一种基于TDM的网络时钟恢复方法技术

本发明专利技术涉及一种网络通信领域，特别涉及一种基于TDM的网络时钟恢复方法。包含将接收到的网络数据中控制字部分分出，并计算、调整恢复时钟的步骤；本发明专利技术提供的基于TDM的网络始终恢复系统采用数据排序和时钟恢复分径处理，处理速度更快；数据排序采用按照序列号直接存入相应位置的方法，排序效率更高，同时具有丢包、无效包处理、计数功能；同时采用针对数据序列号采样计数的方式实现数据的时钟自适应恢复，恢复所需时间短，恢复精度高；在对时钟进行调整的过程中采用离散插入脉冲方式，使得时钟调整更加平稳，时钟脉冲抖动小，采用本发明专利技术系统实现的2.048MHz恢复时钟精度高达10ppb，很好满足网络数据收发同步的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种网络通信领域，特别涉及一种基于TDM的网络时钟恢复方法。 
技术介绍
如图1所示，CES（Circuit Emulation Service）电路仿真提供一种从电路交换网到分组交换网的平稳过渡方案，发送端PE设备将TDM数据通过实时封装，经分组网络传输达接收端，在接收端PE设备接收端数据缓存队列恢复出同步时钟，同步时钟解封装数据帧，重组为TDM数据流；但因为TDM网是一种同步网，分组网为典型的异步网，TDM数据在通过分组网传送到接收端时会造成自身的时钟信息丢失，因此在接收端恢复TDM数据时的时钟恢复技术至关重要，数据时钟信息的恢复直接影响数据传输的质量，目前的时钟恢复技术存在着恢复所需时间长、恢复精度差等问题。 
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种恢复精度高、恢复所需时间短的基于TDM的网络时钟恢复系统；包括数据时钟分径模块、数据缓存模块、时钟恢复模块、并串处理模块；所述数据时钟分径模块分别与所述数据缓存模块、时钟恢复模块连接；所述数据缓存模块、所述时钟恢复模块均与所述并串处理模块连接。 所述数据时钟分径模块用于将从分组网络接收到的网络数据中的控制字部分送入时钟恢复模块。 所述数据缓存模块用于对所述网络数据进行排序、丢包处理。 所述时钟恢复模块用于接收所述网络数据的控制字部分，并计算、调整所述网络数据的恢复时钟。 所述并串处理模块用于将所述经过排序、丢包处理的网络数据和计算调整出的恢复时钟频率进行并串处理。 进一步的，所述时钟恢复模块包括控制模块、计数器模块、偏差计算模块和时钟调整模块；所述控制模块分别与所述计数器模块和偏差计算模块连接；所述偏差计算模块与所述时钟调整模块连接；所述时钟调整模块的输出端与所述计数器模块连接。 所述控制模块用于控制各个模块的运行；所述计数器模块用于根据所述时钟调整模块输出的当前恢复时钟频率对接收到的数据进行计数；所述偏差计算模块用于计算当前恢复时钟频率的时钟偏差；所述时钟调整模块用于根据所述偏差计算模块的计算结果调整数据的恢复时钟，并将当前恢复时钟输出。 进一步的，所述偏差计算模块包括时钟计数值累加模块，时钟采样次数累加模块、平均时钟计数计算模块和平均时钟计数对比模块。 所述时钟计数值累加模块用于累加单一计算周期内的时钟计数累加值。 所述时钟采样次数模块用于记录单一计算周期内实际采样次数。 平均时钟计数计算模块用于计算并存储单一计算周期内的平均时钟计数，计算周期内的平均时钟计数=计算周期内的时钟计数累加值/计算周期内实际采样次数。 所述平均时钟计数对比模块用于对比当前时钟周期内平均时钟计数与上一时钟周期内的平均时钟计数的大小。 进一步的，所述时钟调整模块中包括基准脉冲产生模块、恢复时钟产生模块和脉冲增减模块。 所述基准脉冲产生模块用于产生基准脉冲。 所述恢复时钟产生模块用于根据所述基准脉冲产生当前恢复时钟。 所述脉冲增减模块用于根据所述偏差计算模块的计算结果对当前恢复时钟包含的基准脉冲进行增减操作。 