專利名稱：多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘系統(tǒng)及方法
多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘系統(tǒng)及方法
技未領(lǐng)域
本發(fā)明涉及光同步傳輸領(lǐng)域，尤其涉及用于多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的進步和市場需求的推動，光同步傳輸單元設(shè)備(終端復(fù)用設(shè)備TM、分插復(fù)用 設(shè)備ADM和交叉連接設(shè)備DXC)的容量不斷提高。另一方面，從技術(shù)、成本、投資及升級 策略以及可靠性等因素考慮，更大容量的光同步傳輸設(shè)備將采取多個傳輸子單元集成的方式 實現(xiàn)。作為同步傳輸設(shè)備，必然要求它的多個子單元同步于一個統(tǒng)一的時鐘信號，而且為了 保證這樣的大容量系統(tǒng)的可靠性和抗毀性，要求提供安全可靠的時鐘信號產(chǎn)生、傳遞機制。
美國專禾U US5682408 (Method of transmitting sync clock and sync data between shelves of a synchronous digital hierarchy system,權(quán)禾(J人Fujitsu Limited)提出了一禾中在主機架(main shelf) 和一個或多個從機架(slave shelf or shelves)間傳遞同步時鐘和時鐘狀態(tài)信息、并從中選擇設(shè)備 時鐘的方法，其時鐘和時鐘狀態(tài)信息先在從機架上進行選擇，然后通過公共總線方式傳遞到 主機架時鐘選擇中心，再與直接接入主機架的時鐘綜合比較，從中選擇出一路最優(yōu)的時鐘作 為設(shè)備時鐘，并下發(fā)給其他從機架作為設(shè)備工作時鐘。
美國專利US6163551 (Network element for use in synchronous digital communications system and central clock generator,權(quán)利人Alcatel)提出了一種組成SDH傳輸節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)單元(NE) 和中心時鐘產(chǎn)生單元(SASE)以避免時鐘環(huán)路(clockloops)的產(chǎn)生。該節(jié)點包括多個NE， 每個NE從其部分線路信號中提取時鐘信號，變?yōu)榘瑫r鐘質(zhì)量信息的2Mb/s信號傳遞到 SASE， SASE根據(jù)各個2Mb/s時鐘的質(zhì)量信息選擇最優(yōu)時鐘(2MHz)輸出給各個NE作為基 準參考時鐘，從而實現(xiàn)多NE間的同步，并通過SASE將所選擇時鐘的狀態(tài)信息上報節(jié)點控 制單元(STE) ， STE再將相關(guān)狀態(tài)信息下發(fā)給各NE插入到線路信號中發(fā)往下游節(jié)點，以避 ;免時鐘環(huán)路的產(chǎn)生。
以上相關(guān)專利均涉及到了多單元間時鐘同步的解決方案，但可以看出，它們的時鐘同步
系統(tǒng)可靠性和抗毀性是十分脆弱的， 一旦時鐘處理中心或傳遞通道發(fā)生故障，則整個設(shè)備或
部分子單元將失去基準時鐘源，設(shè)備性能將難以保證。對于由多個單元組成的更大容量光同 步傳輸設(shè)備，其往往處于網(wǎng)絡(luò)的核心，必須采取有效措施保證可靠性和抗毀性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決一個技術(shù)問題是提供一種多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘系統(tǒng)，以提 高多單元大容量傳輸設(shè)備的可靠性和抗毀性，滿足實際應(yīng)用的要求。
本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘方法， 以提高多單元大容量傳輸設(shè)備時鐘系統(tǒng)的可靠性和抗毀性。
為解決上述第一個技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時 鐘系統(tǒng)，包括一全局同步時鐘子系統(tǒng)和與其相連的各本地同步時鐘子系統(tǒng)，各本地同步時鐘 子系統(tǒng)又各自連接一傳輸子單元，其特征在于全局同步時鐘子系統(tǒng)包括至少兩個相同的全 局同步時鐘單元，每個全局同步時鐘單元間通過信息通道相連；每個本地同步時鐘子系統(tǒng)包 括至少兩個相同的本地同步時鐘單元，同一本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元間 通過信息通道相連；每個全局同步時鐘單元與每個本地同步時鐘單元分別通過獨立的通道連 接。
各傳輸子單元將至少兩路時鐘信號及相應(yīng)的時鐘狀態(tài)信息，傳給與其相連的本地同步時 鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元，每個本地同步時鐘單元從中選擇一路最優(yōu)時鐘再生為符 合要求的時鐘信號，連同本地同步時鐘單元生成的包含其屬性信息在內(nèi)的狀態(tài)和控制信息， 傳給全局同步時鐘子系統(tǒng)上的各全局同步時鐘單元。
全局同步時鐘子系統(tǒng)上的各全局同步時鐘單元，從各本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同 步時鐘單元和/或?qū)Ｓ脮r鐘通道，獲得至少兩路時鐘信號及相應(yīng)的時鐘狀態(tài)和控制信息，從中 選擇一路最優(yōu)時鐘再生為符合要求的全局時鐘信號，連同全局同步時鐘單元生成的包含其屬 性信息在內(nèi)的狀態(tài)和控制信息，回傳給各本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元。
