專利名稱：通信系統(tǒng)中的同步的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分組交換通信系統(tǒng)，并涉及用于在這樣的系統(tǒng)中恢復(fù)時(shí)鐘信號(hào)的方法。
背景技術(shù)：
異步傳輸模式(ATM)是一種基于分組的傳輸媒介，它被設(shè)計(jì)成能同時(shí)承載寬范圍的業(yè)務(wù)類型。各種通信網(wǎng)絡(luò)，特別是固定的無(wú)線接入系統(tǒng)(FWA)可以使用ATM作為它們的模塊之間的傳輸媒介以及通過(guò)空中鏈路的傳輸媒介。人們所希望的是，這樣的系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)被安排成靈活的，并且能在具有可變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的寬范圍架構(gòu)中進(jìn)行部署。為了使成本最小化，ATM的物理接口類型可以是ATM用戶網(wǎng)絡(luò)接口(ATM UNI)，后者將ATM 155 SONET同步光纖接口轉(zhuǎn)換為有線的UTOPIA異步接口。這種設(shè)計(jì)選擇的缺點(diǎn)之一就是在各模塊之間失去物理層同步。這意味著在該網(wǎng)絡(luò)中不存在端到端的同步。
在一個(gè)典型的簡(jiǎn)單FWA系統(tǒng)中，可以在3種不同步的獨(dú)立鏈路中，在基站(AP)以及客戶戶內(nèi)設(shè)備(SU)之間傳送數(shù)據(jù)流經(jīng)由ATM 155，由基站多路復(fù)用器(AP-Mux)向基站戶外單元(AP-ODU)，經(jīng)由無(wú)線鏈路由AP-ODU到客戶戶內(nèi)設(shè)備(SU-ODU)，以及經(jīng)由ATM 155或ATM 25，由SU-ODU到客戶戶內(nèi)設(shè)備的戶內(nèi)控制單元(SU-ICU)。每一條鏈路，例如從AP-Mux到AP-ODU的鏈路，都具有用于該鏈路的一個(gè)共同的參考頻率，即物理層符號(hào)速率，但這個(gè)時(shí)鐘是浮動(dòng)的，即，沒(méi)有能力將它鎖定于另外的參考(頻率)。因此，在跨越任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，數(shù)據(jù)都是從一個(gè)物理層被傳送到另一個(gè)物理層。
用于固定的無(wú)線接入系統(tǒng)所支持的所期望的業(yè)務(wù)類型之一就是準(zhǔn)同步數(shù)字系列(PDH)業(yè)務(wù)，特別是國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(ITU-T)的G703 E1業(yè)務(wù)。這是一種要求網(wǎng)絡(luò)同步于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(例如ITU-T G.823)的同步業(yè)務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，提出了兩種解決方案。第一種解決方案就是建立一個(gè)在網(wǎng)絡(luò)的所有接口點(diǎn)上都能得到的公共參考時(shí)鐘，其中，E1來(lái)源于該網(wǎng)絡(luò)或者被該網(wǎng)絡(luò)所轉(zhuǎn)發(fā)。第二種解決方案就是令傳輸網(wǎng)絡(luò)將同步信息連同數(shù)據(jù)一起傳送，同時(shí)再生一個(gè)可跟蹤于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)參考定時(shí)的輸出時(shí)鐘。第一種解決方案要求一個(gè)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中都能得到的高容差的并且是昂貴的時(shí)鐘。對(duì)固定的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，第二種解決方案是唯一的節(jié)省成本的解決方案。
典型地，一個(gè)FWA系統(tǒng)將把所有的物理層時(shí)鐘都鎖定于同步源，即，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都恢復(fù)來(lái)自輸入鏈路的時(shí)鐘，并使用該時(shí)鐘來(lái)鎖定一個(gè)鎖相環(huán)，后者驅(qū)動(dòng)輸出鏈路。這樣一來(lái)，在這個(gè)系統(tǒng)中的所有時(shí)鐘都被鎖相。然而，從下列兩方面來(lái)看，這是代價(jià)昂貴的一是附加電路，二是若參考時(shí)鐘受到特別大的噪聲干擾，則容易引起各種無(wú)線鏈路問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一個(gè)用于從源模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向終端模塊傳輸同步數(shù)據(jù)的分組交換通信系統(tǒng)，上述網(wǎng)絡(luò)包括經(jīng)由傳輸鏈路互連的多個(gè)模塊，每個(gè)模塊都以標(biāo)稱頻率的時(shí)鐘工作，該時(shí)鐘不同步于其他模塊的時(shí)鐘，并且每個(gè)模塊具有單個(gè)輸入端和一個(gè)或多個(gè)輸出端，其中，所有的輸出端都互相鎖相，但不同步于該輸入端，該系統(tǒng)包括用于確定每個(gè)模塊的輸入時(shí)鐘和輸出時(shí)鐘之間的累積相差的裝置，用于向網(wǎng)絡(luò)中的終端模塊發(fā)送累積相差的裝置，以及用于利用在終端模塊所接收的累積相差，將終端模塊的輸出時(shí)鐘鎖定為源模塊的輸入時(shí)鐘的裝置。
在一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中，對(duì)每一條鏈路相對(duì)于它的相鄰鏈路的相對(duì)漂移進(jìn)行跟蹤，而不是嘗試去同步每一條ATM鏈路，并且使用所跟蹤的相對(duì)漂移，對(duì)將被鎖定于輸入時(shí)鐘的最后輸出時(shí)鐘進(jìn)行校正。
該確定裝置可以包括一個(gè)第一計(jì)數(shù)器，用于對(duì)輸入信號(hào)時(shí)鐘的時(shí)鐘周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，一個(gè)第二計(jì)數(shù)器，用于對(duì)輸出信號(hào)時(shí)鐘的時(shí)鐘周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，以及用于同時(shí)讀出第一和第二計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)的裝置。
相對(duì)于使用真正的模擬相位檢測(cè)器的情形來(lái)說(shuō)，本裝置的優(yōu)點(diǎn)是能夠隨著時(shí)間保持對(duì)累積相差的跟蹤。常規(guī)的模擬相位檢測(cè)器僅指示瞬時(shí)的相差，并且不能給出關(guān)于累積相差或漂移(即累積相差的)的信息。使用計(jì)數(shù)器的缺點(diǎn)是僅能得到各計(jì)數(shù)器的整數(shù)個(gè)周期的相位分辨率。
本系統(tǒng)還可以包括一個(gè)鎖存器，用以存儲(chǔ)對(duì)較高頻率時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，該計(jì)數(shù)通過(guò)較低頻率時(shí)鐘的沿被計(jì)時(shí)到鎖存器。
通過(guò)在較低頻率時(shí)鐘的跳變點(diǎn)上，將該計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)倒鎖存器，定時(shí)分辨率就是較高頻率時(shí)鐘的定時(shí)分辨率。例如，在一個(gè)具有ATMSONET和E1鏈路的系統(tǒng)中，可得到的兩個(gè)時(shí)鐘分別為19.44MHz和2.048MHz。通過(guò)在2.048MHz時(shí)鐘的跳變點(diǎn)上將19.44MHz的計(jì)數(shù)器(的內(nèi)容)計(jì)時(shí)到鎖存器，就能按照19.44MHz周期(或者51.4ns)的精度，而不是按照2.048MHz周期(或者488ns)的精度，來(lái)測(cè)量相位。
除了計(jì)數(shù)器以外，若再使用一個(gè)模擬相位檢測(cè)器，就能得到累積相差的更加精確的測(cè)量，各計(jì)數(shù)器被用來(lái)確定模擬相位檢測(cè)器(從360°到0°)已經(jīng)環(huán)繞(wrap)了多少次。同時(shí)該模擬相位檢測(cè)器給出瞬時(shí)的相差。
本發(fā)明還提供一種用于恢復(fù)在一個(gè)分組交換通信網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)鐘信號(hào)的方法，該網(wǎng)絡(luò)包括經(jīng)由各傳輸鏈路互連的多個(gè)模塊，每個(gè)模塊都以標(biāo)稱頻率的時(shí)鐘進(jìn)行工作，但該時(shí)鐘不同步于其他模塊的時(shí)鐘，并且每個(gè)模塊具有單個(gè)輸入端和一個(gè)或多個(gè)輸出端，其中，所有的輸出端都互相鎖相，但不同步于該輸入端，本方法包括下列各步驟a)確定每個(gè)模塊的輸入時(shí)鐘和輸出時(shí)鐘之間的累積相差，b)向終端模塊發(fā)送確定的累積相差，以及
c)利用在終端網(wǎng)絡(luò)中所接收的累積相差，恢復(fù)在該網(wǎng)絡(luò)的源模塊處的時(shí)鐘。
本方法基于這樣的理解，即，不需要對(duì)該網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)模塊(或節(jié)點(diǎn))的輸入和輸出時(shí)鐘進(jìn)行鎖相，但是，若在每一個(gè)模塊中測(cè)得累積的相差并向終端模塊進(jìn)行發(fā)送，則有可能使用所測(cè)得并發(fā)送的介于每一個(gè)模塊的輸入和輸出時(shí)鐘之間的累積的相差，來(lái)將終端模塊的輸出時(shí)鐘鎖定于源模塊的輸入時(shí)鐘。
通過(guò)以下借助于實(shí)例的關(guān)于本發(fā)明的各實(shí)施例的說(shuō)明并參照附圖，將使本發(fā)明的上述的以及其他的各項(xiàng)特征和優(yōu)點(diǎn)變得更加明顯。
