專利名稱：：基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞方法和裝置及保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于計算機通信領(lǐng)域，涉及以太網(wǎng)的時分復(fù)用，特別是涉及以太網(wǎng)時分復(fù)用的時鐘同步傳遞。
背景技術(shù)：
：以太網(wǎng)技術(shù)因其低成本、簡單易用等特點，不僅在局域網(wǎng)得到普遍應(yīng)用，在城域網(wǎng)的應(yīng)用也越來越多。雖然以太網(wǎng)具有上述優(yōu)勢，但是對實時性要求較高的恒速率通信業(yè)務(wù)(例如，視頻，音頻)，時分復(fù)用(TimeDivisionMultiple,TDM)傳輸更容易保證其時延、抖動等QoS(QualityofService)指標(biāo)。因此，對于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃者，以太網(wǎng)和時分復(fù)用的結(jié)合是包括語音通信的混合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的理想解決方案。然而時分復(fù)用對時鐘同步的要求較高，而現(xiàn)有以太網(wǎng)系統(tǒng)不要求同步，IEEE802.3僅要求各個節(jié)點的時鐘精度為士100ppm，而且現(xiàn)有以太網(wǎng)系統(tǒng)中同一設(shè)備的各個以太網(wǎng)端口相互獨立，不進(jìn)行時鐘同步。根據(jù)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，一個以太網(wǎng)端口一般包括媒介訪問控制層(MAC)和物理層(PHY)兩部分，其二者之間為介質(zhì)無關(guān)端口(MediaIndependentInterface，Mil)或千兆介質(zhì)無關(guān)端口(GigabitMediaIndependentInterface,GMII)連接(具體實現(xiàn)也有由介質(zhì)無關(guān)端口或千兆介質(zhì)無關(guān)端口變形而成的接口)，圖1所示為媒介訪問控制層與物理層的介質(zhì)無關(guān)端口接口，其中各個信號的功能如下表1所示。<table>complextableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>TX—ENMAC輸出，指示有效發(fā)送幀的開始和結(jié)束。TX—CLKPHY輸出，發(fā)送時鐘，同步TX_ER、TXD、TX—EN等信號。GMII接口中為GTX—CLK,由MAC提供給PHY。RX—ERPHY輸出，指示接收幀內(nèi)錯誤字節(jié)或幀結(jié)尾的擴(kuò)展部分。RXD<3:o〉PHY輸出，接收數(shù)據(jù)。GMII接口中為RXD<7:0>RX一DVPHY輸出，指示有效接收幀的開始和結(jié)束。RX—CLKPHY輸出，接收時鐘，同步RX一ER、RXD、RX一DV等信號。COLPHY輸出，異步信號，半雙工模式下的碰撞指示；802.3沒有定義全雙工下的含義。CRSPHY輸出，異步信號，半雙工模式下的線路忙和空閑指示。表l:介質(zhì)無關(guān)端口及千兆介質(zhì)無關(guān)端口接口的信號及其功能圖2所示為媒介訪問控制層和物理層之間的幀結(jié)構(gòu)，其中包括前導(dǎo)碼(Preamble)，幀首定界符(SFD，StartFrameDelimiter)，有效內(nèi)容和幀間隔(IFG，InterframeGap)。如圖2所示，IEEE802.3規(guī)定媒介訪問控制層發(fā)送幀時需要向物理層提供7字節(jié)的前導(dǎo)碼和1字節(jié)的幀首定界符；同時，IEEE802.3規(guī)定物理層接收后可以向媒介訪問控制層提供前導(dǎo)碼，也可以不提供前導(dǎo)碼，但是需要向媒介訪問控制層提供1字節(jié)的幀首定界符。鑒于現(xiàn)有以太網(wǎng)系統(tǒng)不要求時鐘同步，因此現(xiàn)有以太網(wǎng)系統(tǒng)中不同設(shè)備只有對接的兩個以太網(wǎng)端口之間需要配合，每個端口的物理層都需要參考晶振，用作恢復(fù)線路時鐘使用，以下介紹現(xiàn)有技術(shù)的兩種恢復(fù)時鐘第一，針對IOBASE-T和100BASE-TX等多數(shù)接口來說，發(fā)送使用本地物理層晶振時鐘，接收使用恢復(fù)時鐘；第二，針對100BASE-T2和1000BASE-T接口來說，分為主(Master)和從(Slave)兩種模式，前者都使用本地物理層時鐘來收發(fā)，后者都使用恢復(fù)時鐘來收發(fā)。