各本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元，從全局同步時鐘子系統(tǒng)上的各全局同 步時鐘單元獲得至少兩路全局時鐘信號及相應(yīng)的時鐘狀態(tài)和控制信息，從中選擇一路最優(yōu)時 鐘再生為符合要求的時鐘信號，送往與其相連的傳輸子單元的工作單元。
各傳輸子單元的工作單元從與其相連的本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元傳
來的時鐘信號中，選擇一路最優(yōu)時鐘作為設(shè)備的工作時鐘。 所述各本地同步時鐘系統(tǒng)位于與其相連的傳輸子單元上。
所述全局同步時鐘系統(tǒng)與該多單元傳輸設(shè)備的某部分功能單元集成為一個設(shè)備。
所述每個本地同步時鐘單元包括時鐘選擇再生單元，以及與該時鐘選擇再生單元相連 的兩個以上時鐘狀態(tài)/控制信號接口、兩個以上時鐘輸入接口、兩個以上時鐘輸出接口、至少 一個本地同步時鐘單元問信息接口；時鐘選擇再生單元對從時鐘輸入接口或時鐘狀態(tài)/控制信 號接口獲得的相關(guān)狀態(tài)和控制信息進行處理，根據(jù)處理結(jié)果選擇一路最優(yōu)時鐘再生為符合要 求的時鐘信號；同一個本地同步時鐘子系統(tǒng)內(nèi)的每個本地同步時鐘單元間分別通過信息接口 傳遞狀態(tài)和控制信息。
所述時鐘選擇再生單元包括 一個分別與所述時鐘狀態(tài)/控制信號接口和本地同步時鐘單 元間信息接口相連的控制單元， 一個分別與該控制單元和所述時鐘輸入接口相連的時鐘選擇 單元， 一個分別與該時鐘選擇單元和所述時鐘輸出接口相連的再生單元；控制單元處理相關(guān) 狀態(tài)和控制信息，選擇單元根據(jù)處理結(jié)果選擇一路最優(yōu)時鐘做基準，經(jīng)再生單元生成符合要 求的時鐘信號。
所述時鐘選擇再生單元還包括分別與所述控制單元和時鐘輸入接口相連的第二個時鐘 選擇單元，和分別與所述時鐘輸出接口和該第二個時鐘選擇單元相連的第二個再生單元；該 第二個時鐘選擇單元和第二個再生單元與所述控制單元一起組成第二套時鐘選擇再生單元。
全局同步時鐘單元和本地同步時鐘單元是相同的物理設(shè)備。
為解決上述第二個技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案一種多單元大容量傳輸設(shè)備的同 歩時鐘方法，包括步驟
(1) 各傳輸子單元將至少兩路時鐘信號及相應(yīng)的時鐘狀態(tài)信息，傳給與其相連的本地同 步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元，每個本地同步時鐘單元從中選擇一路最優(yōu)時鐘再生 為符合要求的時鐘信號，連同本地同步時鐘單元生成的包含其屬性信息在內(nèi)的狀態(tài)和控制信 息，傳給全局同步時鐘子系統(tǒng)上的各全局同步時鐘單元；
(2) 全局同步時鐘子系統(tǒng)上的各全局同步時鐘單元，從各本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本 地同步時鐘單元和/或?qū)Ｓ脮r鐘通道，獲得至少兩路時鐘信號及相應(yīng)的時鐘狀態(tài)和控制信息， 從中選擇一路最優(yōu)時鐘再生為符合要求的全局時鐘信號，連同全局同步時鐘單元生成的包含 其屬性信息在內(nèi)的狀態(tài)和控制信息，回傳給各本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元;
(3) 各本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元，從全局同步時鐘子系統(tǒng)上的全局
同步時鐘單元獲得至少兩路全局時鐘信號及相應(yīng)的時鐘狀態(tài)和控制信息，從中選擇一路最優(yōu)
時鐘再生為符合要求的時鐘信號，送往與其相連的傳輸子單元的工作單元；
(4)各傳輸子單元的工作單元從與其相連的本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單 元傳來的時鐘信號中，選擇一路最優(yōu)時鐘作為設(shè)備的工作時鐘。 其中，所述步驟(1)具體為
(11) 各傳輸子單元從接入的線路信號中提取時鐘信號和時鐘狀態(tài)信息，連同專用時鐘 通道接入的時鐘信號和時鐘狀態(tài)信息， 一并送入與其相連的本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地
同步時鐘單元；
(12) 所述每個本地同步時鐘單元的時鐘選擇再生單元，根據(jù)相關(guān)狀態(tài)和控制信息，從
接入的多路時鐘中選擇一路最優(yōu)時鐘作為基準，再生為符合要求的時鐘信號送給全局同步時
鐘子系統(tǒng)上的各全局同步時鐘單元；
(13) 同一本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元之間傳遞狀態(tài)和控制信息，確 定各自的屬性，并將包括該屬性信息在內(nèi)的本地同步時鐘單元生成的相關(guān)狀態(tài)和控制信息送 往全局同步時鐘子系統(tǒng)上的各全局同步時鐘單元。
所述步驟(12)具體為
(121 )所述每個本地同步時鐘單元的控制單元，對獲得的相關(guān)狀態(tài)和控制信息進行處理， 生成控制信號；
(122) 同一本地同步時鐘單元的選擇單元，根據(jù)所述控制信號選擇一路最優(yōu)時鐘做基準；
