同步设备和包含该设备的同步系统技术方案

提供了同步设备和包含该设备的同步系统。该同步设备(10)包括：1588同步模块(100)，用于接收带有本地时间戳的1588消息，在第一模式下，基于1588算法计算并提供相位误差，该本地时间戳源自系统时钟和与该系统时钟对应的本地以太网同步信号；频率同步模块(102)，在该第一模式下，根据该本地以太网同步信号与所接收的参考以太网同步信号，控制时钟生成部分(14)将该系统时钟的频率同步于该参考以太网同步信号；相位调整模块(104)，在该第一模式下，在该系统时钟的频率已同步的基础上，接收该1588同步模块提供的所述相位误差，并根据该相位误差来控制该时钟生成部分来改变该系统时钟的相位以弥补该相位误差。

【技术实现步骤摘要】
同步设备和包含该设备的同步系统
本专利技术涉及通信系统中的频率和相位同步技术。
技术介绍
目前，在通信系统中用于同步的技术包括1588协议和以太网同步。其中，1588协议及其相配合的算法使用远程时间服务器通过IP网络发送的1588消息进行频率和相位的同步。而以太网同步(SynchronizationoverEthernet，或简称SyncE)则是通过以太网中传输的物理信号来进行频率的同步。
技术实现思路
在
技术介绍
中所说的1588协议存在一个缺陷：1588消息会受到IP网络状况的影响，例如，如果IP网络延迟或者丢包严重，那么将会导致相位跳跃或者频率丢失，进而影响同步的准确性。虽然可以优化与1588相配合的算法来尽量增加同步性能，但是仍然无法解决延迟或者丢包带来的影响。而以太网同步虽然不受网络状况，例如带宽和阻塞的影响，但是以太网同步只能对频率进行同步，而无法提供相位同步的功能。本专利技术的基本构思包括如下至少一点：1.使用基于物理层的以太网同步来控制时钟生成部分进行频率同步；2.当以太网同步完成频率同步后，使用1588协议来控制该时钟生成部分：基于已同步的频率来计算本地与远程时间服务器之间的相位差，并基于该相位差来再次调节时钟生成部分以获得相位同步；3.当使用1588协议锁定相位后，如果IP网络阻塞或其他异常状况发生，那么1588协议可以被暂停，在这种情况下，本专利技术的实施方式继续使用以太网同步能够在很长时间内保持频率，进而保持相位恒定。而现有技术中，一旦1588协议无法正常运作，那么频率无法获得同步，相位也将失去同步。因此，本专利技术的实施方式能够更长时间地维持同步，能够维持同步的时间取决于以太网同步的稳定性，这在实际系统中常常是能够保持相当长的时间的。在网络恢复或者预定时间段过后，1588协议和算法可以恢复继续进行。根据本专利技术的一个方面，提供了一种同步设备，包括如下部件：1588同步模块，用于接收带有本地时间戳的1588消息，在第一模式下，基于1588算法计算并提供相位误差，其中，该本地时间戳源自系统时钟和与该系统时钟对应的本地以太网同步信号；频率同步模块，在该第一模式下，根据该本地以太网同步信号与所接收的参考以太网同步信号，控制时钟生成部分将该系统时钟的频率同步于该参考以太网同步信号；以及相位调整模块，在该第一模式下，在该系统时钟的频率已同步的基础上，接收所述1588同步模块提供的所述相位误差，并根据该相位误差来控制该时钟生成部分来改变该系统时钟的相位以弥补该相位误差。在该实施方式中，频率的同步准确地由频率同步模块通过以太网同步信号SyncE来进行，不会受到网络拥塞的影响。并且，还加快了1588相位同步的速度。并且，在相位同步后，不论以太网同步信号存在与否，系统都能够保持相位同步。此外，该技术方案能够容易地扩展到现有的同步技术上。优选地，所述相位调整模块将调整结果反馈给该1588同步模块；该1588同步模块根据所述反馈来更新下次将提供给该相位调整模块的该相位误差。该实施方式的优点在于，相位调整模块能够将调整结果直接地反馈给1588同步模块，1588同步模块能够精确地确定调整结果，并进而实时修正相位调整模块下一次进行调整的量，提高相位调整的准确性。优选地，该1588同步模块还根据以下至少任一项来更新下次将提供给该相位调整模块的该相位误差：带有已更新的该本地时间戳的1588消息，该本地时间戳已由该频率同步模块和该相位调整模块所调整的该系统时钟和该本地以太网同步信号而更新；或，对已由该频率同步模块和该相位调整模块所调整的该系统时钟的实际波形和状态变化的检测。