圖1以方框圖的形式，表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的第一個(gè)實(shí)施例，圖2以方框圖的形式，表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的第二個(gè)實(shí)施例，圖3以方框圖的形式，表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的第三個(gè)實(shí)施例，圖4以方框圖的形式，表示用于一個(gè)基站以及一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備的一個(gè)戶內(nèi)控制單元的一個(gè)實(shí)施例，圖5以方框圖的形式，表示用于一個(gè)基站以及一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備的一個(gè)戶外單元的一個(gè)實(shí)施例，圖6表示用于ATM 155傳輸媒介的一個(gè)基站以及一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備的戶外單元中的計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)，圖7表示用于ATM 25傳輸媒介的一個(gè)基站以及一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備的戶外單元中的計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)，圖8表示用于ATM 155傳輸媒介的一個(gè)基站以及一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備的戶內(nèi)控制單元中的計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)，圖9表示用于ATM 25傳輸媒介的一個(gè)基站以及一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備的戶內(nèi)控制單元中的計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)，
圖10是一份流程圖，表示用以將計(jì)數(shù)器值轉(zhuǎn)換為一個(gè)相差的處理過(guò)程，圖11以方框圖的形式，表示用于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的一個(gè)多路復(fù)用器的第一實(shí)施例，圖12以方框圖的形式，表示用于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的一個(gè)多路復(fù)用器的第二實(shí)施例，圖13以方框圖的形式，表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的第四個(gè)實(shí)施例，圖14以方框圖的形式，表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的第五個(gè)實(shí)施例，圖15以方框圖的形式，表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的第六個(gè)實(shí)施例，圖16以方框圖的形式，表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的第七個(gè)實(shí)施例，圖17以方框圖的形式，表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的第八個(gè)實(shí)施例，圖18以方框圖的形式，表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的第九個(gè)實(shí)施例，圖19以方框圖的形式，表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的第十個(gè)實(shí)施例，圖20以方框圖的形式，表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的第十一個(gè)實(shí)施例，圖21以方框圖的形式，表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的第十二個(gè)實(shí)施例，圖22以方框圖的形式，表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的第十三個(gè)實(shí)施例，圖23表示介于兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)之間的瞬時(shí)的和累積的相差。
具體實(shí)施例方式
圖1以方框圖的形式，表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的第一實(shí)施例。如圖1所示，該通信系統(tǒng)包括一個(gè)具有基站1的網(wǎng)絡(luò)，基站1經(jīng)由一條無(wú)線鏈路2跟多個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備進(jìn)行通信，客戶戶內(nèi)設(shè)備其中之一示于圖3?；?包括一個(gè)戶內(nèi)控制單元4以及一個(gè)戶外單元5。戶內(nèi)控制單元4經(jīng)由光纖鏈路6跟戶外單元5進(jìn)行通信?？蛻魬魞?nèi)設(shè)備包括一個(gè)戶外單元7以及一個(gè)戶內(nèi)控制單元8，它們通過(guò)光纖鏈路9被連接在一起。介于基站的戶內(nèi)控制單元4以及戶外單元5之間的數(shù)據(jù)通信的時(shí)鐘頻率約為155.52MHz，后者被鎖定于一個(gè)19.44MHz的時(shí)鐘。介于基站的戶外控制單元5以及客戶戶內(nèi)設(shè)備的戶外單元7之間的時(shí)鐘頻率約為3.5GHz，后者被鎖定于一個(gè)40MHz的時(shí)鐘。當(dāng)傳輸模式為ATM 155時(shí)，介于客戶戶內(nèi)設(shè)備的戶外單元7以及戶內(nèi)控制單元8之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)鐘頻率約為155.52MHz，后者被鎖定于一個(gè)19.44MHz的時(shí)鐘，或者當(dāng)傳輸媒介為ATM 25時(shí)，約為32kHz。然而，在ATM 25的案例中，數(shù)據(jù)速率僅為25Mbits/s，并且所發(fā)送的參考時(shí)鐘為8kHz，后者是從32MHz時(shí)鐘通過(guò)分頻而導(dǎo)出的。上述頻率僅僅是一些實(shí)例，并且取決于基站的一些特定的實(shí)施例以及所使用的各項(xiàng)傳輸標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。本發(fā)明并不局限于所給出的這些實(shí)例，并且可以應(yīng)用于具有不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及使用不同的傳輸標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的各種網(wǎng)絡(luò)。
所有這3個(gè)時(shí)鐘都是互相獨(dú)立的，這就是說(shuō)，它們互相之間是浮動(dòng)的。每一個(gè)時(shí)鐘都從一個(gè)單獨(dú)的晶體振蕩器中導(dǎo)出。這些晶體振蕩器最好是不采用高精度的，這就是說(shuō)，由于成本上的考慮，不采用恒溫控制的晶體振蕩器，并且，其結(jié)果是，每一個(gè)振蕩器的頻率將隨著溫度、晶體的老化等因素而發(fā)生改變。
圖1表示一個(gè)實(shí)施例，其中，待發(fā)送的PDH業(yè)務(wù)明確地符合國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(ITU-T)的G703 E1規(guī)程。這是一種同步業(yè)務(wù)，它要求網(wǎng)絡(luò)同步于各項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，例如，ITU-T G823標(biāo)準(zhǔn)。這意味著，位于輸出端11的數(shù)據(jù)時(shí)鐘必須被鎖定于輸入端10的數(shù)據(jù)時(shí)鐘。為了做到這一點(diǎn)，在各模塊4、5、7和8中的每一個(gè)確定介于不同時(shí)鐘之間的累積相差。戶內(nèi)控制單元4每秒鐘都向所有的客戶戶內(nèi)設(shè)備的戶內(nèi)控制單元8發(fā)送一個(gè)ATM信元。該ATM信元含有在基站1的戶內(nèi)控制單元4以及戶外單元5中確定的累積相差值。位于客戶戶內(nèi)設(shè)備3的戶內(nèi)控制單元8也通過(guò)傳輸鏈路9獲得在戶外單元7處測(cè)得的累積相差，并且知道在戶內(nèi)控制單元8處的累積相差。從這些累積相差它就能計(jì)算介于輸入端10的數(shù)據(jù)時(shí)鐘以及由戶內(nèi)控制單元8產(chǎn)生的數(shù)據(jù)時(shí)鐘之間的相對(duì)漂移和頻率偏移。然后，它使用一個(gè)控制電路來(lái)控制在戶內(nèi)控制單元8里面的一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生器，使之跟被施加于輸入端10的數(shù)據(jù)時(shí)鐘同步。
因此，若每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)模塊都被認(rèn)為是一個(gè)具有一個(gè)輸入連接和多個(gè)輸出連接的黑箱，其中，所有的輸出連接都互相鎖相，但完全地不同步于輸入連接，則僅需在每一級(jí)測(cè)量介于輸入時(shí)鐘和輸出時(shí)鐘之間的累積相差，并將此項(xiàng)信息送往在網(wǎng)絡(luò)中的最后終端級(jí)。然后，該最后終端級(jí)就能從這些相差計(jì)算出為了將它的輸出時(shí)鐘的頻率鎖定于網(wǎng)絡(luò)的輸入端的數(shù)據(jù)時(shí)鐘所需的校正量。
圖4和5以方框圖的形式，表示適用于圖1的戶內(nèi)控制單元4和8以及戶外單元5和7的各戶內(nèi)控制單元和各戶外單元的各實(shí)施例。如圖4所示，戶內(nèi)控制單元具有一個(gè)輸入端401，它被連接到一個(gè)接口電路402。接口電路402可以被實(shí)現(xiàn)為一塊集成電路，例如可以從達(dá)拉斯半導(dǎo)體公司購(gòu)得的參考型號(hào)為DS 2418的集成電路。該電路取出一組E1數(shù)據(jù)信號(hào)并提取其數(shù)據(jù)時(shí)鐘，同時(shí)將該數(shù)據(jù)送往一個(gè)異步接口403。該數(shù)據(jù)被微處理器404讀出，后者將該數(shù)據(jù)組合為適當(dāng)?shù)腁TM信元以便傳輸。該接口電路402還有一個(gè)輸出端，它被連接到一個(gè)計(jì)數(shù)器方框405。由接口電路402產(chǎn)生的時(shí)鐘輸出將具有2.048MHz的標(biāo)稱頻率，并且將被鎖定于被施加到輸入端401的數(shù)據(jù)源所產(chǎn)生的時(shí)鐘。產(chǎn)生19.44MHz的標(biāo)稱頻率的時(shí)鐘發(fā)生器406(的輸出)被饋送到一個(gè)接口電路407。該接口電路可以被實(shí)現(xiàn)為一塊集成電路，例如由PMC Sierra公司生產(chǎn)的參考型號(hào)為PM 5350的集成電路。該電路被設(shè)計(jì)為跟一個(gè)同步光學(xué)網(wǎng)絡(luò)(SONET)建立接口。接口電路407具有一個(gè)使用UTOPIA協(xié)議的異步接口408。微處理器404將它所產(chǎn)生的各ATM信元饋送到UTOPIA接口，以便經(jīng)由輸出端409進(jìn)行上傳。當(dāng)用于圖1所示的系統(tǒng)中時(shí)，輸出409被饋送到光纖鏈路6。接口電路407還具有一個(gè)時(shí)鐘輸出，它重復(fù)時(shí)鐘發(fā)生器406的頻率。應(yīng)當(dāng)理解，雖然由于它是從一個(gè)晶體振蕩器導(dǎo)出的，所以它在頻率上具有相當(dāng)高的精度，但是，時(shí)鐘發(fā)生器406不同步于在被施加到輸入端401的數(shù)據(jù)源處的時(shí)鐘發(fā)生器。這個(gè)輸出被饋送到計(jì)數(shù)器405。計(jì)數(shù)器405對(duì)來(lái)自這些接口電路402和407的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，同時(shí)微處理器404按照1秒的時(shí)間間隔讀出各時(shí)鐘計(jì)數(shù)。然后，它把它們組合為一個(gè)ATM信元，以便在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行發(fā)送。這就是在這個(gè)實(shí)施例中，用于測(cè)量介于來(lái)自接口單元402的時(shí)鐘輸出(即，被施加到輸入端401的E1數(shù)據(jù)時(shí)鐘)以及時(shí)鐘發(fā)生器406之間的累積相差的方法。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于此種確定累積相差的特定方法。