优选的，所述基准脉冲频率为327.68MHz。 优选的，所述计数器模块中采用递减的方式实现接收数据的计数。 进一步的，所述数据缓存模块包括写入控制模块、读出控制模块、抖动缓存模块，所述写入控制模块的输入端与数据接收端口连接，所述写入控制模块的输出端与所述抖动缓存模块连接，所述抖动缓存模块还与所述读出控制模块连接；所述写入控制模块用于控制网络数据的写入；所述抖动缓存模块用于存储所述网络数据；所述读出控制模块用于控制所述抖动缓存模块中网络数据的读出。 进一步的，所述抖动缓存模块包括标志存储模块和数据存储模块，所述标志存储模块包括写读标志存储模块和序列号存储模块；所述数据存储模块用于存储所述网络数据的净荷部分；所述读写标志存储模块用于存储与净荷部分一一对应的写读标志；所述序列号存储模块用于存储网络数据的序列号部分。 进一步的，所述写入控制模块还连接有写基准时钟产生模块，所述读出控制模块还连接有读恢复时钟产生模块，所述写基准时钟产生模块用于产生控制所述写入控制模块的基准时钟；所述读恢复时钟产生模块用于产生控制所述读出控制模块的恢复时钟。 优选的，所述写入数据步骤在81.92MHz基准时钟下工作，所述读出数据步骤在81.92MHz恢复时钟下工作。 进一步的，所述数据缓存模块还包括数据包计数模块，所述数据包计数模块同时与所述写入控制模块和所述读出控制模块连接，其用于记录系统接收到的正常包、重复包、延时包、丢包数量。 本专利技术同时提供一种恢复精度高、恢复所需时间短的基于TDM的网络时钟恢复方法，包含以下步骤： 包含将待传送网络数据按照指定帧数进行封装的步骤。包含将接收到的网络数据中控制字部分分出，并计算、调整恢复时钟的步骤。 包含将接收到的网络数据进行排序、丢包处理的步骤。 包含将所述经过排序、丢包处理的网络数据和计算调整出的恢复时钟频率进行并串处理的步骤。 进一步的，所述从控制字部分提取时序序列号依照当前恢复时钟进行计数的步骤中： 包含在单个计算周期内，按照指定采样周期tsam针对控制字部分进行采样，并根据采样结果进行时钟计数的步骤；所述单个计算周期内包含有1个以上的采样周期tsam。包含计算单个计算周期内平均时钟计数的步骤，所述计算周期内平均时钟计数Sn=计算周期内时钟计数累加值/计算周期内采样次数。 包含将当前计算周期内平均时钟计数Sn与上个计算周期内平均时钟计数Sn-1进行比较的步骤。 包含将下个计算周期平均分为N个调整段的步骤，N为1以上的自然数。 包含根据比较结果对下个计算周期内当前恢复时钟每个调整段包含的基准脉冲数进行增减调整的步骤，每次增加或者减少的脉冲数量均为额定脉冲数量IMPnum; IMPnum为根据需要预设的1以上的自然数。 进一步的，根据比较结果对下个计算周期内当前恢复时钟每个调整段包含的基准脉冲数进行增减调整的步骤中，如Sn> Sn-1,则所述下个计算周期内当前恢复时钟每个调整段的基准脉冲数减少IMPnum个，否则所述下个计算周期内当前恢复时钟每个调整段的基准脉冲数增加IMPnum个。 进一步的，在对当前恢复时钟包含的基准脉冲进行增减调整的步骤中，每次增加的IMPnum个脉冲为离散的插入到原脉冲序列中；或，每次减少的IMPnum个脉冲为离散的从原脉冲序列中去除。 进一步的，所述网络时钟恢复方法按照时间先后和时钟收敛速度分为快速收敛阶段、慢速收敛阶段和锁定收敛阶段三个阶段。 所述快速收敛阶段、慢速收敛阶段、锁定收敛阶段均包含有一个以上的计算周期。 其中，所述快速收敛阶段的计算周期小于所述慢速收敛阶段的计算周期，所述慢速收敛阶段的计算周期小于所述锁定收敛阶段的计算周期。 所述离散补偿调整方法还包含根据预设条件判断是否进入下一阶段的步骤。 进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于TDM的网络时钟恢复方法，其特征在于，包含以下步骤：包含将待传送网络数据按照指定帧数进行封装的步骤；包含将接收到的网络数据中控制字部分分出，并计算、调整恢复时钟的步骤；包含将接收到的网络数据进行排序、丢包处理的步骤；包含将所述经过排序、丢包处理的网络数据和计算调整出的恢复时钟频率进行并串处理的步骤。