IOBASE-T、100BASE-TX和1000BASE-T的收發(fā)時鐘信息流向分別如圖3和圖4所示，其中圖3為IOBASE-T和100BASE-TX的收發(fā)時鐘流向的示意圖，圖4為1000BASE-T的收發(fā)時鐘流向的示意圖。由圖3和圖4可知，雖然對接兩個以太網(wǎng)端口之間有收發(fā)時鐘鎖定關(guān)系，但是因為同一設(shè)備中不同端口的時鐘相互之間不要求有同步關(guān)系，因此一般不能將一個端口得到的時鐘同步傳遞到同一設(shè)備的其它端口，因此現(xiàn)有以太網(wǎng)設(shè)備不構(gòu)成同步網(wǎng)絡(luò)。為了將一個端口得到的時鐘同步傳遞到其他端口，并構(gòu)成同步網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)有技術(shù)提供了兩種解決方案。其一，通過使同一設(shè)備的各個端口物理層時鐘同源來實現(xiàn)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的時鐘同步。實現(xiàn)原理如圖5所示，所述方案向以太網(wǎng)設(shè)備各個端口的物理層提供時鐘。首先，根據(jù)時鐘來源，經(jīng)過時鐘選擇電路選擇時鐘質(zhì)量高的時鐘來源作為本設(shè)備的同步時鐘源；其次，經(jīng)過時鐘變換電路將時鐘源發(fā)送的時鐘調(diào)整為各個端口的物理層所需的頻率；最后，將所述時鐘提供給各個端口的物理層作為發(fā)送時鐘。針對100BASE-T2和1000BASE-T接口來說，其物理層具有主(Master)和從(Slave)兩種模式，如圖5所示，往下級傳遞同步時鐘的物理層工作于主(Master)模式，接收來自上級同步時鐘的物理層工作于從(Slave)模式。雖然本方案可以達(dá)到構(gòu)成同步網(wǎng)絡(luò)的目的，但是其同時存在以下三個缺陷第一，每個節(jié)點的物理層需要同頻率收發(fā)同步時鐘；第二，時鐘選擇及變換芯片設(shè)計復(fù)雜；第三，當(dāng)上級時鐘到達(dá)的路徑斷開后，以太網(wǎng)的物理層仍然會根據(jù)本地晶振產(chǎn)生一個接收時鐘，而時鐘選擇芯片無法及時判斷路徑已經(jīng)斷開并切換到備份的線路時鐘，需要軟件讀取物理層的內(nèi)部寄存器才能得知。其二，根據(jù)IEEE1588中定義的方法，其實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點的時間同步。具體工作原理參考IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)，該同步方法要求每個參與同步的以太網(wǎng)端口硬件測定IEEE1588類型的數(shù)據(jù)包離開的精確時間和到達(dá)的精確時間，本節(jié)點計算出鏈路傳輸時延和數(shù)據(jù)包在本節(jié)點停留時間，并通過IEEE1588類型數(shù)據(jù)包與相鄰節(jié)點交換這些實際測定和計算的信息。為了更精確的時間同步，有些系統(tǒng)中各個節(jié)點還計算出本地晶振與主時鐘的頻率偏差。雖然本方案可以達(dá)到構(gòu)成同步網(wǎng)絡(luò)的目的，但是其同時存在以下兩個缺陷第一，每個節(jié)點的結(jié)構(gòu)均較為復(fù)雜，其需要測定數(shù)據(jù)包離開時間和數(shù)據(jù)到達(dá)時間，同時進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)計算，而且需要與相鄰節(jié)點雙向通信；第二，所述方案無法直接使用現(xiàn)有媒介訪問控制層，需要在現(xiàn)有媒介訪問控制層基礎(chǔ)上進(jìn)行較大更改。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞的方法和裝置，所述方法針對時分以太網(wǎng)周期性發(fā)送以太網(wǎng)幀，對比現(xiàn)有技術(shù)，本方法實現(xiàn)起來更為簡單有效；同時本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述時鐘同步傳遞裝置的保護(hù)方法，所述方法可以實現(xiàn)硬件自動檢測同步時鐘傳遞路徑的故障，并實現(xiàn)自動快速保護(hù)。為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明為一種基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞方法，其中，所述方法包括以下步驟步驟Sl.