(123) 同一本地同步時鐘單元的再生單元，將選擇單元選擇的最優(yōu)時鐘再生為符合要求 的時鐘信號，傳送給全局同步時鐘子系統(tǒng)上的各全局同步時鐘單元。
所述步驟(2)具體為
(21) 全局同步時鐘子系統(tǒng)上的各全局同步時鐘單元，從各本地同歩時鐘子系統(tǒng)的每個 本地同步時鐘單元和/或?qū)Ｓ脮r鐘通道，獲得至少兩路時鐘信號及相應(yīng)的時鐘狀態(tài)和控制信 息；
(22) 所述各全局同步時鐘單元的時鐘選擇再生單元，對獲得的相關(guān)狀態(tài)和控制信息進 行處理，根據(jù)處理結(jié)果選擇一路最優(yōu)時鐘作為基準，再生為符合要求的全局時鐘信號；
(23) 各全局同步時鐘單元之間傳遞狀態(tài)和控制信息，確定各自的屬性，并將包括該屬 性信息在內(nèi)的全局同步時鐘單元生成的相關(guān)狀態(tài)和控制信息，連同全局同步時鐘單元選擇再 生的全局時鐘信號， 一并回送給各本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元。
所述步驟(2)還包括步驟
(24)各全局同步時鐘單元將選擇再生的全局時鐘信號，傳給全局同步時鐘子系統(tǒng)所在 設(shè)備，供選擇作為設(shè)備工作時鐘。 其中，所述步驟(22)具體為
(221) 所述各全局同步時鐘單元的控制單元，對獲得的相關(guān)狀態(tài)和控制信息進行處理， 生成控制信號。
(222) 同一全局同步時鐘單元的選擇單元，根據(jù)所述控制信號選擇一路最優(yōu)時鐘做為基
準；
(223) 同一全局同步時鐘單元的再生單元，將選擇單元選擇的最優(yōu)時鐘再生為符合要求 的全局時鐘信號。
所述步驟(3)具體為-
(31) 每個本地同步時鐘單元中的第二個時鐘選擇單元，根據(jù)相關(guān)狀態(tài)及控制信息，從 各全局同步時鐘單元回傳的全局時鐘信號中，選擇一路最優(yōu)時鐘作為基準；
(32) 同一本地同步時鐘單元中的第二個再生單元，根據(jù)所述第二個選擇單元所選擇的 最優(yōu)時鐘，再生為符合要求的時鐘信號，并送往與該本地同步時鐘單元所在的本地同步時鐘 子系統(tǒng)相連的傳輸子單元的工作單元。
通過在全局同步時鐘子系統(tǒng)和本地同步時鐘子系統(tǒng)分別備份多個同歩時鐘單元，各全局 同步時鐘單元與各本地同步時鐘單元間分別建立獨立的連接通道，各全局同步時鐘單元間和 各本地同步時鐘單元間又分別通過信息通道相聯(lián)絡(luò)，加上相應(yīng)的控制處理方法，使得整個多 單元大容量傳輸設(shè)備不至于因某個同步時鐘單元或某條時鐘線路受損而影響時鐘的傳遞，極 大地提高了多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘系統(tǒng)的可靠性和抗毀性，滿足實際應(yīng)用的要求。


圖1A是本發(fā)明所述的多單元大容量傳輸設(shè)備示意圖； 圖1B是一種主從機架間同步時鐘傳遞、選擇示意圖； 圖1C是一種具有多網(wǎng)元的節(jié)點同步時鐘傳遞、選擇示意圖； 圖1D是本發(fā)明所述的多單元大容量傳輸設(shè)備同步時鐘系統(tǒng)示意圖； 圖2是本發(fā)明所述的本地同步時鐘單元(LCU)或全局同步時鐘單元(GCU)的一個具 體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明所述的包含本地同步時鐘子系統(tǒng)(LCS)的傳輸子單元的一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明所述的包含全局同步時鐘子系統(tǒng)(GCS)的交叉連接單元的一個具體實施 例的結(jié)構(gòu)示意圖5是本發(fā)明所述的同步時鐘系統(tǒng)的一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細的說明。
本發(fā)明提出一種多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘系統(tǒng)和相關(guān)方法，目的在于提高此類 設(shè)備的可靠性和抗毀性，滿足實際應(yīng)用的要求。
本發(fā)明所述的同步時鐘系統(tǒng)包括一全局同步時鐘子系統(tǒng)和與其相連的各本地同步時鐘 子系統(tǒng)，各本地同步時鐘子系統(tǒng)又各自連接一傳輸子單元，本實施例中，所述的本地同步時 鐘子系統(tǒng)(LCS)位于各傳輸子單元上；LCS和GCS可以是獨立的設(shè)備，也可以與該多單元 傳輸設(shè)備的某部分功能單元，如交叉連接單元，集成為一個設(shè)備。
其中每個LCS包括至少兩個相同的獨立本地時鐘單元(LCU) ， GCS也包括至少兩個 相同的獨立全局時鐘單元(GCU)。每個GCU與每個LCU均通過獨立的通道連接，包括一 條或多條時鐘線、 一條或多條狀態(tài)/控制信號線。每個GCU間建立信息連接通道，同一個LCS 上的每個LCU間也建立信息連接通道。
所述每個本地同步時鐘單元包括每個GCU和LCU均具有兩個以上的時鐘輸入接口和 兩個以上的時鐘輸出接口、兩個以上的狀態(tài)/控制信號接口、至少一個GCU間或LCU間信息 接口、時鐘選擇再生單元；其中，所述時鐘選擇再生單元包括 一個分別與所述時鐘狀態(tài)/控
制信號接口和本地同步時鐘單元間信息接口相連的控制單元， 一個分別與該控制單元和所述 時鐘輸入接口相連的時鐘選擇單元， 一個分別與該時鐘選擇單元和所述時鐘輸出接口相連的
再生單元。
所述時鐘選擇再生單元還包括分別與所述控制單元和時鐘輸入接口相連的第二個時鐘 選擇單元，和分別與所述時鐘輸出接口和該第二個時鐘選擇單元相連的第二個再生單元；該 第二個時鐘選擇單元和第二個再生單元與所述控制單元一起組成第二套時鐘選擇再生單元。