圖5以方框圖的形式，表示戶外單元5和7的各實(shí)施例。該戶外單元具有一個(gè)輸入端501，它被連接到光學(xué)鏈路6。輸入端501被連接到一個(gè)接口電路502，它可以是由PMC Sierra公司設(shè)計(jì)和銷售的參考型號(hào)為PM 5350的集成電路。如同接口電路407那樣，接口電路502具有一個(gè)根據(jù)UTOPIA協(xié)議進(jìn)行工作的異步數(shù)據(jù)輸出端503。接口電路503也從被施加到輸入端501的數(shù)據(jù)輸入中導(dǎo)出一個(gè)時(shí)鐘，并將這個(gè)時(shí)鐘輸出到一個(gè)計(jì)數(shù)器陣列504。一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生器505，它可以是一個(gè)工作在40MHz的標(biāo)稱頻率上的晶體振蕩器，并且它不同步于數(shù)據(jù)輸入端501的時(shí)鐘，被饋送到各計(jì)數(shù)器504，同時(shí)也被饋送到一個(gè)射頻模塊506和一個(gè)調(diào)制解調(diào)器507。媒體訪問(wèn)控制器508從UTOPIA接口取出各ATM信元，并將它們施加到調(diào)制解調(diào)器507，在這里，它們被適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行處理，以便施加到射頻模塊506，然后，射頻模塊506將它們從輸出端509經(jīng)由空中鏈路2發(fā)送出去。媒體訪問(wèn)控制器508還按照1秒的時(shí)間間隔讀出計(jì)數(shù)器508的內(nèi)容，以便將其插入到ATM信元之中，后者將累積相差發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上的終端模塊。
位于客戶戶內(nèi)設(shè)備3的戶外單元7在輸入端510接收由基站發(fā)送的數(shù)據(jù)。射頻模塊506以及調(diào)制解調(diào)器507處理已接收的信號(hào)，并且調(diào)制解調(diào)器507將數(shù)據(jù)饋送到媒體訪問(wèn)控制器508。媒體訪問(wèn)控制器508根據(jù)從調(diào)制解調(diào)器507接收的信號(hào)產(chǎn)生一組控制信號(hào)，后者被饋送到控制電路511，以便將時(shí)鐘發(fā)生器505鎖定于基站1的戶外單元5的時(shí)鐘發(fā)生器505。這就是說(shuō)，戶外單元7的時(shí)鐘被鎖定于戶外單元5的時(shí)鐘。在媒體訪問(wèn)控制器508處接收的數(shù)據(jù)被饋送到UTOPIA接口503，并且通過(guò)輸出端512，經(jīng)由接口電路502被饋送到光纖鏈路9。在本案例中，假定SONET數(shù)據(jù)鏈路9由戶內(nèi)控制單元8進(jìn)行控制，并且在本案例中，用于接口電路502的19.44MHz時(shí)鐘是從輸入端501導(dǎo)出的。再有，媒體訪問(wèn)控制器508將按照1秒的時(shí)間間隔來(lái)讀出計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，同時(shí)這個(gè)數(shù)據(jù)將經(jīng)由UTOPIA接口、通過(guò)鏈路9被發(fā)送到戶內(nèi)控制單元8。
在戶內(nèi)控制單元8，經(jīng)由輸入端410通過(guò)鏈路9接收數(shù)據(jù)(圖4)，并且由微處理器404從UTOPIA接口讀出。微處理器404將接收數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)表示經(jīng)由各ATM信元發(fā)送過(guò)來(lái)的介于在基站戶內(nèi)控制單元以及戶外單元中的不同的浮動(dòng)時(shí)鐘發(fā)生器之間的累積相差，還將從媒體訪問(wèn)控制器508接收來(lái)自戶外單元7的相位信息。一個(gè)電壓控制晶體振蕩器(VCO)411產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)稱頻率為2.048MHz的時(shí)鐘輸出，后者被設(shè)計(jì)成必須鎖相于位于輸入端10的輸入數(shù)據(jù)的2.048MHz的時(shí)鐘，以便在輸出端11能夠以同步方式再現(xiàn)在輸入端10處接收的E1數(shù)據(jù)。VCO 411的輸出經(jīng)由接口電路402，連同時(shí)鐘406的輸出一起，被饋送到各計(jì)數(shù)器405。微處理器使用這些計(jì)數(shù)器的輸出，連同從各模塊4、5和7接收的那些，來(lái)計(jì)算介于VCO 411的輸出以及位于輸入端10的數(shù)據(jù)時(shí)鐘之間的累積相差。然后，微處理器404產(chǎn)生一組適當(dāng)?shù)男盘?hào)，并將其饋送到控制電路412，后者將振蕩器411的頻率拖曳回來(lái)，使得介于它以及被施加到基站1的輸入端10的數(shù)據(jù)信號(hào)的輸入時(shí)鐘之間的累積相差被減少到一個(gè)最小值。由微處理器404將準(zhǔn)備在輸出端送出的、來(lái)自輸入端10的被發(fā)送的數(shù)據(jù)送往數(shù)據(jù)接口403，并通過(guò)接口電路402送往一個(gè)輸出端413，輸出端413被連接到該網(wǎng)絡(luò)的輸出端11。這樣一來(lái)，雖然在不同模塊中的各個(gè)時(shí)鐘彼此不同步，也能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)發(fā)送E1數(shù)據(jù)。
在上述實(shí)施例中，已經(jīng)使用了各個(gè)計(jì)數(shù)器，而不是真正的模擬相位檢測(cè)器。其主要的原因是這些計(jì)數(shù)器能隨時(shí)跟蹤累積的相位，而傳統(tǒng)的模擬相位檢測(cè)器僅給出關(guān)于瞬時(shí)相差的信息，并不能給出關(guān)于累積的相差或漂移的信息。使用計(jì)數(shù)器的缺點(diǎn)是只能得到相當(dāng)于各計(jì)數(shù)器的整數(shù)個(gè)周期的相位分辨率。有可能(同時(shí))使用計(jì)數(shù)器和模擬相位檢測(cè)器二者，以便給出具有更高精度的瞬時(shí)相位值以及累積相位二者。又一個(gè)可供替代的方案使用一個(gè)模擬相位檢測(cè)器和一個(gè)計(jì)數(shù)器，后者對(duì)模擬相位檢測(cè)器從360°環(huán)繞到0°的次數(shù)和方向進(jìn)行計(jì)數(shù)，以保持累積的相差或漂移的記錄。
圖6和7表示針對(duì)不同的ATM標(biāo)準(zhǔn)的、用于戶外單元5和7的計(jì)數(shù)器方框504的結(jié)構(gòu)。用于ATM 155系統(tǒng)的計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)示于圖6。從接口電路502導(dǎo)出19.44MHz時(shí)鐘601，并將其送往分頻器602，后者對(duì)該時(shí)鐘進(jìn)行2,430∶1的分頻，以產(chǎn)生8kHz的輸出。40MHz時(shí)鐘505被施加到一個(gè)16位計(jì)數(shù)器603，其16位輸出被連接到一個(gè)16位鎖存器604的各個(gè)D輸入端。來(lái)自分頻器602的8kHz的輸出被送往16位計(jì)數(shù)器605。8kHz時(shí)鐘還被用來(lái)將16位計(jì)數(shù)器603的輸出鎖存到16位鎖存器604。然后，分別從各輸出端606和607讀出計(jì)數(shù)器的各輸出，作為Q1和Q2。
示于圖7的ATM 25傳輸方式的結(jié)構(gòu)相同于ATM 155傳輸方式，所不同的是時(shí)鐘601的頻率以及分頻器602的分頻比。在本案例中，時(shí)鐘601具有32MHz的頻率以及分頻器602具有4,000∶1的分頻比。這樣就能在分頻器602的輸出端再次產(chǎn)生一個(gè)8kHz的時(shí)鐘。
如同本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的那樣，ATM 25鏈路具有25Mb/s的數(shù)據(jù)速率，但是被鎖定于一個(gè)32MHz的時(shí)鐘。為了使鏈路的兩端實(shí)現(xiàn)同步，在25Mb/s的數(shù)據(jù)流中發(fā)送一個(gè)8kHz的時(shí)鐘，該8kHz的時(shí)鐘是通過(guò)對(duì)32MHz時(shí)鐘進(jìn)行分頻而導(dǎo)出的。
圖8和9表示用于戶內(nèi)控制單元4和8的計(jì)數(shù)器方框405的結(jié)構(gòu)。圖8表示用于ATM 155系統(tǒng)的計(jì)數(shù)器方框的結(jié)構(gòu)。作為2.048MHz E1時(shí)鐘的時(shí)鐘701被送往32位計(jì)數(shù)器702。19.44MHz SONET時(shí)鐘被送往一個(gè)32位計(jì)數(shù)器704，其32路輸出被送往一個(gè)32位鎖存器705的各個(gè)D輸入端。由E1時(shí)鐘701將計(jì)數(shù)器704的各路輸出鎖存到32位鎖存器705。分別將計(jì)數(shù)器702和705的各路輸出送往輸出端706和707，作為輸出Q3和Q4。圖9表示用于ATM 25各項(xiàng)業(yè)務(wù)的計(jì)數(shù)器方框的結(jié)構(gòu)。該計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)相同于圖8，所不同的是時(shí)鐘701是一個(gè)8kHz時(shí)鐘，而時(shí)鐘703是一個(gè)2.048MHz的E1時(shí)鐘。