上級節(jié)點按照主節(jié)點發(fā)送周期向下級節(jié)點發(fā)送以太網(wǎng)幀；步驟S2.所述下級節(jié)點通過接收所述以太網(wǎng)幀獲得所述主節(jié)點發(fā)送周期；根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的技術(shù)構(gòu)思的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞方法，其中，該方法在步驟S2后還包括步驟S3,所述從節(jié)點生成與所述主節(jié)點時鐘同步的業(yè)務(wù)同步時鐘。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的技術(shù)構(gòu)思的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞方法，其中，步驟S1的具體步驟包括步驟Sll.激活介質(zhì)無關(guān)端口的接口信號；步驟S12.發(fā)送以太網(wǎng)幀；步驟S13.無效所述介質(zhì)無關(guān)端口的接口信號，并發(fā)送幀間隔。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的技術(shù)構(gòu)思的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞方法，其中，步驟S1中，所述以太網(wǎng)幀的有效內(nèi)容部分為固定長度。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的技術(shù)構(gòu)思的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞方法，其中，步驟S1中，若采用主節(jié)點發(fā)送周期信號變換得到的同步時鐘作為以太網(wǎng)發(fā)送端口時鐘源，則所述以太網(wǎng)幀的幀間隔部分的長度固定。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的技術(shù)構(gòu)思的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞方法，其中，步驟S1中，若采用本地普通晶振作為以太網(wǎng)發(fā)送端口時鐘源，則所述以太網(wǎng)幀的幀間隔部分的長度可變，但是不少于12字節(jié)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的技術(shù)構(gòu)思的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞方法，其中，步驟S2中，介質(zhì)無關(guān)端口的接口信號指示下級節(jié)點接收以太網(wǎng)幀的周期信息。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的技術(shù)構(gòu)思的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞方法，其中，可選步驟S3中，所述從節(jié)點根據(jù)主節(jié)點時鐘與本地晶振的頻率偏差，生成與主節(jié)點時鐘同步的業(yè)務(wù)同步時鐘。為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明為一種基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞裝置，包括以太網(wǎng)同步發(fā)送端口和以太網(wǎng)同步接收端口，其中，所述裝置進(jìn)一步包括連接于所述以太網(wǎng)同步發(fā)送端口和所述以太網(wǎng)同步接收端口的周期發(fā)送觸發(fā)脈沖生成單元，其中，所述周期發(fā)送觸發(fā)脈沖生成單元從時鐘同步路徑上的上級節(jié)點得到主節(jié)點的發(fā)送周期，并生成本節(jié)點各個端口的周期性發(fā)送使能信號。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的技術(shù)構(gòu)思的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞裝置，其中，所述裝置進(jìn)一步包括連接于所述周期發(fā)送觸發(fā)脈沖生成單元的同步時鐘生成單元，所述同步時鐘生成單元根據(jù)周期發(fā)送觸發(fā)脈沖生成單元提供的主節(jié)點發(fā)送周期生成本節(jié)點需要的同步時鐘。