每個GCU和LCU都能根據(jù)信號質(zhì)量或強制命令從兩個以上的線路信號或?qū)Ｓ脮r鐘信號 中選擇輸出所需要的時鐘信號，該時鐘信號可以是多路多速率信號。GCU和LCU可以是相 同的物理設(shè)備，也可以是不同的物理設(shè)備。
圖1A是本發(fā)明所述的多單元大容量傳輸設(shè)備示意圖，多個最大容量為C的同步傳輸子 單元101通過光或者電連接線路103與擴展互連中心102相連，形成容量為nC的同步傳輸 設(shè)備，n為互連101的數(shù)量。通常，101上主要功能單元為接入業(yè)務(wù)的線路板，102上的主要 功能單元為大規(guī)模的交叉連接矩陣。
圖1B和圖1C介紹了兩種現(xiàn)有的多機架或多網(wǎng)元節(jié)點內(nèi)同步時鐘選擇、傳遞的方法和 裝置。圖1B所示方法公開在文獻"Method of transmitting sync clock and sync data between shelves of a synchronous digital hierarchy system(美國專禾U US5682408,權(quán)禾ll人Fujitsu Limited)" 中，圖1C所不裝置公開在文獻"Network element for use in synchronous digital communications system and central clock generator (美國專利US6163551 ，權(quán)利人Alcatel)，，中。如前所述， 現(xiàn)有的這兩種方法可靠性和抗毀性十分脆弱，不足以滿足多單元大容量傳輸設(shè)備的實際應(yīng)用 要求。
圖1D所示為本發(fā)明所述的多單元大容量傳輸設(shè)備同步時鐘系統(tǒng)的示意圖。該同步時鐘 系統(tǒng)由GCS和LCS兩級子系統(tǒng)組成，GCS位于擴展互連中心102上，也可以獨立于102外
(圖1D中未畫出)，LCS位于同步傳輸子單元101上。GCS包括至少兩個相同的獨立時鐘 單元(GCU)，每個LCS包括至少兩個相同的獨立時鐘單元(LCU)。每個GCU與每個LCU 通過一條或多條時鐘線110、 一條或多條時鐘狀態(tài)和控制信息線120建立雙向連接(為簡化 起見，圖中110和120均表示為一條雙向線)，每個GCU間有一條或多條信息聯(lián)絡(luò)通道130， 每個LCS內(nèi)的LCU間有一條或多條信息聯(lián)絡(luò)通道140。本發(fā)明所述的同歩時鐘系統(tǒng)通過時鐘 單元和連接線路的冗余備份，加上相應(yīng)的控制處理方法，極大地提高了同步時鐘系統(tǒng)的可靠 性和抗毀性，后面的實施例將加以詳細介紹。
如前所述，LCU和GCU可以是同一種物理設(shè)備，也可以是不同的物理設(shè)備。圖2所示 為LCU與GCU為同一種物理設(shè)備時的一個具體實施例(以下只稱LCU) 。 LCU包括控制單 元210、時鐘選擇單元220、 221和時鐘再生單元230、 231， LCU還擁有ml (ml>=2)個時 鐘輸入口 CKI、 m2 (m2>=2)個時鐘輸出口 CKO、 k (k>=2)個狀態(tài)和控制信息接口 SCI、 j
(j>=l)個LCU間的信息聯(lián)絡(luò)接口INI。 LCU從各CKI接入多路時鐘240，控制單元210根
據(jù)各時鐘信號自帶的狀態(tài)信息(如SSM)或從SCI獲得的時鐘狀態(tài)和控制信息250，或從上
層管理單元(圖中未畫出接口)獲得的強制命令，生成控制信號300，控制時鐘選擇單元220
選擇一路最優(yōu)時鐘260，送到時鐘再生單元230處理成符合要求的輸出時鐘信號270，如8kHz、
2Mb/s、 2MHz以及其他速率的時鐘信號，經(jīng)CKO送出。LCU間通過INI交換有關(guān)信息280， 從而決定各自的屬性，并形成相應(yīng)信息290，通過SCI發(fā)送出去。另外，LCU還具有210、 221和231組成的另一套時鐘選擇再生單元，接收GCU回傳的時鐘信號241，選擇最優(yōu)一路 261，再生為271供LCU所在傳輸子單元作為同步時鐘源，作為GCU使用時，這套單元不使 用。
圖3所示是本發(fā)明所述傳輸子單元101的一個具體實施例，它包含若干線路板單元310、 外部時鐘導(dǎo)入導(dǎo)出單元320、擴展互連單元330和本地同步時鐘子系統(tǒng)(LCS)。線路板單元 310負責收發(fā)業(yè)務(wù)信號，并從輸入的業(yè)務(wù)信號中提取時鐘311送給LCU， LCU接收GCU回 傳的時鐘信號選擇再生后送給310作為工作時鐘312; 320負責導(dǎo)入外部時鐘信號321送給 LCU，并把LCU選擇再生的時鐘信號導(dǎo)出給外部設(shè)備作為時鐘源322; 330負責傳輸子單元 與擴展互連中心102間所有信號的互連，從而實現(xiàn)多單元大容量傳輸設(shè)備。
圖4是本發(fā)明所述擴展互連中心102的一個具體實施例。它包含大規(guī)模交叉連接矩陣410、 若干互連接入單元420、外部時鐘導(dǎo)入導(dǎo)出單元430以及全局同步時鐘子系統(tǒng)(GCS)。擴 展互連中心通過420接入/輸出自/至傳輸子單元來的信號；410完成所有傳輸子單元業(yè)務(wù)信 號的交叉連接；430負責導(dǎo)入外部時鐘信號431送給GCU，并把GCU選擇再生的時鐘信號 432導(dǎo)出給外部設(shè)備；GCU負責選擇再生時鐘信號411，供給410，并通過420回送給各傳輸 子單元IOI。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的原理提出的一個同步時鐘系統(tǒng)的說明性實施例。該實施例中，同步
時鐘系統(tǒng)由一個GCS和4個LCS組成。GCS位于擴展互連中心102內(nèi)，由兩個獨立的GCU