可以看出，如圖8和9所示的各戶內(nèi)控制單元的計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)基本上類似于如圖6和7所示的各戶外單元。僅有的顯著差別就是在各戶外單元中分頻器602的出現(xiàn)。還要注意到，較慢的時(shí)鐘將較快的時(shí)鐘計(jì)數(shù)器鎖存到16位或32位的鎖存器。這意味著較低頻率的時(shí)鐘的一個(gè)跳變點(diǎn)被用來(lái)鎖存較高頻率的時(shí)鐘計(jì)數(shù)。這樣一來(lái)，就有可能使相位測(cè)量的精度達(dá)到較高頻率時(shí)鐘的一個(gè)周期。被媒體訪問(wèn)控制器508讀出的計(jì)數(shù)器輸出Q1和Q2就是當(dāng)前8kHz時(shí)鐘的計(jì)數(shù)以及在8kHz時(shí)鐘的一個(gè)上升沿的瞬間所取出的40MHz計(jì)數(shù)器的一個(gè)快照。8kHz時(shí)鐘大約每8秒鐘回零一次，并且40MHz計(jì)數(shù)器每1.6ms回零一次(這是指16位計(jì)數(shù)器在兩種不同的時(shí)鐘頻率下，從全0到全1再回到全0所經(jīng)歷的時(shí)間—譯者)。由此導(dǎo)致每秒鐘向客戶戶內(nèi)設(shè)備的戶內(nèi)控制單元8送一次讀數(shù)，客戶戶內(nèi)設(shè)備的戶內(nèi)控制單元使用輸出Q1對(duì)Q2進(jìn)行解繞(unwrap)處理，后者已經(jīng)在各讀數(shù)之間環(huán)繞了610或611次。當(dāng)戶外單元為ATM 25戶外單元時(shí)，8kHz時(shí)鐘，作為定時(shí)參考，也被插入到ATM 25數(shù)據(jù)流之中，使得在戶內(nèi)控制單元中，也對(duì)同一時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)戶外單元為ATM 155戶外單元時(shí)，使用19.44MHz時(shí)鐘來(lái)驅(qū)動(dòng)SONET物理接口，因此，在戶內(nèi)控制單元中，也對(duì)同一時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)。
事件的序列如下。基站的戶內(nèi)控制單元5將本地E1時(shí)鐘用于固定的時(shí)間間隔，例如1秒的時(shí)間間隔。在每一個(gè)時(shí)間間隔開(kāi)始時(shí)，它讀出本地的戶內(nèi)控制單元的計(jì)數(shù)值Q3和Q4，并且經(jīng)由鏈路6讀出戶外單元的計(jì)數(shù)值Q1和Q2。所有這4個(gè)值，連同標(biāo)識(shí)特定的ATM信元的一個(gè)順序號(hào)，即該順序號(hào)隨著每一個(gè)連續(xù)的ATM信元而加1，被組合為一個(gè)ATM信元。然后向所有客戶戶內(nèi)設(shè)備3的各戶內(nèi)控制單元廣播該信元。從基站的戶內(nèi)控制單元4接收到一個(gè)新的信元之后，每一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備的戶內(nèi)控制單元8讀出其本地的戶內(nèi)控制單元的各計(jì)數(shù)器405的輸出Q3和Q4，以及本地的戶外單元各計(jì)數(shù)器504的輸出Q1和Q2。同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)基于本地的戶內(nèi)控制單元E1計(jì)數(shù)的變化率的本地順序號(hào)。然后，所有這10個(gè)計(jì)數(shù)值都被送往在微處理器404中執(zhí)行的漂移評(píng)估過(guò)程。
圖10表示漂移評(píng)估過(guò)程的一份高級(jí)流程圖。64位的累加計(jì)數(shù)器被用來(lái)保存所有10個(gè)計(jì)數(shù)值(Q1到Q4以及來(lái)自基站1的一個(gè)順序號(hào)，以及來(lái)自客戶戶內(nèi)設(shè)備3的對(duì)應(yīng)的各值)。若在空中鏈路中存在一個(gè)顯著的停頓，則解繞失敗，在兩個(gè)相繼的計(jì)數(shù)集合到達(dá)使解繞過(guò)程重新設(shè)置之前，將無(wú)法進(jìn)行漂移評(píng)估。若64位累加計(jì)數(shù)器中的任何一個(gè)接近于環(huán)繞一周，則在一種受控方式下對(duì)此進(jìn)行控制，并且它們將被全部重置(到非零值)。在步驟801，通過(guò)使所有的各64位累加計(jì)數(shù)器復(fù)位來(lái)開(kāi)始處理過(guò)程。下一個(gè)步驟802就是檢測(cè)含有來(lái)自基站的計(jì)數(shù)值的一個(gè)新的ATM信元。處理過(guò)程的步驟803就是收集本地的戶內(nèi)控制單元以及戶外單元的各計(jì)數(shù)器值，即Q1到Q4以及順序號(hào)。基站的戶內(nèi)控制單元以及戶外單元的各計(jì)數(shù)值以及順序號(hào)都處于已到達(dá)的ATM信元之中。下一個(gè)步驟804就是對(duì)所有的計(jì)數(shù)值進(jìn)行解繞，同時(shí)更新各累加計(jì)數(shù)器。然后執(zhí)行判斷框805，以確定解繞是失敗還是成功。若解繞成功，則執(zhí)行下一個(gè)判斷框806，以判斷各累加計(jì)數(shù)器是否接近于環(huán)繞一周。若各累加計(jì)數(shù)器不接近于環(huán)繞一周，則執(zhí)行下一個(gè)步驟807，使用當(dāng)前和先前的各個(gè)累加值來(lái)計(jì)算漂移的變化。下一個(gè)步驟808就是更新總的漂移和頻率偏移。然后，處理過(guò)程返回到步驟802，并且等待下一個(gè)ATM信元的到達(dá)。若在步驟805，檢測(cè)到解繞過(guò)程失敗，則處理過(guò)程返回到步驟802，并且等待下一個(gè)ATM信元的到達(dá)。若在步驟806檢測(cè)到各累加計(jì)數(shù)器接近于環(huán)繞一周，則執(zhí)行下一個(gè)步驟809，在其中，各累加計(jì)數(shù)器被重新設(shè)置到當(dāng)前和先前的各值之間的差值。然后進(jìn)入步驟810，使用當(dāng)前和累加的各值以及各零值來(lái)改變漂移值。隨后，在步驟808更新總的漂移和頻率偏移。一旦總的漂移和頻率偏移已經(jīng)被更新，就在步驟811計(jì)算一個(gè)輸出值，并且該輸出值被施加到戶內(nèi)控制單元的中的一個(gè)控制電路，以便將時(shí)鐘411鎖定于被施加到基站輸入端的數(shù)據(jù)時(shí)鐘。
步驟804對(duì)各計(jì)數(shù)器的值進(jìn)行解繞。有10個(gè)計(jì)數(shù)值的值有待于進(jìn)行解繞。即，來(lái)自基站1的Q1、Q2、Q3、Q4和一個(gè)順序號(hào)，以及來(lái)自客戶戶內(nèi)設(shè)備3的Q1、Q2、Q3、Q4和一個(gè)順序號(hào)。解繞需要關(guān)于先前的值的知識(shí)，因此。該算法經(jīng)常基于各計(jì)數(shù)值的最新集合以及先前的集合進(jìn)行工作。在開(kāi)始時(shí)，各計(jì)數(shù)值的先前集合被認(rèn)為是全0。下面所列出的是用于基本的解繞函數(shù)的偽代碼，它給出一個(gè)環(huán)繞計(jì)數(shù)器的最新和先前的值，連同累計(jì)的解繞值，并且即使該計(jì)數(shù)器已經(jīng)環(huán)繞，也將適當(dāng)?shù)厥估奂又导?。
<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[ DEFINE cumulative INTEGER 64bit DEFINE new_value INTEGER 32bit DEFINE tmp_new_value INTEGER 64bit DEFINE old_value INTEGER 32bit DEFINE limit INTEGER unwrap(cumulative，new_value，old_value，limit) { if new_value＜o(jì)ld_value then ( tmp_new_value＝new_value+limit } else { tmp_new_value＝new_value } return(cumulative+tmp_new_value-old_value) }]]></pre>
下列函數(shù)從基站或客戶戶內(nèi)設(shè)備取出全計(jì)數(shù)集合，同時(shí)對(duì)所有的計(jì)數(shù)器進(jìn)行解繞處理，并返回已加1的累積的各計(jì)數(shù)值。它的各輸入是各計(jì)數(shù)值、它們的各先前值以及流動(dòng)中的累加和的最新全集。該函數(shù)使用順序號(hào)來(lái)檢查它是否仍然能夠?qū)Ω饔?jì)數(shù)器進(jìn)行解繞處理，并且若解繞處理已經(jīng)是不成功的，則將加上一個(gè)標(biāo)志。下面列出偽代碼，用以說(shuō)明這個(gè)函數(shù)是如何實(shí)現(xiàn)的。
<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[ DEFINE Q1_total，new_Q1_total，Q2_total，new_Q2total， Q3_total，newQ3_total，Q4_total，new_Q4_total， seq_no_total，new_seq_no_total INTEGER 64bit DEFINE Q1_new，Q1_old，Q2_new，Q2-old，Q3_new，Q3_old， Q4_new，Q4_old，seq_no_new，seq_no_old INTEGER 32bit DEFINE fail BOOLEAN DEFINE ODU_delta8，ODU_delta40，wrap FLOATunwrap_counters (Q1_total，Q1_new，Q1_old，Q2_total，Q2_new，Q2_old， Q3_total，Q3_new，Q3_old，Q4_total，Q4_new，Q4_old， seq_no_total，seq_no_new，seq_no_old) { //unwrap sequence number and check gap in data fail＝FALSE new_seq_no_total＝unwrap(seq_no_total，seq_no_new， seq_no_old，s^32} if new_seq_no_total-seq_no_total＞＝6 then { fail＝TRUE } //unwrap Q1，Q3 and Q4 new_Q3_total＝unwrap(Q3_total，Q3_new，Q3_old，2^32) new_Q4_total＝unwrap(Q4_total，Q4_new，Q4_old，2^32) new_Q1_total＝unwrap(Q1_total，Q1_new，Q1_old，2^16) //now unwrap the 40MHz counter ODU_delta8＝new_Q1_total-Q1 total ODU_delta40＝Q2_new-Q2_old wrap＝floor(ODU_delta8 *5000/65536) if ODU_delta40＜0 then { wrap＝wrap+1 } new_Q2_total＝wrap*65536+ODU_delta40+Q2_total return(fail，new_seq_no_total，new_Q1_total， new_Q2_total，new_Q3_total，new_Q4_total) }]]></pre>在各戶內(nèi)控制單元之中的各32位計(jì)數(shù)器以及在各戶外單元之中的各16位計(jì)數(shù)器將十分頻繁地環(huán)繞。然而，各累積計(jì)數(shù)器(的容量)很大，典型地可能要在數(shù)千年以后才發(fā)生環(huán)繞。在這種情況下，不值得經(jīng)過(guò)檢測(cè)和捕捉再環(huán)繞。然而，若使用較小(容量)的計(jì)數(shù)器，則環(huán)繞(次數(shù))的檢測(cè)將更加重要。