為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的另一個方面為一種基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞的保護(hù)方法，其中，包括以下步驟步驟SSl.判斷主同步路徑是否發(fā)生故障，若發(fā)生故障，則進(jìn)行下一步驟；步驟SS2.切換到備份同步路徑。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的技術(shù)構(gòu)思的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞的保護(hù)方法，其中，步驟SS1中，以太網(wǎng)設(shè)備通過介質(zhì)無關(guān)接口的幀接收指示信號判斷主同步路徑是否發(fā)生故障。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的技術(shù)構(gòu)思的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞的保護(hù)方法，其中，步驟SS1中，以太網(wǎng)設(shè)備連續(xù)兩次未收到介質(zhì)無關(guān)接口的幀接收指示信號則判斷主同步路徑發(fā)生故障。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的技術(shù)構(gòu)思的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞的保護(hù)方法，其中，步驟SS2中，以太網(wǎng)設(shè)備通過濾波算法，實現(xiàn)平滑切換。本發(fā)明的優(yōu)點在于，第一，本發(fā)明可實現(xiàn)時分以太網(wǎng)系統(tǒng)的同步信息傳遞；第二，本發(fā)明實現(xiàn)方式較為簡單，從節(jié)點各個端口物理層可以使用普通晶振；第三，本發(fā)明所述從節(jié)點可以生成與所述主節(jié)點時鐘同步的業(yè)務(wù)同步時鐘；第四，本發(fā)明可以實現(xiàn)簡單、實時的保護(hù)倒換功能。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中媒介訪問控制層與物理層的介質(zhì)無關(guān)端口接口及接口信號的示意圖2為現(xiàn)有技術(shù)中以太網(wǎng)幀的幀結(jié)構(gòu)圖3為現(xiàn)有技術(shù)中IOBASE-T和100BASE-TX的收發(fā)時鐘流向示意圖4為現(xiàn)有技術(shù)中1000BASE-T的收發(fā)時鐘流向示意圖5為現(xiàn)有技術(shù)中以太網(wǎng)時鐘同步傳遞原理示意圖6為現(xiàn)有技術(shù)中IEEE802.3的以太網(wǎng)媒介訪問控制層的幀結(jié)構(gòu)圖;圖7為根據(jù)本發(fā)明的定長以太網(wǎng)幀的幀結(jié)構(gòu)圖8為根據(jù)本發(fā)明的周期性發(fā)送以太網(wǎng)幀的傳遞同步時鐘的示意圖9為根據(jù)本發(fā)明的時鐘同步傳遞方法的流程圖IO為根據(jù)本發(fā)明的從節(jié)點結(jié)構(gòu)的模塊圖11為根據(jù)本發(fā)明的時鐘同步傳遞的保護(hù)方法的原理示意圖；以及圖12為根據(jù)本發(fā)明的時鐘同步傳遞的保護(hù)方法的流程圖。具體實施例方式下面參考附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞方法和裝置，其中，圖7為根據(jù)本發(fā)明的定長以太網(wǎng)幀的幀結(jié)構(gòu)圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明的周期性發(fā)送以太網(wǎng)幀的傳遞同步時鐘的示意圖；以及，圖9為根據(jù)本發(fā)明的從節(jié)點結(jié)構(gòu)的模塊圖。首先，定長以太網(wǎng)幀以及以太網(wǎng)時分化。如圖6所示，IEEE802.3給出的以太網(wǎng)媒介訪問控制層的幀結(jié)構(gòu)，其中包括7字節(jié)的前導(dǎo)碼，l字節(jié)的幀首定界符，6字節(jié)的目的端地址，6字節(jié)的源端地址，2字節(jié)的長度/類型值，46到1500字節(jié)的媒介訪問控制層用戶數(shù)據(jù)(MACClientData)，4字節(jié)的幀校驗序列以及擴(kuò)展部分。