組成(GCU-A和GCU-B) ， 102還包括410、 420和430等功能單元(如圖4所示，圖5中
省略)。4個LCS分別位于4個傳輸子單元101-X (X=l~4)內(nèi)，由兩個獨立的LCU組成
(LCU-X-A和LCU-X-B， X=l~4，為LCS的編號)，101還包括310、 320和330等功能單
元(如圖3所示，圖5中省略)。每個GCU與每個LCU通過一組時鐘信號線110、 一組時
鐘狀態(tài)和控制信息線120建立雙向連接，兩個GCU間有一組信息聯(lián)絡(luò)線130、每個LCS內(nèi)
的兩個LCU間有一組信息聯(lián)絡(luò)線140。為簡化起見，圖5中省略了業(yè)務(wù)連線和其他狀態(tài)和控
制信息連線，101-3、 4與102的連接關(guān)系與101-1、 2與102的連接關(guān)系相同，圖5中進行了
簡化處理。本實施例中GCU與LCU為相同的物理設(shè)備。
結(jié)合圖5所示，根據(jù)本發(fā)明原理的一個說明性實施方法包括以下步驟 1、 各傳輸子單元將至少兩路時鐘信號及相應(yīng)的時鐘狀態(tài)信息，傳給與其相連的本地同步 時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元，每個本地同步時鐘單元從中選擇一路最優(yōu)時鐘再生為 符合要求的時鐘信號，連同本地同步時鐘單元生成的包含其屬性信息在內(nèi)的狀態(tài)和控制信息， 傳給全局同步時鐘子系統(tǒng)上的各全局同步時鐘單元。
具體地說，各傳輸子單元從接入的線路信號中提取時鐘信號和時鐘狀態(tài)信息，連同專用 時鐘通道接入的時鐘信號和時鐘狀態(tài)信息一并送入該傳輸子單元各LCU，各LCU的控制單 元處理相關(guān)狀態(tài)和控制信息，時鐘選擇再生單元，根據(jù)相關(guān)狀態(tài)和控制信息，從接入的多路 時鐘中選擇一路最優(yōu)時鐘作為基準，再生為符合要求的時鐘信號送給全局同步時鐘子系統(tǒng)上 的各全局同步時鐘單元。進一步地，選擇單元根據(jù)處理結(jié)果選擇一路最優(yōu)時鐘做為基準，經(jīng) 再生單元生成符合要求的時鐘信號送給GCS上的各GCU。該傳輸子單元上的各LCU間通過 信息接口傳遞狀態(tài)和控制信息，以確定該子單元上各LCU的屬性，然后將包括該屬性信息在 內(nèi)的LCU生成的相關(guān)狀態(tài)和控制信息送往GCS上的各GCU。
如圖5所示，各個傳輸子單元101上的線路板310從業(yè)務(wù)信號中提取時鐘信號及其狀態(tài) 信息(如SSM信息)連同320導(dǎo)入的外部專用時鐘及其狀態(tài)信息送往LCU;各LCU的控制 單元210處理相關(guān)狀態(tài)信息和控制信息，選擇單元220根據(jù)處理結(jié)果選擇一路最優(yōu)時鐘作為 基準，經(jīng)再生單元230生成符合要求的時鐘信號送給GCS上的GCU-A和GCU-B。同一 101 上的兩個LCU間通過信息聯(lián)絡(luò)線140傳遞LCU的狀態(tài)和控制信息，以確定各自的屬性(如 主用或備用狀態(tài))，然后將包括該屬性信息在內(nèi)的LCU生成的狀態(tài)和控制信息送往GCS上 的兩個GCU。
2、 全局同步時鐘子系統(tǒng)上的各全局同步時鐘單元，從各本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地 同步時鐘單元和/或?qū)Ｓ脮r鐘通道，獲得至少兩路時鐘信號及相應(yīng)的時鐘狀態(tài)和控制信息，經(jīng)
時鐘選擇再生單元進行處理，根據(jù)處理結(jié)果選擇一路最優(yōu)時鐘作為基準，再生為符合要求的
全局時鐘信號，連同全局同步時鐘單元生成的包含其屬性信息在內(nèi)的狀態(tài)和控制信息，回傳
給各本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元。
具體地說，由控制單元處理相關(guān)狀態(tài)和控制信息，選擇單元根據(jù)處理結(jié)果選擇一路最優(yōu)
時鐘做為基準，經(jīng)再生單元生成符合要求的全局時鐘信號。同時，各GCU間通過信息接口傳
遞狀態(tài)和控制信息，以確定GCS上各GCU的屬性。包括該屬性信息在內(nèi)的GCU生成的相
關(guān)狀態(tài)和控制信息，連同GCU選擇再生的時鐘信號一并回送給各傳輸子單元的LCU。
如果GCS與該多單元傳輸設(shè)備的某部分功能單元集成為一個設(shè)備，則該部分功能單元將 根據(jù)各GCU的屬性和時鐘質(zhì)量，選擇一路最優(yōu)時鐘作為設(shè)備工作時鐘，以保證與各傳輸子單 元同步。
如圖5所示，GCS上的兩個GCU從4個傳輸子單元101的LCU、以及擴展互連中心102 的外部時鐘導(dǎo)入導(dǎo)出單元430獲得多路時鐘信號及相應(yīng)的時鐘狀態(tài)和控制信息，經(jīng)控制單元 210處理相關(guān)狀態(tài)和控制信息，選擇單元220根據(jù)處理結(jié)果選擇一路最優(yōu)時鐘做為基準，經(jīng) 再生單元230生成符合要求的全局時鐘信號。同時，GCU-A與GCU-B間通過信息聯(lián)絡(luò)線140 傳遞它們自己的狀態(tài)和控制信息，以確定各自屬性(如主用或備用狀態(tài))。包括該屬性信息 在內(nèi)的GCU生成的相關(guān)狀態(tài)和控制信息，以及GCU選擇再生的時鐘信號，分別通過時鐘狀 態(tài)和控制信息線120和時鐘信號線110回送給各傳輸子單元的LCU。同時兩個GCU輸出的 時鐘信號及其屬性信息也發(fā)送給102內(nèi)部的交叉連接矩陣410和時鐘導(dǎo)入導(dǎo)出單元420， 410 和420根據(jù)屬性信息選擇一個GCU的同步時鐘信號作為時鐘源，供交叉單元使用和導(dǎo)出給外 部其他設(shè)備。