该实施方式中，1588同步模块能够更加精确地确定调整结果，以修正相位调整模块下一次进行调整的量，提高相位调整的准确性。优选地，在以下预定条件满足时所述同步设备处于该第一模式下：所述1588消息的包延迟变化的统计结果低于网络拥塞阈值；该相位误差处于该同步设备的相位准确性要求范围之内；使用拥塞算法确定网络尚未拥塞。在该实施方式中，规定了第一模式所基于的条件：网络尚未阻塞或相位误差处于容许范围，在这一条件下，1588同步模块所提供的相位误差是准确的，因此1588协议能够与以太网同步(SyncE)协同工作，以实现频率和相位的同步。优选地，当该预定条件不满足时，所述1588同步模块进入暂缓状态，并进行如下至少任一操作：停止处理该1588消息；停止提供所述相位误差；停止接收来自该相位调整模块所反馈的调整结果；与1588时间服务器通信，请求该1588时间服务器停止发送该1588消息；且所述1588同步模块进入暂缓状态时，所述频率同步模块仍基于所接收的该参考以太网同步信号，控制时钟生成部分将该系统时钟的频率同步于该参考以太网同步信号，并且控制时钟生成部分保持系统相位。在该实施方式中，规定了在1588协议不能正常工作时(例如网络阻塞)该同步设备的另一种工作状态，即仍然由频率同步模块基于以太网同步信号进行频率同步，并且保持已经同步的相位不变。这样，即使1588协议不工作，频率和相位还是能够得以保持同步。在实际实现中，保持相位而实现相位同步的时间可以长达3-4天。优选地，所述频率同步模块按照以下逻辑进行操作：当是首次运行时，初始化该时钟生成部分的操作参数；当是从该相位调整模块切换至频率同步模块时，获得该时钟生成部分的操作参数，并减少该切换引起的同步阶跃；接收并保存本次以及上次该本地以太网同步信号与该参考以太网同步信号之间的相位差；将本次的该相位差与上次的该相位差相减，获得该所述相位差的变化；根据所述相位差的变化调整该时钟生成部分产生的系统时钟的频率；循环进行以上接收、相减和调整步骤，直至在给定时间段中所述相位差的所述变化处于给定范围内，则确定频率已经同步；判断是否存在该1588同步模块提供的该相位误差，当存在该相位误差且频率已经同步时，切换至该相位调整模块运作，且保存当前的操作参数。该实施方式提供了频率同步模块的具体操作方式。其中，特别地，在频率同步模块与相位调整模块进行切换时，都获得另一个状态的操作参数，以保证频率和相位不产生大的阶跃，从而实现无缝地切换。优选地，所述相位调整模块按照以下逻辑进行操作：接收并保存先前该本地以太网同步信号与该参考以太网同步信号之间的相位差；判断频率是否已经同步，如果尚未同步，则切换至该频率同步模块进行频率同步；当是从该频率同步模块切换至该相位调整模块时，获得当前的操作参数，并减少该切换引起的同步阶跃；根据该相位误差，控制该时钟生成部分减少或增大该系统时钟的相位，以弥补该相位误差；接收当前该本地以太网同步信号与该参考以太网同步信号之间的相位差；根据当前的该相位差和之前的该相位差，判断该相位误差是否被至少部分地弥补；将调整结果反馈给该1588同步模块。该实施方式提供了频率同步模块的具体操作方式。其中，特别地，在相位调整模块与频率同步模块进行切换时，都获得另一个状态的操作参数，以保证频率和相位不产生大的阶跃，从而实现无缝地切换。进一步优选地，所述相位调整模块在相位调整时间内运作，当该相位调整时间到期后，所述相位调整模块切换至该频率同步模块运作，其中，该相位调整时间为以下任一项：预设定的时间；可容许的频率漂移时间，该频率漂移时间是当前该本地以太网同步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步设备(10)，包括如下部件：‑1588同步模块(100)，用于接收带有本地时间戳的1588消息，在第一模式下，基于1588算法计算并提供相位误差，其中，该本地时间戳源自系统时钟和与该系统时钟对应的本地以太网同步信号；‑频率同步模块(102)，在该第一模式下，根据该本地以太网同步信号与所接收的参考以太网同步信号，控制时钟生成部分(14)将该系统时钟的频率同步于该参考以太网同步信号；‑相位调整模块(104)，在该第一模式下，在该系统时钟的频率已同步的基础上，接收所述1588同步模块(100)提供的该相位误差，并根据该相位误差来控制该时钟生成部分来改变该系统时钟的相位以弥补该相位误差。