此外，IEEE802.3還給出了10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s的幀間隔(IFG，InterframeGap)，最小為12字節(jié)。本發(fā)明使用的定長以太網(wǎng)幀，其與現(xiàn)有以太網(wǎng)幀兼容，如圖7所示，其區(qū)別在于定長以太網(wǎng)幀的有效內(nèi)容(Fmme)部分包含的數(shù)據(jù)長度固定，同時仍然保持前導(dǎo)碼和幀首定界符(SFD)。如果上層數(shù)據(jù)與以太網(wǎng)幀頭組成的實際有效內(nèi)容(Frame)小于規(guī)定長度，則可以用擴(kuò)展部分(Extension)擴(kuò)展，也可讓線路空閑。如果上層數(shù)據(jù)與以太網(wǎng)幀頭組成實際有效部分(Frame)大于規(guī)定長度，則需要先分片，例如，IP包分片，來實現(xiàn)跨幀傳輸。在定義定長以太網(wǎng)幀的基礎(chǔ)上，以太網(wǎng)時分化就是指每個以太網(wǎng)輸出口按照固定以太網(wǎng)幀總長度為單位劃分時隙，并且僅在時隙開始時刻才發(fā)送以太網(wǎng)幀。其次，定長發(fā)送周期的傳遞。時分化以太網(wǎng)要求主節(jié)點以太網(wǎng)端口周期性的發(fā)送定長以太網(wǎng)幀，其中包括固定字節(jié)長度的幀間隔，各個從節(jié)點通過接收以太網(wǎng)幀獲得主節(jié)點的固定發(fā)送周期，并按照相同的周期頻率發(fā)送以太網(wǎng)幀，實現(xiàn)逐級傳遞。如圖9的步驟S1所示，主節(jié)點(如圖8所示的設(shè)備A)中含有基準(zhǔn)時鐘源(PrimaryReferenceClock，PRC)或通過同步網(wǎng)同步于基準(zhǔn)時鐘源，其基于該基準(zhǔn)時鐘源向下級節(jié)點周期性發(fā)送以太網(wǎng)幀，其中，所述步驟S1包括以下子步驟，首先，如圖9的步驟S11所示，定時周期開始時激活介質(zhì)無關(guān)端口或千兆介質(zhì)無關(guān)端口的接口信號TX—EN;然后，如圖9的步驟S12所示，開始發(fā)送一幀的前導(dǎo)碼，按順序發(fā)送幀首定界符(SFD)和有效內(nèi)容(Frame);最后，如圖9的步驟S13所示，無效介質(zhì)無關(guān)端口或千兆介質(zhì)無關(guān)端口的接口信號TX一EN，并發(fā)送一定長度的幀間隔(IFG)。如圖9的步驟S2所示，從節(jié)點(如圖8所示的設(shè)備B和C)，會周期性收到上級設(shè)備下傳的定長幀，定長幀的到達(dá)由介質(zhì)無關(guān)端口或千兆介質(zhì)無關(guān)端口的接口信號RX—DV指示，由此從節(jié)點的周期發(fā)送觸發(fā)脈沖生成單元(參考圖10)從時鐘同步路徑上的上級節(jié)點得到主節(jié)點的發(fā)送周期，并生成本節(jié)點各個端口的周期性發(fā)送使能信號，其控制各端口的發(fā)送節(jié)奏。最終實現(xiàn)從節(jié)點按照獲得的主節(jié)點的發(fā)送周期發(fā)送以太網(wǎng)幀。以下舉例說明主節(jié)點循環(huán)發(fā)送的固定長度幀結(jié)構(gòu)前導(dǎo)碼(Preamble)7字節(jié)，幀首定界符(SFD)l字節(jié)，有效內(nèi)容(Fmme)部分601字節(jié)，幀間隔(IFG)16字節(jié)，整個幀長為625字節(jié)。則對于10Mb/s以太網(wǎng)，625字節(jié)相當(dāng)于125usX4-500us(625X8/10M=500us)的傳輸時延；對于100Mb/s以太網(wǎng)，625字節(jié)相當(dāng)于50us的傳輸時延。實際系統(tǒng)設(shè)計可以指定其它的幀間隔(IFG)和有效內(nèi)容(Frame)部分長度。從節(jié)點各端口采用各自滿足士100ppm精度的普通晶振作為發(fā)送時鐘。由于本地普通晶振與主節(jié)點時鐘有頻率偏差，各個端口發(fā)的以太網(wǎng)幀有固定長度的有效數(shù)據(jù)，但是各幀的幀間隔(IFG)長度可能有微小變化，可以用于吸收普通晶振的頻率誤差。這樣從節(jié)點維持著與主節(jié)點具有相同的發(fā)送周期。通過調(diào)整幀間隔(IFG)長度實現(xiàn)固定發(fā)送周期的方法舉例如下IEEE802.3中，規(guī)定幀間隔(IFG)最少為12字節(jié)，為了保證最極端情況下普通設(shè)備節(jié)點有足夠的時間發(fā)送至少12字節(jié)的幀間隔(IFG)，主時鐘節(jié)點的定長幀的幀間隔(IFG)需要大于12字節(jié)，以主節(jié)點發(fā)送幀間隔(IFG)是16字節(jié)為例。