3、各本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元，從全局同步時鐘子系統(tǒng)上的全局同 步時鐘單元獲得至少兩路全局時鐘信號及相應(yīng)的時鐘狀態(tài)和控制信息，從中選擇一路最優(yōu)時 鐘再生為符合要求的時鐘信號，送往與其相連的傳輸子單元的工作單元，本實施例中即為送 往所在傳輸子單元的其他工作單元，這些工作單元將根據(jù)本傳輸子單元上各LCU的屬性和時 鐘質(zhì)量，選擇一路最優(yōu)時鐘作為設(shè)備工作時鐘。
具體地講，是由每個本地同步時鐘單元中的第二個時鐘選擇單元，根據(jù)相關(guān)狀態(tài)及控制 信息，從各全局同步時鐘單元回傳的全局時鐘信號中，選擇一路最優(yōu)時鐘作為基準；同一本 地同步時鐘單元中的第二個再生單元，根據(jù)所述第二個選擇單元所選擇的最優(yōu)時鐘，再生為 符合要求的時鐘信號，并送往與該本地同步時鐘單元所在的本地同步時鐘子系統(tǒng)相連的傳輸 子單元的工作單元。
參看圖5所示，各LCU收到兩個GCU傳來的時鐘信號，控制單元210同樣根據(jù)其屬性
信息，由選擇單元220選擇同樣的一路GCU輸出時鐘作為基準，經(jīng)再生單元230再生為符合
要求的時鐘信號，送往所在傳輸子單元101上的線路板單元310和時鐘導(dǎo)入導(dǎo)出單元320，
這些工作單元將根據(jù)本傳輸子單元上兩個LCU的屬性(如主用或備用狀態(tài))和時鐘質(zhì)量，選
擇一路最優(yōu)時鐘作為本單元的工作時鐘和導(dǎo)出時鐘。
4、各傳輸子單元的工作單元從與其相連的本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元 傳來的時鐘信號中，選擇一路最優(yōu)時鐘作為設(shè)備的工作時鐘。
當確定某個LCS中的某個LCU逸擇接入的時鐘質(zhì)量惡化或中斷后，該LCU將在接入的 其他時鐘范圍內(nèi)根據(jù)狀態(tài)和控制信息重新選擇輸出給GCU， GCU也將根據(jù)新的狀態(tài)和控制 信息判斷是否重新選擇輸出新的全局時鐘信號。如圖5所示，當某個LCU，如LCU-1-A，選 擇接入的時鐘(來自310或320)質(zhì)量惡化或中斷，LCU-1-A將在接入的其他時鐘范圍內(nèi)根 據(jù)狀態(tài)和控制信息重新選擇輸出給兩個GCU,然后重復(fù)步驟2和3。
當確定某個LCS中的某個LCU到某個GCU的時鐘傳遞質(zhì)量下降或中斷，則該GCU必 將根據(jù)狀態(tài)和控制信息選擇同一 LCS上的另外LCU傳遞的時鐘，并要求該兩個LCU更新屬 性。如圖5所示，當某條LCU發(fā)往GCU的時鐘信號線，如LCU-1-A到GCU-A的時鐘信號 線110-1-L-G (110-1包括兩個方向的信號線，110-l-L-G表示從LCU到GCU方向的信號線， 110-l-G-L表示從GCU到LCU方向的信號線，圖5中為簡化起見統(tǒng)一為110-1，其他時鐘信 號線表示方法與此相同)，傳遞質(zhì)量下降或中斷，且同一傳輸子單元上的另一 LCU，即 LCU-1-B，至lj GCU-A的時鐘信號線U0-3-L-G正常，貝U GCU-A和GCU-B將切換輸入至 LCU-1-B，并要求該兩個LCU更新屬性(如主用和備用狀態(tài))。
當確定某個GCS中的某個GCU到LCU的時鐘傳遞質(zhì)量下降或中斷，則該LCU必將切 換輸入至另一 GCU的輸入全局時鐘，并要求該兩個GCU更新屬性。如圖5所示，當某條 GCU到LCU的時鐘信號線，如GCU-A到LCU-1-A的時鐘信號線llO-l-G-L，傳遞質(zhì)量下降 或中斷，且另一 GCU，即GCU-B，到LCU-1-A的時鐘信號線110-2-G-L正常，則LCU將切 換輸入至GCU-B的輸入全局時鐘，并要求該兩個GCU更新屬性。
如果存在多個不同LCS中的LCU要求GCU更新屬性，則GCU將根據(jù)各LCU的需求信
息和控制命令來確定是否進行屬性更新。
如果存在GCU到LCU的時鐘信號線，如GCU-A到LCU-1-A的時鐘信號線110-1-G-L傳
遞質(zhì)量下降中斷，且另一GCU，艮卩GCU-B，到LCU-1-A的時鐘信號線110-2-G-L正常；同
時，GCU-B到LCU-2-A的時鐘信號線110-5-G-L傳遞質(zhì)量下降中斷，且另一 GCU,即GCU-A，
到LCU-2-A的時鐘信號線110-7-G-L正常；這時，GCU-A和GCU-B應(yīng)該根據(jù)各LCU的需
求信息和控制命令來確定是否進行屬性更新。
如果要求強制切換所選擇的時鐘源，則相關(guān)的LCU和GCU要按要求進行時鐘選擇的切換，屬性不用更新。
本發(fā)明所述的同步時鐘系統(tǒng)及方法，通過在兩級時鐘體系中建立時鐘單元和連接通道的 冗余備份機制，使多單元大容量光同步傳輸設(shè)備的同步時鐘系統(tǒng)具備較強的可靠性和抗毀性， 解決了此類設(shè)備在實際應(yīng)用中的一個關(guān)鍵問題。
權(quán)利要求