在步驟807和810中所使用的漂移計(jì)算算法取出最新的累加計(jì)數(shù)集合以及先前的計(jì)數(shù)集合，并計(jì)算介于這兩個(gè)計(jì)數(shù)器之間的增量的漂移以及以赫茲(Hz)為單位的瞬時(shí)頻率偏移，這就是介于送往網(wǎng)絡(luò)的源模塊的輸入數(shù)據(jù)的時(shí)鐘與來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的終端模塊的輸出數(shù)據(jù)時(shí)鐘之間的漂移以及瞬時(shí)頻率偏移。下列的偽代碼說(shuō)明一種方法的一個(gè)可能的實(shí)施例，借助于此種方法，就能實(shí)現(xiàn)增量的漂移以及頻率偏移的計(jì)算。
<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[ DEFINE new_AP_Q1，old_AP_Q1，new_AP_Q2，old_AP_Q2， new_AP_Q3，old_AP_Q3，new_AP_Q4，old_AP_Q4，new_SU_Q1， old_SU_Q1，new_SU_Q2，old_SU_Q2，new_SU_Q3，old_SU_Q3， new_SU_Q4，old_SU_Q4，AP_Q1_diff，AP_Q2_diff，AP_Q3_diff， AP_Q4_diff，SU_Q1_diff，SU_Q2_diff，SU_Q3_diff. SU_Q4_diff INTEGER 64bit DEFINE delay_40MHZ_ticks，wound_back_SU，ppm_diff，scale， total_delay，SUtick_SU_ODU_ICU_latency， SUtick_ODU_to_ODU_delay，SUtick_AP_ICU_ODU_latency， wind_back_SU_E1_ticks，wound_back_E1，delta_wander， delta_AP_E1_ticks，freq_diff_Hz FLOATmethod(new_AP_Q1，old_AP_Q1，new_AP_Q2，old_AP_Q2， new_AP_Q3，old_AP_Q3，new_AP_Q4，old_AP_Q4，new_SU_Q1， old_SU_Q1，new_SU_Q2，old_SU_Q2，new_SU_Q3，new_SU_Q4， old_SD_Q4) { AP_Q1_diffnew_AP_Q1-old_AP_Q1 AP_Q2_diffnew_AP_Q2-old_Ap_Q2 AP_Q3_diffnew_AP_Q3-old_AP_Q3 AP_Q4_diffnew_AP_Q3-old_AP_Q3 SU_Q1_diffnew_SU_Q1-old_SU_Q1 SU_Q2_diffnew_SU_Q2-old_SU_Q2 SU_Q3_diffnew_SU_Q3-old_SU_Q3 SU_Q4_diffnew_SU_Q4-old_SU_Q4 //Calculate ppm difference between AP ATM 155 and SU ATM 155/ATM 25 delay_40MHz_ticks＝SU_Q2-diff AP_Q2diff wound_back_SU＝SU_Q1_diff.(1-(delay_40MHz_ticks/ SU_Q2_diff)) ppm_diff＝(AP_Q1_diff-wound_back_SU)/wound_back_SU //Need a scale factor which compensates for ATM 25 at the CPE end if ATM25_SU then { //i.e.ATM 25 CPE scale＝1 } else { //i.e.ATM 155 CPE scale＝2430 } //Now calculate wander SUtick_SU_ODU_ICU_latency＝SU_Q4_diff- SU_Q1_diff*scaleSUtick_ODU_to_OCU_delay＝ delay_40MHz_ticks*SU_Q1_diff*scale/SU_Q2_diff SUtick_AP_ICU_ODU_latency＝(AP_Q1_diff*scale- AP_Q4_diff/scale)*(1-ppm_diff) total_delay＝SUtick_SU_ODU_ICU_latency+ SUtick_ODU_to_ODU_delay+SItick_AP_ICU_ODU_latency wind_back_SU_E1_ticks＝total_delay*SU_Q3_diff/ SU_Q4_diff wound_back_E1＝SU_Q3_diff-wind_back_SU_E1_ticks delta_wander＝wound_back_E1-AP_Q3_diff delta_Ap_E1_ticks＝AP_Q3_diff freq_diff_Hz＝delta_wander/(delta_AP_E1_ticks/ 2048000)]]></pre>圖2表示一種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，在其中，基站1經(jīng)由射頻鏈路2向客戶戶內(nèi)設(shè)備3進(jìn)行發(fā)送。所使用的各項(xiàng)協(xié)議是從SONET/SDH(同步數(shù)字系列)到ITU-T的G703 E1。基站的戶內(nèi)控制單元事實(shí)上可以是一部標(biāo)準(zhǔn)的奔騰(Pentium)個(gè)人計(jì)算機(jī)，并且不具備對(duì)19.44MHz的SONET時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)的能力。在基站那里也沒(méi)有可供計(jì)數(shù)的E1時(shí)鐘。SONET數(shù)據(jù)被饋送到輸入端21。并且從那里被連接到一個(gè)多路復(fù)用器22。多路復(fù)用器22取出到來(lái)的19.44MHz時(shí)鐘，并且使用它作為送往戶內(nèi)控制單元4以及戶外單元5的SONET時(shí)鐘。戶內(nèi)控制單元對(duì)19.44MHz的時(shí)鐘的滴噠聲進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且從中導(dǎo)出1秒的時(shí)間間隔。與此同時(shí)，它生成一個(gè)標(biāo)稱的E1時(shí)鐘計(jì)數(shù)，仿佛E1時(shí)鐘被鎖相于19.44MHz時(shí)鐘那樣，這就是說(shuō)，每經(jīng)過(guò)19.44兆個(gè)SONET時(shí)鐘的滴噠聲，虛構(gòu)的E1時(shí)鐘就對(duì)2.048兆個(gè)E1時(shí)鐘的滴噠聲進(jìn)行計(jì)數(shù)。在由19.44MHz時(shí)鐘所定義的每一秒鐘內(nèi)，戶內(nèi)控制單元都讀出它的各計(jì)數(shù)器以及在戶外單元5里面的各計(jì)數(shù)器，并且組合和發(fā)送含有這些計(jì)數(shù)的一個(gè)ATM信元。這些數(shù)據(jù)被送往所有客戶戶內(nèi)設(shè)備的各戶內(nèi)控制單元，后者將使用參照?qǐng)D10所描述的方法，來(lái)測(cè)量E1漂移以及頻率偏移。這種安排的優(yōu)點(diǎn)之一就是客戶戶內(nèi)設(shè)備的戶內(nèi)控制單元8不需要知道在基站之中的同步源。
圖11以方框圖的形式，表示適用于圖2所示的多路復(fù)用器22的一個(gè)多路復(fù)用器。在圖11中，僅示出了跟本發(fā)明有關(guān)的多路復(fù)用器的那些特征。該多路復(fù)用器包括多個(gè)接口電路1101-1到1101-n。這些接口電路可以被實(shí)現(xiàn)為一塊集成電路，例如由PMC Sierra公司生產(chǎn)的參考型號(hào)為PM 5350的集成電路。這種電路被設(shè)計(jì)成跟一個(gè)同步光學(xué)網(wǎng)絡(luò)(SONET)建立接口關(guān)系。一個(gè)19.44MHz的晶體振蕩器1103被連接到接口電路1101-1到1101-n的各輸入端1104-1到1104-n。對(duì)應(yīng)于圖2的輸入端21的一個(gè)輸入端1105接收SONET數(shù)據(jù)以及SONET參考時(shí)鐘。一旦使用晶體振蕩器1103對(duì)接口電路1102-1到1102-n進(jìn)行初始化，接口電路1102-1就切換到在輸入端1105接收到的時(shí)鐘。然后，接口電路1101-1就被鎖定于SONET參考輸入。正如參照?qǐng)D4所說(shuō)明的那樣，接口電路1101-1在輸出端1106-1產(chǎn)生一個(gè)被鎖定于已接收的SONET時(shí)鐘的時(shí)鐘輸出。該輸出被饋送到其他各接口電路的各輸入端1106-2到1106-n，現(xiàn)在各接口電路使用這個(gè)時(shí)鐘作為它們的參考(時(shí)鐘)，以取代晶體振蕩器1103。然后，各輸出端1107-2到1107-n被鎖相于在輸入端1105所接收的SONET參考時(shí)鐘。由此可以看出，被施加到圖2所示的系統(tǒng)的輸入端21的SONET參考時(shí)鐘將經(jīng)由各接口電路1102-2到1102-n，被發(fā)送到戶內(nèi)控制單元4以及戶外單元5。這些輸出被鎖相于在輸入端21處的SONET輸入?yún)⒖?時(shí)鐘)。在圖2所示的系統(tǒng)的特定情況下，需要一個(gè)單一的輸入端以及兩個(gè)輸出端。在本例中，多路復(fù)用器需要至少3個(gè)接口電路。若需要更多的輸出端，則相應(yīng)地必須提供更多的接口電路。
圖3表示網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，其中，位于基站1的輸入端31的一組SONET輸入數(shù)據(jù)信號(hào)有待于被發(fā)送到位于客戶戶內(nèi)設(shè)備3的一個(gè)SONET輸出端33。如圖所示，輸入端31被連接到一個(gè)多路復(fù)用器32，并且，如同圖2的安排那樣，該19.44MHz SONET時(shí)鐘從多路復(fù)用器32被轉(zhuǎn)發(fā)到戶內(nèi)控制單元4以及戶外單元5。再有，該戶內(nèi)控制單元4從19.44MHz SONET時(shí)鐘產(chǎn)生一個(gè)虛構(gòu)的E1時(shí)鐘，并且也確定1秒的時(shí)間間隔。然后，含有在戶內(nèi)控制單元4以及戶外單元5中的各計(jì)數(shù)值的各ATM信元被發(fā)送。位于客戶戶內(nèi)設(shè)備的19.44MHz時(shí)鐘被設(shè)置在多路復(fù)用器34之中，同時(shí)戶內(nèi)控制單元8再次從多路復(fù)用器34所產(chǎn)生的19.44MHz時(shí)鐘產(chǎn)生一個(gè)E1時(shí)鐘。因此，兩個(gè)戶內(nèi)控制單元都從它們的19.44MHz時(shí)鐘生成一個(gè)虛構(gòu)的E1計(jì)數(shù)值。這樣一來(lái)，即使在網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有E1時(shí)鐘的出現(xiàn)，仍然可以計(jì)算出E1漂移。客戶戶內(nèi)設(shè)備的戶內(nèi)控制單元8從虛構(gòu)的E1計(jì)數(shù)以及其他計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)計(jì)算出E1漂移，并且經(jīng)由已嵌入信令的各ATM信元對(duì)位于多路復(fù)用器34之中的一個(gè)電壓控制振蕩器進(jìn)行遙控，以便使E1漂移處于在說(shuō)明書(shū)中所設(shè)置的限值以內(nèi)。這就保證了SONET時(shí)鐘的漂移處于ITU-T的G703說(shuō)明書(shū)(所規(guī)定的)范圍內(nèi)。