從節(jié)點各個端口在使用本地普通晶振的頻率發(fā)送規(guī)定長度的數(shù)據(jù)后，在下一個幀周期開始前，若本地晶振比主節(jié)點時鐘快，并累積了1字節(jié)的發(fā)送時間誤差，則增加幀間隔(IFG)長度到17字節(jié)以抵消頻偏導(dǎo)致的周期縮短；若本地晶振比主節(jié)點時鐘慢，并累積了1字節(jié)的發(fā)送時間誤差，則減少幀間隔(IFG)長度到15字節(jié)以抵消頻偏導(dǎo)致的周期延長，因而得以維持與主節(jié)點相同的發(fā)送周期。如圖9的步驟S3所示，從節(jié)點根據(jù)其接收到的主節(jié)點發(fā)送周期生成本節(jié)點需要的同步時鐘，如25MHz或2.048MHz等。從節(jié)點生成同步時鐘具有多種方式，其中之一是從節(jié)點計算出本地晶振與主節(jié)點的時鐘之間的頻偏，進(jìn)而調(diào)節(jié)時鐘生成電路中的數(shù)字控制振蕩器輸出同步時鐘。下面舉例說明頻偏的計算方法，設(shè)主節(jié)點有精確的25MHz時鐘，其發(fā)送一個625字節(jié)的固定長度幀需要1250個時鐘周期；設(shè)從節(jié)點的普通晶振精度為25MHz+100ppm;從節(jié)點用本地晶振的時鐘頻率對來自上級節(jié)點的80個連續(xù)定長幀的時間長度(或其它數(shù)值)進(jìn)行測量，得到相應(yīng)的計數(shù)值為100010，而精確的理論值為80X1250=100000。由此可以計算出本地晶振頻偏為(100010—100000)/100000=0.0001，即+100ppm。這種計算方法的時間測量誤差與本地測量時鐘的周期為同一個數(shù)量級，如取100Mbps速率物理層的25MHz時鐘，其計數(shù)引入的誤差為其時鐘周期(40ns)級別。取O.ls的測量長度來計算頻偏，其頻偏精度的數(shù)量級為40ns/(0.1s"0.4ppm。增加參與計算的測量長度，還可以進(jìn)一步提高精度，也就是長期精度可與主節(jié)點時鐘一樣。如上所述，從節(jié)點可根據(jù)其接收到的主節(jié)點發(fā)送周期生成本節(jié)點需要的同步時鐘，如25MHz或2.048MHz等，即也可生成各端口的發(fā)送時鐘。如果采用生成的同步時鐘而不是如上文所述的使用本地普通晶振，則從節(jié)點的各個端口按照主節(jié)點發(fā)送周期發(fā)送定長以太網(wǎng)幀時可包括固定字節(jié)長度的幀間隔(IFG)。綜合以上對基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞方法的描述，如圖10所示，基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞裝置(即時分化以太網(wǎng)的節(jié)點的結(jié)構(gòu))包括多個以太網(wǎng)接口，同時節(jié)點進(jìn)一步包括周期發(fā)送觸發(fā)脈沖生成單元。在一定組網(wǎng)環(huán)境下其中一以太網(wǎng)接口為以太網(wǎng)同步接收端口(從上級接收幀周期信息)，其它接口為以太網(wǎng)同步發(fā)送端口(向下級發(fā)送幀周期信息)。以下根據(jù)上述節(jié)點結(jié)構(gòu)分別介紹主從節(jié)點的工作原理。作為時分化以太網(wǎng)的主節(jié)點，其基于基準(zhǔn)時鐘源通過作為以太網(wǎng)同步發(fā)送端口的以太網(wǎng)接口不斷向從節(jié)點發(fā)送定長幀；作為時分化以太網(wǎng)的從節(jié)點，其周期發(fā)送觸發(fā)脈沖生成單元通過以太網(wǎng)同步接收端口物理層的介質(zhì)無關(guān)端口或千兆介質(zhì)無關(guān)端口的接口信號RX—DV跟蹤來自上級節(jié)點的發(fā)送幀周期信息，并生成本節(jié)點各個端口的周期性發(fā)送使能信號，其控制各端口的發(fā)送節(jié)奏。最終實現(xiàn)各級從節(jié)點按照獲得的主節(jié)點的發(fā)送周期發(fā)送以太網(wǎng)幀。在需要從接收到的主節(jié)點的發(fā)送周期生成同步時鐘信號的節(jié)點還包括同步時鐘生成單元，該同步時鐘生成單元根據(jù)其周期發(fā)送觸發(fā)脈沖生成單元提供的周期脈沖生成本節(jié)點需要的時鐘信號，如25MHz或2.048MHz等。從節(jié)點的同步時鐘生成單元可通過多種方式實現(xiàn)，其中之一是從節(jié)點計算出本地晶振與主節(jié)點的時鐘之間的頻偏，進(jìn)而根據(jù)該頻偏調(diào)節(jié)該同步時鐘生成單元中的數(shù)字控制振蕩器輸出同步時鐘。