1. 一種多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘系統(tǒng)，包括一全局同步時鐘子系統(tǒng)和與其相連的各本地同步時鐘子系統(tǒng)，各本地同步時鐘子系統(tǒng)又各自連接一傳輸子單元，其特征在于全局同步時鐘子系統(tǒng)包括至少兩個相同的全局同步時鐘單元，每個全局同步時鐘單元間通過信息通道相連；每個本地同步時鐘子系統(tǒng)包括至少兩個相同的本地同步時鐘單元，同一本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元間通過信息通道相連；每個全局同步時鐘單元與每個本地同步時鐘單元分別通過獨立的通道連接；各傳輸子單元將至少兩路時鐘信號及相應(yīng)的時鐘狀態(tài)信息，傳給與其相連的本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元，每個本地同步時鐘單元從中選擇一路最優(yōu)時鐘再生為符合要求的時鐘信號，連同本地同步時鐘單元生成的包含其屬性信息在內(nèi)的狀態(tài)和控制信息，傳給全局同步時鐘子系統(tǒng)上的各全局同步時鐘單元；全局同步時鐘子系統(tǒng)上的各全局同步時鐘單元，從各本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元和/或?qū)Ｓ脮r鐘通道，獲得至少兩路時鐘信號及相應(yīng)的時鐘狀態(tài)和控制信息，從中選擇一路最優(yōu)時鐘再生為符合要求的全局時鐘信號，連同全局同步時鐘單元生成的包含其屬性信息在內(nèi)的狀態(tài)和控制信息，回傳給各本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元；各本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元，從全局同步時鐘子系統(tǒng)上的各全局同步時鐘單元獲得至少兩路全局時鐘信號及相應(yīng)的時鐘狀態(tài)和控制信息，從中選擇一路最優(yōu)時鐘再生為符合要求的時鐘信號，送往與其相連的傳輸子單元的工作單元；各傳輸子單元的工作單元從與其相連的本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元傳來的時鐘信號中，選擇一路最優(yōu)時鐘作為設(shè)備的工作時鐘。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘系統(tǒng)，其特征在于所述各 本地同步時鐘系統(tǒng)位于與其相連的傳輸子單元上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘系統(tǒng)，其特征在于所 述全局同步時鐘系統(tǒng)與該多單元傳輸設(shè)備的某部分功能單元集成為一個設(shè)備。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘系統(tǒng)，其特征在于所述每個本地同步時鐘單元包括時鐘選擇再生單元，以及與該時鐘選擇再生單元相連的兩個以上 時鐘狀態(tài)/控制信號接口、兩個以上時鐘輸入接口、兩個以上時鐘輸出接口、至少一個本地同 步時鐘單元間信息接口； 時鐘選擇再生單元對從時鐘輸入接口或時鐘狀態(tài)/控制信號接口獲得的相關(guān)狀態(tài)和控制信 息進行處理，根據(jù)處理結(jié)果選擇一路最優(yōu)時鐘再生為符合要求的時鐘信號；同一個本地同步 時鐘子系統(tǒng)內(nèi)的每個本地同步時鐘單元間分別通過信息接口傳遞狀態(tài)和控制信息。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘系統(tǒng)，其特征在于所述時 鐘選擇再生單元包括 一個分別與所述時鐘狀態(tài)/控制信號接口和本地同步時鐘單元間信息接 口相連的控制單元， 一個分別與該控制單元和所述時鐘輸入接口相連的時鐘選擇單元， 一個 分別與該時鐘選擇單元和所述時鐘輸出接口相連的再生單元；控制單元處理相關(guān)狀態(tài)和控制信息，選擇單元根據(jù)處理結(jié)果選擇一路最優(yōu)時鐘做基準， 經(jīng)再生單元生成符合要求的時鐘信號。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘系統(tǒng)，其特征在于所述時 鐘選擇再生單元還包括分別與所述控制單元和時鐘輸入接口相連的第二個時鐘選擇單元， 和分別與所述時鐘輸出接口和該第二個時鐘選擇單元相連的第二個再生單元；該第二個時鐘選擇單元和第二個再生單元與所述控制單元一起組成第二套時鐘選擇再生 單元。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘系統(tǒng)，其特征在于全局同 步時鐘單元和本地同步時鐘單元是相同的物理設(shè)備。
8、 一種多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘方法，其特征在于包括步驟(1) 各傳輸子單元將至少兩路時鐘信號及相應(yīng)的時鐘狀態(tài)信息，傳給與其相連的本地同 步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元，每個本地同步時鐘單元從中選擇一路最優(yōu)時鐘再生 為符合要求的時鐘信號，連同本地同步時鐘單元生成的包含其屬性信息在內(nèi)的狀態(tài)和控制信 息，傳給全局同步時鐘子系統(tǒng)上的各全局同步時鐘單元；(2) 全局同步時鐘子系統(tǒng)上的各全局同步時鐘單元，從各本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本 地同步時鐘單元和/或?qū)Ｓ脮r鐘通道，獲得至少兩路時鐘信號及相應(yīng)的時鐘狀態(tài)和控制信息， 從中選擇一路最優(yōu)時鐘再生為符合要求的全局時鐘信號，連同全局同步時鐘單元生成的包含 其屬性信息在內(nèi)的狀態(tài)和控制信息，回傳給各本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元；(3) 各本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元，從全局同步時鐘子系統(tǒng)上的全局 同步時鐘單元獲得至少兩路全局時鐘信號及相應(yīng)的時鐘狀態(tài)和控制信息，從中選擇一路最優(yōu)時鐘再生為符合要求的時鐘信號，送往與其相連的傳輸子單元的工作單元；(4)各傳輸子單元的工作單元從與其相連的本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單 元傳來的時鐘信號中，選擇一路最優(yōu)時鐘作為設(shè)備的工作時鐘。