圖12表示適用于在圖3的系統(tǒng)中的多路復(fù)用器34的一個(gè)多路復(fù)用器的一個(gè)實(shí)施例。如同圖11所示的多路復(fù)用器那樣，圖12所示的多路復(fù)用器僅示出被應(yīng)用于本發(fā)明的實(shí)施方式之中的那些部分。該多路復(fù)用器包括多個(gè)接口電路1201-1到1201-n。這些接口電路可以被實(shí)現(xiàn)為一塊集成電路，例如由PMC Sierra公司生產(chǎn)的參考型號(hào)為PM5350的集成電路。這些電路分別具有一個(gè)異步UTOPIA接口1202-1到1202-n。一個(gè)電壓控制振蕩器1203產(chǎn)生一個(gè)19.44 MHz的頻率，并且將這個(gè)頻率分別施加到各接口電路的各輸入端1204-1到1204-n。例如，來(lái)自圖3所示的戶內(nèi)控制單元8的數(shù)據(jù)在輸入端1205被接收，并且經(jīng)由UTOPIA接口1202-1被送往控制電路1206，后者控制著電壓控制振蕩器1203的頻率。在圖3的系統(tǒng)中，戶內(nèi)控制單元8產(chǎn)生根據(jù)從基站的戶內(nèi)控制單元和戶外單元以及它本身的戶外單元和戶內(nèi)控制單元中接收的相差來(lái)調(diào)整電壓控制振蕩器1203的頻率所需的校正量。通過(guò)這種方法，電壓控制振蕩器1203成為主時(shí)鐘參考，并且它決定在線路1207上的數(shù)據(jù)參考時(shí)鐘，線路1207被連接到圖3的系統(tǒng)中的輸出端33。因此，用于這個(gè)多路復(fù)用器的主時(shí)鐘就是電壓控制振蕩器1203，并且它經(jīng)由接口電路1202-1接收數(shù)據(jù)，用以對(duì)控制電路1206進(jìn)行控制，后者將電壓控制振蕩器1203鎖定于被施加到圖3中的輸入端31的參考時(shí)鐘。輸出1208就是被饋送到圖3的系統(tǒng)中的戶外單元7的輸出。
對(duì)各種固定的無(wú)線接入系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，有多種同步體系結(jié)構(gòu)可用于本文所公開(kāi)的方法。以下的說(shuō)明表示許多種這樣的可能的體系結(jié)構(gòu)。要注意的是，這些僅僅是作為實(shí)例而給出，而不是對(duì)各種可能性的無(wú)遺漏的收集。在下面的各實(shí)施例中，需要一個(gè)多路復(fù)用器，它可以采取圖11所示或圖12所示的形式，這取決于是否將參考時(shí)鐘頻率施加到多路復(fù)用器的各輸入端其中之一，以及多路復(fù)用器的其他各輸出端是否被鎖相于輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘，或者各接口電路其中之一是否接收到數(shù)據(jù)，用以對(duì)一個(gè)電壓控制振蕩器進(jìn)行鎖相，使之成為一個(gè)參考振蕩器，以及是否借助于該電壓控制晶體振蕩器來(lái)同步其他的各路輸出。
圖13表示一種同步體系結(jié)構(gòu)，在其中，在基站可得到一個(gè)E1參考(時(shí)鐘)，并且所有客戶戶內(nèi)設(shè)備都被鎖定于基站的E1參考(時(shí)鐘)?；?300具有一個(gè)輸入端1301，E1參考時(shí)鐘被施加于其上。也就是說(shuō)，E1參考時(shí)鐘被施加到戶內(nèi)控制單元1302。基站具有多個(gè)戶外單元，其中的兩個(gè)被表示為1304-1和1304-2。實(shí)際的數(shù)目取決于系統(tǒng)的選擇，并且可以大于2?；具€有一個(gè)基站控制器1305，它對(duì)多路復(fù)用器1303進(jìn)行控制，使得待發(fā)送的數(shù)據(jù)被引導(dǎo)到各戶外單元1304中的適當(dāng)?shù)囊粋€(gè)。多路復(fù)用器還允許來(lái)自其他來(lái)源的一個(gè)ATM 155輸入被饋送到各戶外單元1304。多個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備1310-1和1310-2(這里僅示出其中的兩個(gè))通過(guò)空中鏈路從基站1300接收數(shù)據(jù)。每一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備1310都包括一個(gè)戶外單元1311以及一個(gè)戶內(nèi)控制單元1312。各戶內(nèi)控制單元都在輸出端1313產(chǎn)生一個(gè)鎖定于E1參考(時(shí)鐘)的輸出。使用這種基本上相同于參照?qǐng)D1所描述的體系結(jié)構(gòu)，所有客戶戶內(nèi)設(shè)備都被鎖定于來(lái)自基站的所有扇區(qū)的、被施加到輸入端1301的E1參考(時(shí)鐘)。
應(yīng)當(dāng)理解，在各種固定的無(wú)線接入系統(tǒng)中，基站有可能從一個(gè)單一的天線裝置向不同的地理扇區(qū)進(jìn)行發(fā)送，上述天線裝置是被設(shè)置在一個(gè)單獨(dú)的桿上、或者是在一個(gè)能覆蓋不同的地理扇區(qū)的單一的陣列之中的多個(gè)定向天線。單一的陣列意味著，各戶外單元可以互相遠(yuǎn)離，但是每一個(gè)都通過(guò)多路復(fù)用器1303被連接到戶內(nèi)控制單元1302以及基站控制器1305。使用這種特定的體系結(jié)構(gòu)，在所有扇區(qū)上的所有客戶戶內(nèi)設(shè)備都被鎖相于E1參考(時(shí)鐘)。
圖14表示一種體系結(jié)構(gòu)，在其中，參考時(shí)鐘是位于基站的ATM155 SONET參考(時(shí)鐘)。在所有扇區(qū)上的各客戶戶內(nèi)設(shè)備都被鎖相于該參考(時(shí)鐘)。這實(shí)質(zhì)上類似于圖2所示的體系結(jié)構(gòu)，但是它被擴(kuò)展，以顯示多個(gè)基站扇區(qū)以及多個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備。在本例中，19.44MHz SONET參考(時(shí)鐘)從基站1400的一個(gè)輸入端1401被施加到一個(gè)多路復(fù)用器1402。一個(gè)戶內(nèi)控制單元1403被連接到作為兩個(gè)戶外單元1404-1和1404-2的多路復(fù)用器。正如參照?qǐng)D13所討論的那樣，基站1400的戶外單元的數(shù)目取決于基站的體系結(jié)構(gòu)，并且不限于兩個(gè)。正如參照?qǐng)D2所描述的那樣，被施加到輸入端1401的19.44MHzSONET時(shí)鐘是主時(shí)鐘，并且來(lái)自多路復(fù)用器1402的各輸出都被鎖定于該時(shí)鐘。戶內(nèi)控制單元1403從該SONET時(shí)鐘產(chǎn)生一個(gè)虛擬的E1時(shí)鐘，并且以相同于參照?qǐng)D2所描述的方式組成各ATM信元。設(shè)置了多個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備1410-1和1410-2(僅示出其中的兩個(gè))，并且經(jīng)由一條無(wú)線鏈路從基站1400接收數(shù)據(jù)。每一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備都包括一個(gè)戶外單元1411以及一個(gè)戶內(nèi)控制單元1412。在每一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備之中的戶內(nèi)控制單元的輸出都是以相同于參照?qǐng)D2所描述的方式，被鎖定于SONET參考時(shí)鐘的E1數(shù)據(jù)。因此，圖14所示的體系結(jié)構(gòu)可用于從SONET到E1的數(shù)據(jù)通信。
圖15所示的體系結(jié)構(gòu)具有一個(gè)參考時(shí)鐘，作為被施加到基站1500的輸入端1501的ATM SONET參考(時(shí)鐘)，以及在一個(gè)或多個(gè)扇區(qū)上的客戶戶內(nèi)設(shè)備1510，后者具有一個(gè)被鎖相于位于輸入端1501的參考(時(shí)鐘)的SONET輸出1511。這種體系結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上跟圖3所示的相同，但是它有所擴(kuò)展，使得一個(gè)具有多個(gè)扇區(qū)的基站在所有扇區(qū)上都能使客戶戶內(nèi)設(shè)備被鎖相于位于輸入端1501的參考(時(shí)鐘)。當(dāng)一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備需要一個(gè)同步的SONET接口時(shí)，就需要一個(gè)具有電壓控制的19.44MHz晶體振蕩器參考(時(shí)鐘)的多路復(fù)用器1513，使多路復(fù)用器能調(diào)整它的時(shí)鐘，以便鎖相于位于輸入端1501的參考(時(shí)鐘)?；镜亩嗦窂?fù)用器1502僅須將參考時(shí)鐘從輸入端1501傳播到戶外單元1504-1、1504-2以及戶內(nèi)控制單元1503，使戶內(nèi)控制單元能產(chǎn)生虛擬的E1時(shí)鐘，并組成各ATM信元以發(fā)送各計(jì)數(shù)值。因此，多路復(fù)用器1502將采取圖11所示的形式，同時(shí)，多路復(fù)用器1513將采取圖12所示的形式。
若一個(gè)單一的扇區(qū)處于自回程模式，即，在該扇區(qū)內(nèi)的一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備是該網(wǎng)絡(luò)的接口，則E1同步參考(時(shí)鐘)來(lái)自該客戶戶內(nèi)設(shè)備。為了使這種同步方法支持這樣的配置，基站控制器僅需把來(lái)自參考的客戶戶內(nèi)設(shè)備的各定時(shí)計(jì)數(shù)值廣播出去，仿佛是它本身的時(shí)鐘那樣。所有客戶戶內(nèi)設(shè)備的各戶外單元的射頻部分都被鎖定于相同的40MHz參考時(shí)鐘這個(gè)事實(shí)意味著這種置換是正確的。40MHz參考時(shí)鐘是無(wú)線鏈路參考時(shí)鐘，并且所有的客戶戶內(nèi)設(shè)備都被鎖相于基站。這個(gè)論題有3種變形，如圖16，17和18所示。
如圖16所示，參考時(shí)鐘是位于一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備的SONET輸入，并且位于該扇區(qū)的客戶戶內(nèi)設(shè)備僅被鎖相于該參考時(shí)鐘?？蛻魬魞?nèi)設(shè)備1600是網(wǎng)絡(luò)上的始發(fā)模塊，并且在輸入端1601接收作為SONET參考時(shí)鐘的一個(gè)輸入，這就是用于該網(wǎng)絡(luò)的19.44MHz參考時(shí)鐘。按照相同于參照?qǐng)D2所描述的方法，輸入1601被饋送到多路復(fù)用器1602。戶內(nèi)控制單元1603以及客戶戶內(nèi)設(shè)備1604被連接到該多路復(fù)用器。這在實(shí)質(zhì)上相同于在圖2的體系結(jié)構(gòu)中的基站1，并且以相同的方式進(jìn)行工作。適當(dāng)?shù)挠?jì)數(shù)器信息被送往基站1610，從那里它被轉(zhuǎn)播到下一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備1620?？蛻魬魞?nèi)設(shè)備1620包括一個(gè)戶外單元1621以及一個(gè)戶內(nèi)控制單元1622，后者具有一個(gè)輸出1623，它是一個(gè)被鎖相于SONET參考時(shí)鐘1601的E1輸出。以實(shí)質(zhì)上相同于參照?qǐng)D2所描述的方式來(lái)完成這一步，所不同的是在無(wú)線鏈路2中插入了一個(gè)基站。由于所有的客戶戶內(nèi)設(shè)備的40MHz射頻時(shí)鐘都被鎖定于該基站的40MHz時(shí)鐘，所以這種體系結(jié)構(gòu)是可能的。