【技术特征摘要】
1.一种基于TDM的网络时钟恢复方法，其特征在于，包含以下步骤：
包含将待传送网络数据按照指定帧数进行封装的步骤；
包含将接收到的网络数据中控制字部分分出，并计算、调整恢复时钟的步骤；
包含将接收到的网络数据进行排序、丢包处理的步骤；
包含将所述经过排序、丢包处理的网络数据和计算调整出的恢复时钟频率进行并串处理的步骤。
2.如权利要求1所述的基于TDM的网络时钟恢复方法，其特征在于，所述从控制字部分提取时序序列号依照当前恢复时钟进行计数的步骤中：
包含在单个计算周期内，按照指定采样周期tsam针对控制字部分进行采样，并进行时钟计数的步骤；所述单个计算周期内包含有1个以上的采样周期tsam；
包含计算单个计算周期内平均时钟计数的步骤，所述计算周期内平均时钟计数Sn=计算周期内时钟计数累加值/计算周期内采样次数；
包含将当前计算周期内平均时钟计数Sn与上个计算周期内平均时钟计数Sn-1进行比较的步骤；
包含将下个计算周期平均分为N个调整段的步骤，N为1以上的自然数；
包含根据比较结果对下个计算周期内当前恢复时钟每个调整段包含的基准脉冲数进行增减调整的步骤，每次增加或者减少的脉冲数量均为额定脉冲数量IMPnum; IMPnum为根据需要预设的1以上的自然数。
 3.如权利要求2所述的基于TDM的网络时钟恢复方法，其特征在于，根据比较结果对下个计算周期内当前恢复时钟每个调整段包含的基准脉冲数进行增减调整的步骤中，如Sn> Sn-1,则下个计算周期内当前恢复时钟每个调整段的基准脉冲数减少IMPnum个，否则所述下个计算周期内当前恢复时钟每个调整段的基准脉冲数增加IMPnum个。
4.如权利要求2所述的时钟恢复的离散补偿调整方法，其特征在于，在对当前恢复时钟包含的基准脉冲进行增减调整的步骤中，每次增加的IMPnum个脉冲为离散的插入到原脉冲序列中；或，每次减少的IMPnum个脉冲为离散的从原脉冲序列中去除。
5.如权利要求2所述的基于TDM的网络时钟恢复方法，其特征在于，所述网络时钟恢复方法按照时间先后和时钟收敛速度分为快速收敛阶段、慢速收敛阶段和锁定收敛阶段三个阶段；
所述快速收敛阶段、慢速收敛阶段、锁定收敛阶段均包含有一个以上的计算周期；
其中，所述快速收敛阶段的计算周期小于所述慢速收敛阶段的计算周期，所述慢速收敛阶段的计算周期小于所述锁定收敛阶段的计算周期；
所述离散补偿调整方法还包含根据预设条件判断是否进入下一阶段的步骤。
6.如权利要求5一种时钟恢复的离散补偿调整方法，其特征在于，所述预设条件为本阶段中增加脉冲次数的计算周期数>1,同时，减少脉冲次数的计算周期数>1；如满足所述预设条件，则进入下一阶段。
7.如权利要求5、6任一项所述的基于TDM的网络时钟恢复方法，其特征在于，所述额定脉冲数量IMPnum随着所述计算周期的延长而不断减小；其中，所述锁定收敛阶段的计算周期中，所述额定脉冲数量IMPnum为1。
8.如权利要求7任一项所述的基于TDM的网络时钟恢复方法，其特征在于，任意收敛阶段中，Sn与Sn-1进行比较时，如果|Sn- Sn-1 | >收敛失败标识值Fail,则本次时钟恢复终止,返回快速收敛阶段初始状态,重新开始进行时钟恢复计算；所述收敛失...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡强，吴援明，
申请(专利权)人：成都朗锐芯科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51