由此，整個網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點逐級傳遞，從而實現(xiàn)時鐘同步。以下通過附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的時鐘同步傳遞的保護(hù)方法。為了保護(hù)時鐘的同步傳遞，系統(tǒng)需要備份同步路徑，當(dāng)一條路徑故障時，受影響的某個從節(jié)點，需要能檢測出故障，并切換到備份同步路徑上。其中，圖11為根據(jù)本發(fā)明的時鐘同步傳遞的保護(hù)方法的原理示意圖；以及圖12為根據(jù)本發(fā)明的時鐘同步傳遞的保護(hù)方法的流程圖。如圖11A所示，正常情況下，設(shè)備B通過主同步路徑Port1從設(shè)備A接收周期性以太網(wǎng)幀，同時Port2與設(shè)備A'的連接作為備份同步路徑。同時，如圖12的步驟SS1所示，設(shè)備B根據(jù)以太網(wǎng)幀的接口信號持續(xù)判斷同步路徑的工作狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備B無法通過主同步路徑Portl收到周期性以太網(wǎng)幀(由介質(zhì)無關(guān)端口或千兆介質(zhì)無關(guān)端口的接口信號RJ^DV指示)或以太網(wǎng)幀內(nèi)有不少錯誤(由介質(zhì)無關(guān)端口或千兆介質(zhì)無關(guān)端口的接口信號RX_ER指示)時，即同步路徑發(fā)生故障，貝U，如圖12的步驟SS2所示，設(shè)備B將平滑切換到備份同步路徑Port2作為同步路徑，即如圖11B所示，采用設(shè)備A'提供的同步時鐘。其中，設(shè)備B通過濾波算法實現(xiàn)主同步路徑Portl到備份同步路徑Port2的相位平滑切換，因此，所述切換操作并不導(dǎo)致設(shè)備C發(fā)生不必要的同步路徑切換。由此，時鐘的同步傳遞通過簡便的硬件切換得到有效的保護(hù)。下面舉例說明濾波算法的具體實現(xiàn)，首先，周期發(fā)送觸發(fā)脈沖生成單元在根據(jù)本地晶振和已有的同步信息判斷連續(xù)2次未收到指示以太網(wǎng)幀的接口信號RX一DV的情況下，將設(shè)備倒換到備份路徑，在此期間從節(jié)點根據(jù)本地晶振和已有的同步信息繼續(xù)給下級設(shè)備發(fā)送定長以太網(wǎng)幀；其次，切換時，周期發(fā)送觸發(fā)脈沖生成單元輸出的用于控制各端口發(fā)送節(jié)奏的使能信號的相位并不與來自備份路徑的同步時鐘相位一致，在此情況下，系統(tǒng)不將兩者調(diào)節(jié)一致，而是記錄相位差，并始終保持該相位差，因此避免了下級節(jié)點檢測到相位突變而引起錯誤的倒換。需要聲明的是，上述
發(fā)明內(nèi)容及具體實施方式意在證明本發(fā)明所提供技術(shù)方案的實際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的精神和原理內(nèi)，當(dāng)可作各種修改、等同替換或改進(jìn)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以所附權(quán)利要求書為準(zhǔn)。權(quán)利要求1.一種基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟步驟S1.上級節(jié)點按照主節(jié)點發(fā)送周期向下級節(jié)點發(fā)送以太網(wǎng)幀；步驟S2.所述下級節(jié)點通過接收所述以太網(wǎng)幀獲得所述主節(jié)點發(fā)送周期。2.如權(quán)利要求l所述的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞方法，其特征在于，該方法在步驟S2后還包括步驟S3，所述下級節(jié)點生成與所述主節(jié)點時鐘同步的業(yè)務(wù)同步時鐘。3.如權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞方法，其特征在于，步驟S1的具體步驟包括步驟Sll.激活介質(zhì)無關(guān)端口的接口信號；步驟S12.發(fā)送以太網(wǎng)幀；步驟S13.無效所述介質(zhì)無關(guān)端口的接口信號，并發(fā)送幀間隔。4.如權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞方法，其特征在于，步驟S1中，所述以太網(wǎng)幀的有效內(nèi)容部分為固定長度。5.