【技术特征摘要】
1.一种同步设备(10)，包括如下部件：-1588同步模块(100)，用于接收带有本地时间戳的1588消息，在第一模式下，基于1588算法计算并提供相位误差，其中，该本地时间戳源自系统时钟和与该系统时钟对应的本地以太网同步信号；-频率同步模块(102)，在该第一模式下，根据该本地以太网同步信号与所接收的参考以太网同步信号，控制时钟生成部分(14)将该系统时钟的频率同步于该参考以太网同步信号；-相位调整模块(104)，在该第一模式下，在该系统时钟的频率已同步的基础上，接收所述1588同步模块(100)提供的该相位误差，并根据该相位误差来控制该时钟生成部分来改变该系统时钟的相位以弥补该相位误差。2.根据权利要求1所述的同步设备，其特征在于，所述相位调整模块(104)将调整结果反馈给该1588同步模块(100)；该1588同步模块(100)根据所述反馈来更新下次将提供给该相位调整模块的该相位误差。3.根据权利要求2所述的同步设备，其中，该1588同步模块(100)还根据以下至少任一项来更新下次将提供给该相位调整模块(104)的该相位误差：-带有已更新的该本地时间戳的1588消息，该本地时间戳已由该频率同步模块(102)和该相位调整模块(104)所调整的该系统时钟和该本地以太网同步信号而更新；-对已由该频率同步模块(102)和该相位调整模块(104)所调整的该系统时钟的实际波形和状态变化的检测。4.根据权利要求2所述的同步设备，其特征在于，在以下预定条件满足时所述同步设备处于该第一模式下：-所述1588消息的包延迟变化的统计结果低于网络拥塞阈值；-该相位误差处于该同步设备的相位准确性要求范围之内；-使用拥塞算法确定网络尚未拥塞；当该预定条件不满足时，所述1588同步模块(100)进入暂缓状态，并进行如下至少任一操作：-停止处理该1588消息；-停止提供所述相位误差；-停止接收来自该相位调整模块(104)所反馈的调整结果；-与1588时间服务器通信以请求其停止发送该1588消息；且所述1588同步模块(100)进入暂缓状态时，所述频率同步模块(102)仍基于所接收的该参考以太网同步信号，控制该时钟生成部分(14)将该系统时钟的频率同步于该参考以太网同步信号，并且控制该时钟生成部分(14)保持系统相位。5.根据权利要求1或2所述的同步设备，其特征在于，所述频率同步模块(102)按照以下逻辑进行操作：-当是首次运行时，初始化该时钟生成部分(14)的操作参数；-当是从该相位调整模块(104)切换至该频率同步模块(102)时，获得该时钟生成部分(14)的操作参数，并减少该切换引起的同步阶跃；-接收并保存本次以及上次该本地以太网同步信号与该参考以太网同步信号之间的相位差；-将本次的该相位差与上次的该相位差相减，获得该所述相位差的变化；-根据所述相位差的变化调整该时钟生成部分产生的系统时钟的频率；-循环进行以上接收、相减和调整步骤，直至在给定时间段中所述相位差的所述变化处于给定范围内，则确定频率已经同步；-判断是否存在该1588同步模块(100)提供的该相位误差，当存在该相位误差且频率已经同步时，切换至该相位调整模块(104)运作，且保存当前的操作参数。6.根据权利要求2所述的同步设备，其特征在于，所述相位调整模块(104)按照以下逻辑进行操作：-接收并保存先前该本地以太网同步信号与该参考以太网同步信号之间的相位差；-判断频率是否已经同步，如果尚未同步，则切换至该频率同步模块(102)进行频率同步；-当是从该频率同步模...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜南春，
申请(专利权)人：上海贝尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31