圖17表示這樣一種情形，即，參考時(shí)鐘是被施加到一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備1700的一個(gè)輸入端1701的E1參考時(shí)鐘?；?710跟客戶戶內(nèi)設(shè)備進(jìn)行通信，并接收從客戶戶內(nèi)設(shè)備1700發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。該基站還將數(shù)據(jù)從客戶戶內(nèi)設(shè)備1700轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備1720。客戶戶內(nèi)設(shè)備1700包括一個(gè)戶內(nèi)控制單元1702以及一個(gè)戶外單元1703。客戶戶內(nèi)設(shè)備1720包括一個(gè)戶內(nèi)控制單元1721以及一個(gè)戶外控制單元1722。戶內(nèi)控制單元1721產(chǎn)生一個(gè)輸出1723，它被鎖定于被施加到客戶戶內(nèi)設(shè)備1700的輸入端1701的E1參考時(shí)鐘。以實(shí)質(zhì)上相同于參照?qǐng)D1所描述的方式來(lái)完成這一步，所不同的是在無(wú)線鏈路2中插入了一個(gè)基站。
圖18表示這樣一種情形，即，在一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備1800的一個(gè)輸入端1801有一個(gè)SONET同步參考時(shí)鐘，而其他的各客戶戶內(nèi)設(shè)備具有被鎖相于SONET輸入的各SONET輸出?；?810從客戶戶內(nèi)設(shè)備1800接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到位于同一扇區(qū)的下一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備1820。這就是說(shuō)，在基站中使用與從客戶戶內(nèi)設(shè)備1800接收數(shù)據(jù)時(shí)相同的戶外單元來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)發(fā)?？蛻魬魞?nèi)設(shè)備1800包括一個(gè)戶內(nèi)控制單元1802，一個(gè)多路復(fù)用器1803，以及一個(gè)戶外單元1804?？蛻魬魞?nèi)設(shè)備1820包括一個(gè)戶外單元1821，一個(gè)多路復(fù)用器1822以及一個(gè)戶內(nèi)控制單元1823。多路復(fù)用器1822包括一個(gè)電壓控制振蕩器，以產(chǎn)生一個(gè)被鎖定于19.44MHz SONET時(shí)鐘的頻率。在從多路復(fù)用器1822引出的一個(gè)輸出端1824，可以得到來(lái)自客戶戶內(nèi)設(shè)備1820的數(shù)據(jù)輸出。這種體系結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上相同于參照?qǐng)D3進(jìn)行圖示和描述的那一種。再有，基站1810僅在介于多個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備之間的無(wú)線鏈路中提供轉(zhuǎn)發(fā)，并且所有的客戶戶內(nèi)設(shè)備的40MHz射頻時(shí)鐘都被鎖定于該基站的40MHz時(shí)鐘這個(gè)事實(shí)意味著由基站把來(lái)自參考的客戶戶內(nèi)設(shè)備的各定時(shí)計(jì)數(shù)值廣播出去，仿佛它們是它本身的時(shí)鐘那樣。
圖19、20和21表示幾種不同的體系結(jié)構(gòu)，其中，一個(gè)多扇區(qū)基站處于自回程模式。這就是說(shuō)，一個(gè)處于該扇區(qū)或者處于一條專用的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路之上的客戶戶內(nèi)設(shè)備就是該網(wǎng)絡(luò)接口，因而也是同步參考時(shí)鐘。在這個(gè)論題上有3種變形。
圖19所示的第一種體系結(jié)構(gòu)是這樣的在回程的客戶戶內(nèi)設(shè)備那里提供一個(gè)E1同步參考(時(shí)鐘)，在另一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備那里提供一個(gè)E1輸出。在圖19中，一個(gè)回程的客戶戶內(nèi)設(shè)備1900具有一個(gè)E1參考輸入端1901，它被連接到它的戶內(nèi)控制單元1902。戶內(nèi)控制單元1902經(jīng)由光纖鏈路1903被連接到一個(gè)戶外單元1904。戶外單元1904通過(guò)無(wú)線鏈路1905向基站1910進(jìn)行發(fā)送?；?910包括一個(gè)戶內(nèi)單元1911，一個(gè)多路復(fù)用器1912，一個(gè)第一戶外單元1913-1和一個(gè)第二戶外單元1913-2?；?910通過(guò)無(wú)線鏈路1915向另一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備1920進(jìn)行發(fā)送。客戶戶內(nèi)單元設(shè)備1920包括一個(gè)戶內(nèi)控制單元1921以及一個(gè)戶外單元1922。在客戶戶內(nèi)設(shè)備1920的輸出端1923可以得到被鎖定于客戶戶內(nèi)設(shè)備1900的輸入端1901的參考時(shí)鐘的E1數(shù)據(jù)。
采用圖19所示的設(shè)計(jì)安排，有兩種可能的方法能使來(lái)自客戶戶內(nèi)設(shè)備1920的輸出端1923的E1輸出同步于在客戶戶內(nèi)設(shè)備1900的輸入端1901的E1參考時(shí)鐘。第一種方法就是通過(guò)頻率拖曳令基站的多路復(fù)用器1912的19.44MHz參考時(shí)鐘鎖相于客戶戶內(nèi)設(shè)備1900的E1參考時(shí)鐘。然后，每一個(gè)扇區(qū)都使用多路復(fù)用器的19.44MHz時(shí)鐘作為一個(gè)本地的參考時(shí)鐘。這就是說(shuō)，基站的戶內(nèi)單元1911可以使用在戶內(nèi)控制單元1902、戶外單元1904、戶外單元1913-1和戶內(nèi)控制單元1911中的各計(jì)數(shù)器來(lái)進(jìn)行相同的計(jì)算，以確定漂移。然后，位于多路復(fù)用器1912之中的一個(gè)鎖相環(huán)對(duì)19.44MHz振蕩器進(jìn)行頻率拖曳，使之鎖定于E1參考時(shí)鐘。隨后，客戶戶內(nèi)設(shè)備1920使用多路復(fù)用器1912的19.44MHz時(shí)鐘作為本地參考時(shí)鐘。
第二種方法就是令多路復(fù)用器1912向基站的所有戶外單元提供相同的浮動(dòng)的19.44MHz時(shí)鐘，同時(shí)使用各計(jì)數(shù)器的一個(gè)附加的集合，以多路復(fù)用器1912的19.44MHz時(shí)鐘作為公共參考時(shí)鐘，來(lái)測(cè)量介于每一個(gè)戶外單元的40MHz時(shí)鐘以及回程的戶外單元的40MHz時(shí)鐘之間的頻率差異。
由于基站的戶內(nèi)控制單元不需要知道全部的回程拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所以在基站中，采用鎖相的多路復(fù)用器時(shí)鐘的硬件方法將能在多次回程轉(zhuǎn)發(fā)中更簡(jiǎn)單地改變其規(guī)模。軟件方法要求基站的戶內(nèi)控制單元能精確地知道全部的回程轉(zhuǎn)發(fā)，并且訪問(wèn)在所有的回程轉(zhuǎn)發(fā)戶外單元中的各計(jì)數(shù)器。
圖20表示一種體系結(jié)構(gòu)，其中，同步源是位于客戶戶內(nèi)設(shè)備2000的輸入端2001的一個(gè)SONET參考時(shí)鐘，并且數(shù)據(jù)輸出是被鎖定于輸入端2001的SONET參考時(shí)鐘的另一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備2020的輸出端2023的E1。如圖所示，客戶戶內(nèi)設(shè)備2000包括一個(gè)戶內(nèi)控制單元2002，一個(gè)多路復(fù)用器2003以及一個(gè)戶外單元2004。該基站包括一個(gè)戶內(nèi)控制單元2011，一個(gè)多路復(fù)用器2012以及兩個(gè)戶外單元2013-1和2013-2?？蛻魬魞?nèi)設(shè)備2020包括一個(gè)戶內(nèi)控制單元2021以及一個(gè)戶外單元2022。圖20所示的系統(tǒng)基本上以相同于參照?qǐng)D2所描述的體系結(jié)構(gòu)的方式進(jìn)行工作，所不同的是使用參照于圖19來(lái)描述的兩種方法其中之一，來(lái)將基站2010中的多路復(fù)用器2012鎖定于SONET參考時(shí)鐘，或者令多路復(fù)用器2012中的時(shí)鐘浮動(dòng)，并使用各計(jì)數(shù)器的一個(gè)附加的集合來(lái)測(cè)量介于每一個(gè)戶外單元的40MHz時(shí)鐘之間的頻率差異。再有，在這種實(shí)施方式中，在源客戶戶內(nèi)設(shè)備中的參考時(shí)鐘為SONET，并且在所有扇區(qū)上的目的地客戶戶內(nèi)設(shè)備都被鎖相于該參考時(shí)鐘。
圖21表示這樣一種情形，其中，提供了在回程客戶戶內(nèi)設(shè)備之中或者在源客戶戶內(nèi)設(shè)備之中的一個(gè)SONET參考時(shí)鐘，并且在另一個(gè)扇區(qū)的一個(gè)目的地客戶戶內(nèi)設(shè)備中產(chǎn)生一個(gè)SONET輸出。如圖21所示，一個(gè)SONET參考時(shí)鐘被施加到一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備2100的一個(gè)輸入端2101，同時(shí)施加到其中的一個(gè)多路復(fù)用器2102。以相同于參照?qǐng)D2和3所描述的方式，在戶內(nèi)控制單元2103中產(chǎn)生一個(gè)E1參考時(shí)鐘，使得在計(jì)數(shù)器中的各計(jì)數(shù)被組合為各ATM分組，并從戶外單元2104經(jīng)由無(wú)線鏈路2105發(fā)送到基站2110?；?110包括一個(gè)戶內(nèi)控制單元2111，一個(gè)多路復(fù)用器2112以及兩個(gè)戶外單元2113-1和2113-2?？蛻魬魞?nèi)設(shè)備2120包括一個(gè)戶內(nèi)控制單元2121，一個(gè)戶外單元2122以及一個(gè)多路復(fù)用器2123，后者具有一個(gè)電壓控制振蕩器，以相同于圖3的多路復(fù)用器34的方式進(jìn)行工作。再有，同樣有兩種能使源SONET時(shí)鐘以及目的地SONET時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)同步的方法，它們相同于參照?qǐng)D19和20的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述的方法。