如權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞方法，其特征在于，步驟S1中，若采用主節(jié)點發(fā)送周期信號變換得到的同步時鐘作為以太網(wǎng)發(fā)送端口時鐘源，則所述以太網(wǎng)幀的幀間隔部分的長度固定。6.如權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞方法，其特征在于，步驟Sl中，若采用本地普通晶振作為以太網(wǎng)發(fā)送端口時鐘源，則所述以太網(wǎng)幀的幀間隔部分的長度可變，但不少于12字節(jié)。7.如權(quán)利要求l所述的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞方法，其特征在于，步驟S2中，所述下級節(jié)點通過介質(zhì)無關(guān)端口的接口信號的指示接收以太網(wǎng)幀的周期信息。8.如權(quán)利要求2所述的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞方法，其特征在于，步驟S3中，所述下級節(jié)點根據(jù)主節(jié)點時鐘與本地晶振的頻率偏差，生成與所述主節(jié)點時鐘同步的業(yè)務(wù)同步時鐘。9.一種基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞裝置，包括以太網(wǎng)同步發(fā)送端口和以太網(wǎng)同步接收端口，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括連接于所述以太網(wǎng)同步發(fā)送端口和所述以太網(wǎng)同步接收端口的周期發(fā)送觸發(fā)脈沖生成單元，其中，所述周期發(fā)送觸發(fā)脈沖生成單元從時鐘同步路徑上的上級節(jié)點得到主節(jié)點的發(fā)送周期，并生成本節(jié)點各個端口的周期性發(fā)送使能信號。10.如權(quán)利要求9所述的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括連接于所述周期發(fā)送觸發(fā)脈沖生成單元的同步時鐘生成單元，所述同步時鐘生成單元根據(jù)周期發(fā)送觸發(fā)脈沖生成單元提供的主節(jié)點發(fā)送周期生成本節(jié)點需要的同步時鐘。11.一種基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞的保護(hù)方法，其特征在于，包括以下步驟-步驟SSl.判斷主同步路徑是否發(fā)生故障，若發(fā)生故障，則進(jìn)行下一步驟；步驟SS2.切換到備份同步路徑。12.如權(quán)利要求11所述的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞的保護(hù)方法，其特征在于，步驟SS1中，以太網(wǎng)設(shè)備通過介質(zhì)無關(guān)接口的幀接收指示信號判斷主同步路徑是否發(fā)生故障。13.如權(quán)利要求12所述的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞的保護(hù)方法，其特征在于，步驟SS1中，以太網(wǎng)設(shè)備連續(xù)兩次未收到介質(zhì)無關(guān)接口的幀接收指示信號則判斷主同步路徑發(fā)生故障。14.如權(quán)利要求11所述的基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞的保護(hù)方法，其特征在于，步驟SS2中，以太網(wǎng)設(shè)備通過濾波算法，實現(xiàn)平滑切換。全文摘要本發(fā)明為一種基于以太網(wǎng)時分化的時鐘同步傳遞方法，其中，所述方法包括以下步驟步驟S1，上級節(jié)點按照主節(jié)點發(fā)送周期向下級節(jié)點發(fā)送以太網(wǎng)幀；步驟S2，所述下級節(jié)點通過接收所述以太網(wǎng)幀獲得所述主節(jié)點發(fā)送周期。本發(fā)明的優(yōu)點在于可實現(xiàn)時分以太網(wǎng)系統(tǒng)的同步信息傳遞，而且實現(xiàn)方式較為簡單，同時，本發(fā)明所述從節(jié)點生成與所述主節(jié)點時鐘同步的業(yè)務(wù)同步時鐘，并且可以實現(xiàn)簡單、實時的保護(hù)倒換功能。文檔編號H04L7/00GK101197656SQ20061015314公開日2008年6月11日申請日期2006年12月7日優(yōu)先權(quán)日2006年12月7日發(fā)明者洋于,李晶林,瑋王,魏初舜申請人:杭州華三通信技術(shù)有限公司