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘方法，其特征在于所述 步驟(1)具體為(11) 各傳輸子單元從接入的線路信號中提取時鐘信號和時鐘狀態(tài)信息，連同專用時鐘 通道接入的時鐘信號和時鐘狀態(tài)信息， 一并送入與其相連的本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地 同步時鐘單元；(12) 所述每個本地同步時鐘單元的時鐘選擇再生單元，根據(jù)相關(guān)狀態(tài)和控制信息，從 接入的多路時鐘中選擇一路最優(yōu)時鐘作為基準，再生為符合要求的時鐘信號送給全局同步時 鐘子系統(tǒng)上的各全局同步時鐘單元；(13) 同一本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元之間傳遞狀態(tài)和控制信息，確 定各自的屬性，并將包括該屬性信息在內(nèi)的本地同步時鐘單元生成的相關(guān)狀態(tài)和控制信息送 往全局同步時鐘子系統(tǒng)上的各全局同步時鐘單元。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘方法，其特征在于所述 步驟(12)具體為-(121) 所述每個本地同步時鐘單元的控制單元，對獲得的相關(guān)狀態(tài)和控制信息進行處理， 生成控制信號；(122) 同一本地同步時鐘單元的選擇單元，根據(jù)所述控制信號選擇一路最優(yōu)時鐘做基準；(123) 同一本地同步時鐘單元的再生單元，將選擇單元選擇的最優(yōu)時鐘再生為符合要求 的時鐘信號，傳送給全局同步時鐘子系統(tǒng)上的各全局同步時鐘單元。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘方法，其特征在于所 述歩驟(2)具體為(21) 全局同步時鐘子系統(tǒng)上的各全局同步時鐘單元，從各本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個 本地同步時鐘單元和/或?qū)Ｓ脮r鐘通道，獲得至少兩路時鐘信號及相應(yīng)的時鐘狀態(tài)和控制信 息；(22) 所述各全局同步時鐘單元的時鐘選擇再生單元，對獲得的相關(guān)狀態(tài)和控制信息進 行處理，根據(jù)處理結(jié)果選擇一路最優(yōu)時鐘作為基準，再生為符合要求的全局時鐘信號；(23) 各全局同步時鐘單元之間傳遞狀態(tài)和控制信息，確定各自的屬性，并將包括該屬性信息在內(nèi)的全局同步時鐘單元生成的相關(guān)狀態(tài)和控制信息，連同全局同步時鐘單元選擇再 生的全局時鐘信號， 一并回送給各本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘方法，其特征在于還包括步驟:(24)各全局同步時鐘單元將選擇再生的全局時鐘信號，傳給全局同步時鐘子系統(tǒng)所在設(shè)備，供選擇作為設(shè)備工作時鐘。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的多單元大容量傳輸設(shè)備的同歩時鐘方法，其特征在于 所述步驟(22)具體為(221) 所述各全局同步時鐘單元的控制單元，對獲得的相關(guān)狀態(tài)和控制信息進行處理，生成控制信號。(222) 同一全局同步時鐘單元的選擇單元，根據(jù)所述控制信號選擇一路最優(yōu)時鐘做為基準；(223) 同一全局同步時鐘單元的再生單元，將選擇單元選擇的最優(yōu)時鐘再生為符合要求 的全局時鐘信號。
14、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘方法，其特征在于所述 步驟(3)具體為(31) 每個本地同步時鐘單元中的第二個時鐘選擇單元，根據(jù)相關(guān)狀態(tài)及控制信息，從 各全局同步時鐘單元回傳的全局時鐘信號中，選擇一路最優(yōu)時鐘作為基準；(32) 同一本地同步時鐘單元中的第二個再生單元，根據(jù)所述第二個選擇單元所選擇的 最優(yōu)時鐘，再生為符合要求的時鐘信號，并送往與該本地同步時鐘單元所在的本地同步時鐘 子系統(tǒng)相連的傳輸子單元的工作單元。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘系統(tǒng)及方法，涉及光同步傳輸領(lǐng)域，為增強多單元大容量傳輸設(shè)備的同步時鐘系統(tǒng)的可靠性和抗毀性而發(fā)明。全局同步時鐘子系統(tǒng)包括至少兩個相同的全局同步時鐘單元，每個全局同步時鐘單元間通過信息通道相連；每個本地同步時鐘子系統(tǒng)包括至少兩個相同的本地同步時鐘單元，同一本地同步時鐘子系統(tǒng)的每個本地同步時鐘單元間通過信息通道相連；每個全局同步時鐘單元與每個本地同步時鐘單元分別通過獨立的通道連接；該系統(tǒng)加上相應(yīng)的時鐘選擇與傳遞方法，通過時鐘單元和線路的冗余備份，保證了同步時鐘系統(tǒng)的可靠性和抗毀性。本發(fā)明適用于同步時鐘應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號H04J3/16GK101207451SQ200610167908
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
發(fā)明者淵 古, 武向軍, 瀅 陶 申請人:中興通訊股份有限公司