是过滤出分组延迟变化。

当请求时间同步时，需要双向定时协议(例如网络时间协议(NTP)或精确时间协议(PTP))。计算从主控设备到从动设备(slave)的传递延迟。用这种方法的一个基本假设是：从主控设备到从动设备的延迟和从从动设备到主控设备的延迟应该是相等的。这意味着，网络中的任何不对称性都将大大影响所传递时间同步参考的性能。

作为示例，图1中示出的方案涉及经由PTP协议(IEEE 1588)的时间分布。类似的讨论适应于其它协议、诸如NTP。消息交换模式为：

● 主控设备向从动设备发送同步消息，并记下发送该同步消息的时间t1；

● 从动设备接收该同步消息，并记下接收时间t2。

● 主控设备通过如下方式向从动设备传递时间戳t1：

　　　　　○ 将时间戳t1嵌入在同步消息中。这需要某种硬件处理以便得到最高准确度和精度，或者

　　　　　○ 将时间戳t1嵌入在后续(Follow-Up)消息中。

● 从动设备向主控设备发送延迟请求消息，并记下发送该延迟请求消息的时间t3。

● 主控设备接收延迟请求消息，并记下接收时间t4。

● 主控设备通过将时间戳t4嵌入在延迟响应消息中向从动设备传递时间戳t4。

在这次消息交换结束时，从动设备拥有全部4个时间戳。这些时间戳可用于计算从动设备的时钟相对于主控设备的偏差以及消息在这两个时钟之间的平均传播时间，所述平均传播时间在图1中是t-ms和t-sm的平均值。从动消息将通过最小化由从动设备计算的<与主控的偏差>值同步到其主控设备。从动普通时钟与主控普通时钟或从动边界时钟与主控边界时钟之间的时间误差(<与主控的偏差>)被定义为：

<与主控的偏差>=<从时钟上的时间>-<主时钟上的时间>，其中在同一时刻测量所有时间。

具体地说，<与主控的偏差>值将由从动设备计算如下：

如果后续消息不会被接收到，则：

<与主控的偏差>=(t2-t1)-<平均路径延迟>-同步消息的校正字段。

如果后续消息会被接收到，则：

<与主控的偏差>=(t2-t1)-<平均路径延迟>-同步消息的校正字段-后续消息的校正字段，

其中同步消息的校正字段与传输网络中的支持相关(即，透明时钟添加有关穿过传输网络单元的分组的等待时间的信息)。

<平均路径延迟>的标称值被计算为：

<平均路径延迟>=[(t₂–t₁)+(t₄-t₃)]/2=[(t₂-t₃)+(t₄–t₁)]/2

该方案在对等透明时钟的情况下略微不同，其中除了等待时间之外，还在每跳都计算路径延迟，并将其包含在同步消息(或者在2步时钟情况下的后续消息)的校正字段中。

从以上描述可以看到，计算偏差和传播时间假设主控设备到从动设备的传播时间和从动设备到主控设备的传播时间是相等的。传播时间的任何不对称性都在所计算的时钟偏差值中引入误差。由于不对称性，所计算的平均传播时间不同于实际传播时间。