圖22表示一種軟件方法，用于使位于一個(gè)回程客戶戶內(nèi)設(shè)備的輸入端的一個(gè)E1或SONET參考時(shí)鐘跟位于另一個(gè)扇區(qū)的一個(gè)客戶戶內(nèi)設(shè)備的一個(gè)E1輸出實(shí)現(xiàn)同步。如圖22所示，回程客戶戶內(nèi)設(shè)備2200具有一個(gè)輸入端2201，一個(gè)SONET參考時(shí)鐘被施加于其上。該客戶戶內(nèi)設(shè)備包括一個(gè)戶內(nèi)控制單元2202，一個(gè)多路復(fù)用器2203以及一個(gè)戶外單元2204?？蛻魬魞?nèi)設(shè)備2200經(jīng)由無(wú)線鏈路2205向基站2210發(fā)送數(shù)據(jù)?；景ㄒ粋€(gè)戶內(nèi)控制單元2211，一個(gè)多路復(fù)用器2212，一個(gè)第一戶外單元2213-1和一個(gè)第二戶外單元2213-2?；緩膽敉鈫卧?213-2經(jīng)由無(wú)線鏈路2215向客戶戶內(nèi)設(shè)備2220發(fā)送數(shù)據(jù)。該客戶戶內(nèi)設(shè)備包括一個(gè)戶內(nèi)單元2221以及一個(gè)戶外單元2222。該戶內(nèi)單元具有一個(gè)輸出端2223，在其中可得到E1數(shù)據(jù)，后者被鎖定于位于客戶戶內(nèi)設(shè)備2200的輸入端2201的SONET輸入?；究刂破鞅仨氃诿恳粋€(gè)扇區(qū)上廣播來(lái)自回程客戶戶內(nèi)設(shè)備2200的各計(jì)數(shù)器Q1、Q2、Q3和Q4的內(nèi)容。它還必須廣播來(lái)自戶外單元2213-1的各計(jì)數(shù)器Q1和Q2(的內(nèi)容)，上述戶外單元2213-1接收來(lái)自回程客戶戶內(nèi)設(shè)備的數(shù)據(jù)。然后，它必須發(fā)送來(lái)自每一個(gè)扇區(qū)的每一個(gè)戶外單元的Q1和Q2計(jì)數(shù)。隨后，客戶戶內(nèi)設(shè)備2220就能使用回程戶外單元2213-1的計(jì)數(shù)器Q1和Q2以及在正在進(jìn)行發(fā)送的戶外單元2213-2的計(jì)數(shù)器Q1和Q2，以頻率C21來(lái)取代C2，這就是來(lái)自戶外單元2213-1的40MHz射頻時(shí)鐘，以及來(lái)自戶外單元2213-2的40MHz射頻鏈路時(shí)鐘。由此給出ΛSU_Q2′=ΔSU_Q2·ΔAP_Q1ΔAP_Q2·ΔBH_AP_Q2ΔBH_AP_Q1]]>在已經(jīng)作出這種置換之后，就能應(yīng)用參照于圖10進(jìn)行描述的標(biāo)準(zhǔn)漂移(計(jì)算)方法。
為了使網(wǎng)絡(luò)能實(shí)現(xiàn)良好的同步，在同步的意義上來(lái)說(shuō)，必須最小化的就是漂移或累積相差，而不是抖動(dòng)或瞬時(shí)相差。這就是說(shuō)，由于大多數(shù)數(shù)據(jù)設(shè)備都能耐受抖動(dòng)，所以在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，介于不同節(jié)點(diǎn)之間的小的相差不會(huì)引起任何問(wèn)題。當(dāng)這些相差增加或減小引起漂移時(shí)，主要的問(wèn)題才會(huì)出現(xiàn)。
圖23a表示兩個(gè)時(shí)鐘。一開(kāi)始，虛線時(shí)鐘比實(shí)線時(shí)鐘快，然后，經(jīng)過(guò)15個(gè)時(shí)間單位之后，虛線時(shí)鐘就慢下來(lái)。在整個(gè)時(shí)間間隔(30個(gè)時(shí)間單位)上，兩個(gè)時(shí)鐘都經(jīng)歷了相同數(shù)目的周期，即，在該時(shí)間間隔上，表現(xiàn)出來(lái)的總的漂移為零。然而，由于相位是一個(gè)模函數(shù)，即，每360°它就環(huán)繞一周，因此，不會(huì)留下累計(jì)周期的“記憶”，所以介于各波形之間的相差通常為零。這示于圖23b。圖23c表示漂移?？梢钥闯?，僅在起點(diǎn)和終點(diǎn)這兩點(diǎn)上，漂移才為零。在最壞的點(diǎn)上，經(jīng)過(guò)15個(gè)時(shí)間單位之后，漂移約為1.2個(gè)周期。若允許漂移繼續(xù)下去，則它將導(dǎo)致通信設(shè)備中的緩沖存儲(chǔ)器溢出或者欠載運(yùn)行，也就是發(fā)生同步丟失。本發(fā)明對(duì)漂移進(jìn)行跟蹤，這意味著，即使系統(tǒng)在任何一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上沒(méi)有被鎖相，本方法都能跟蹤累積的漂移，并且通過(guò)令時(shí)鐘加快或變慢，讓系統(tǒng)恢復(fù)已失去的或增加的一些周期。本文所描述的方法實(shí)際上跟蹤漂移，而不是跟蹤瞬時(shí)相位，因此，它比僅跟蹤瞬時(shí)相位的方法更為適用。
權(quán)利要求
1.一種用于從一個(gè)源模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向一個(gè)終端模塊傳輸同步數(shù)據(jù)的分組交換通信系統(tǒng)，該網(wǎng)絡(luò)包括經(jīng)由傳輸鏈路互連的多個(gè)模塊，每個(gè)模塊都以標(biāo)稱頻率的時(shí)鐘工作，但該時(shí)鐘不同步于其他模塊的時(shí)鐘，且每個(gè)模塊具有單個(gè)輸入端和一個(gè)或多個(gè)輸出端，其中，所有的輸出端都互相鎖相，但不同步于輸入端，所述系統(tǒng)包括用于確定每個(gè)模塊的輸入時(shí)鐘和輸出時(shí)鐘之間的累積相差的裝置，用于向網(wǎng)絡(luò)中的終端模塊發(fā)送該累積相差的裝置，以及用于利用在終端模塊所接收的累積相差，將終端模塊的輸出時(shí)鐘鎖定于源模塊的輸入時(shí)鐘的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，以有規(guī)則的間隔在ATM數(shù)據(jù)信元中發(fā)送該累積相差。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述確定裝置包括一個(gè)第一計(jì)數(shù)器，用于對(duì)輸入信號(hào)時(shí)鐘的時(shí)鐘周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，一個(gè)第二計(jì)數(shù)器，用于對(duì)輸出信號(hào)時(shí)鐘的時(shí)鐘周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，以及用于同時(shí)讀出第一和第二計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)的裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，包括一個(gè)鎖存器，用于存儲(chǔ)對(duì)較高頻率時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，該計(jì)數(shù)通過(guò)較低頻率時(shí)鐘的沿被計(jì)時(shí)到鎖存器。
5.如權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述用于發(fā)送相差的裝置包括用于組裝一個(gè)含有第一和第二計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)的ATM信元的裝置。
6.一種用于恢復(fù)在一個(gè)分組交換通信網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)鐘信號(hào)的方法，該網(wǎng)絡(luò)包括經(jīng)由傳輸鏈路互連的多個(gè)模塊，每個(gè)模塊都以標(biāo)稱頻率的時(shí)鐘工作，但該時(shí)鐘不同步于其他模塊的時(shí)鐘，并且具有單個(gè)輸入端和一個(gè)或多個(gè)輸出端，其中，所有的輸出端都互相鎖相，但不同步于輸入端，該方法包括以下步驟a)確定每個(gè)模塊處的輸入時(shí)鐘和輸出時(shí)鐘之間的累積相差，b)向終端模塊發(fā)送該確定的累積相差，以及c)利用在終端網(wǎng)絡(luò)所接收的該累積相差，恢復(fù)該網(wǎng)絡(luò)的源模塊處的時(shí)鐘。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，該網(wǎng)絡(luò)使用異步傳輸模式(ATM)，并且在一個(gè)ATM信元中發(fā)送該累積相差。
8.如權(quán)利要求6或權(quán)利要求7所述的方法，其中，步驟a)包括以下步驟d)將一個(gè)模塊的輸入時(shí)鐘施加到該模塊內(nèi)的一個(gè)第一計(jì)數(shù)器，e)將該模塊的輸出時(shí)鐘施加到該模塊內(nèi)的一個(gè)第二計(jì)數(shù)器，f)以給定的時(shí)間間隔，同時(shí)讀出第一和第二計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，步驟d)包括發(fā)送在步驟f)中讀出的計(jì)數(shù)。
10.如權(quán)利要求8或權(quán)利要求9所述的方法，其中，在較低頻率時(shí)鐘的跳變點(diǎn)上讀計(jì)數(shù)器。
全文摘要
一種用于從一個(gè)源模塊(4)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向一個(gè)終端模塊(8)發(fā)送同步數(shù)據(jù)的分組交換通信系統(tǒng)，上述網(wǎng)絡(luò)包括經(jīng)由傳輸鏈路(2，6，9)互連的多個(gè)模塊(4，5，7，8)，每個(gè)模塊都以標(biāo)稱頻率的時(shí)鐘工作，但該時(shí)鐘不同步于其他模塊的時(shí)鐘，每個(gè)模塊具有單個(gè)輸入端和一個(gè)或多個(gè)輸出端，其中，所有的輸出端都互相鎖相，但不同步于輸入端。本系統(tǒng)包括用于確定每個(gè)模塊的輸入時(shí)鐘和輸出時(shí)鐘之間的累積相差的裝置(405，504)，以及用于向網(wǎng)絡(luò)中的終端模塊(8)發(fā)送該累積相差的裝置(5，7)。利用在終端模塊(8)所接收的累積相差，將終端模塊的輸出時(shí)鐘鎖定于源模塊的輸入時(shí)鐘。
文檔編號(hào)H04L12/54GK1647424SQ03808174
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2003年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月11日
發(fā)明者約翰·D.·波特, 本尼迪克特·R.·弗里曼 申請(qǐng)人:劍橋?qū)拵в邢薰?br>