конфигурация сети синхронизации

Формула изобретения

1. Способ конфигурирования узла сети синхронизации, причем способ содержит этапы, на которых

a) определяют информацию об источниках синхронизации множества цепей синхронизации для пропускания информации синхронизации из источника синхронизации на узел для обеспечения опорного сигнала синхронизации, причем часть, по меньшей мере, одной из цепей использует связь на основе пакетов для пропускания информации синхронизации,

b) автоматически определяют характеристики передачи синхронизации части, которая использует связь на основе пакетов, и

c) автоматически сравнивают цепи, ведущие к узлу, с использованием определенной информации источника и с использованием определенных характеристик передачи синхронизации, для выбора, какую из этих цепей использовать для обеспечения опорного сигнала синхронизации для узла.

2. Способ по п.1, в котором этап определения характеристик передачи синхронизации содержит определение информации об узлах, используемых для пропускания пакетов, используемых для передачи на основе пакетов.

3. Способ по п.2, в котором этап определения информации об узлах содержит определение информации, относящейся к расширению любым узлом информации синхронизации, переносимой пакетами.

4. Способ по п.3, в котором этап определения информации, относящейся к расширению, содержит определение информации, относящейся к регенерации информации синхронизации на другом узле вдоль цепи.

5. Способ по п.3, в котором расширение содержит информацию о задержках в отношении пакетов, переносящих информацию синхронизации, причем задержки определяются другим узлом вдоль цепи.

6. Способ по п.5, в котором информация о задержках содержит любое одно или более из задержек, внутренних по отношению к узлу, задержек между узлами и величин изменения задержки.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, имеющий этап определения информации о синхронных частях любых цепей, ведущих к узлу, и использования этой информации при осуществлении сравнения.

8. Способ по любому из пп.1-6, в котором этап определения характеристик передачи синхронизации осуществляется узлом, причем узел имеет запись цепей синхронизации с самим собой и с другими узлами.

9. Способ по любому из пп.1-6, имеющий этапы приема на узле обновления характеристик передачи синхронизации от соседнего узла, пересмотра выбора на основании обновленных характеристик передачи синхронизации, выбора новой одной из цепей синхронизации для пропускания информации синхронизации для использования в качестве опорного сигнала синхронизации и отправки обновлений на соседние узлы для указания обновленных характеристик передачи синхронизации и нового выбора цепи.

10. Узел для сети синхронизации, причем узел имеет

а) блок администрирования информации цепей, выполненный с возможностью определения информации об источниках множества цепей синхронизации, ведущих к узлу, для пропускания информации синхронизации из источников синхронизации на узел, для обеспечения опорного сигнала синхронизации, причем часть, по меньшей мере, одной из цепей использует связь на основе пакетов для пропускания информации синхронизации, причем блок администрирования цепей также выполнен с возможностью определения автоматически характеристик передачи синхронизации части, которая использует передачу на основе пакетов, и

b) блок сравнения, выполненный с возможностью сравнения цепей, ведущих к узлу, с использованием характеристик передачи синхронизации, для выбора, какую из цепей использовать для обеспечения опорного сигнала синхронизации для узла.

11. Узел по п.10, в котором характеристики передачи синхронизации, определенные блоком администрирования цепей, содержат информацию, относящуюся к расширению любым узлом информации синхронизации, переносимой пакетами.

12. Узел по п.10, имеющий часть плоскости управления для управления сетью связи, синхронизируемой сетью синхронизации, причем блок администрирования цепей и блок сравнения реализованы частью плоскости управления.

13. Система администрирования для сети синхронизации, причем система администрирования выполнена с возможностью осуществления способа конфигурирования по любому из пп.1-9.

14. Сеть синхронизации, имеющая некоторое количество узлов и имеющая некоторое количество цепей синхронизации для пропускания информации синхронизации из источника синхронизации на узлы гибридной сети синхронизации, причем гибридная сеть синхронизации имеет систему администрирования, выполненную с возможностью осуществления способа конфигурирования по любому из пп.1-9.

15. Машиночитаемый носитель, имеющий компьютерную программу, хранящуюся на нем, причем компьютерная программа содержит инструкции, которые, при выполнении процессором, предписывают процессору осуществлять способ конфигурирования по любому из пп.1-9.

16. База данных для конфигурирования узла сети синхронизации, причем база данных содержит запись источников синхронизации множества цепей синхронизации для пропускания информации синхронизации из источников синхронизации на узел, для обеспечения опорного сигнала синхронизации, причем часть, по меньшей мере, одной из цепей использует передачу на основе пакетов, и база данных также содержит запись характеристик передачи синхронизации части, использующей связь на основе пакетов, и запись, какая из цепей выбрана для обеспечения опорного сигнала синхронизации.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к способам конфигурирования узлов сети синхронизации, к узлам для таких сетей, к системам администрирования для таких сетей, к сетям синхронизации, к соответствующим компьютерным программам и к базам данных для использования при конфигурировании таких сетей.

Уровень техники

Существует много типов сетей связи, для переноса информации между удаленными точками. Например, глобальные сети, принадлежащие поставщикам услуг электросвязи, поставщикам интернет-услуг, интрасети предприятий, системы кабельного телевизионного вещания и другие сети передачи данных могут использовать оптические сети, в которых цифровая информация переносится в форме оптических сигналов по оптическим волокнам. Цифровую информацию в сетях связи можно отнести к асинхронным или синхронным типам. Синхронные типы, например SDH (синхронная цифровая иерархия), требуют точной работы общего опорного хронирования. Это значит, что тактовые генераторы на одном узле сети должны работать с такой же скоростью, что и тактовые генераторы на других узлах сети.

Для обеспечения общего опорного хронирования сети связи, несущие цифровую информацию, могут включать в себя сети синхронизации, призванные гарантировать, что общее опорное хронирование используется в пределах всей сети связи. Одна такая сеть синхронизации описана в документе Европейского института телекоммуникационных стандартов (ETSI) под названием European Guide (EG) 201 793 v1.1.1 (2000-10), озаглавленном "Transmission and Multiplexing (TM); Synchronization Network Engineering". В этом документе описаны различные элементы, образующие сеть синхронизации, и принципы работы, согласно которым такая сеть распределяет точную информацию хронирования от так называемых первичных опорных тактовых генераторов (PRC) на тактовые генераторы, размещенные в других экземплярах оборудования в пределах сети. PRC являются наиболее качественными тактовыми генераторами в сети и обычно выполнены на основе независимого цезиевого колебателя луча, обеспечивающего очень высокую точность тактового сигнала.

Плохая сетевая синхронизация обычно приводит к большим величинам дрожания и дрейфа и, следовательно, к ошибкам передачи и недогрузке/переполнению буфера. Оба эти отказа будут приводить к проблемам обслуживания, обуславливающим высокие частоты ошибок и недоступность обслуживания. В лучшем случае, плохая синхронизация создает лишь некоторые неудобства для какого-либо другого сетевого уровня; в худшем случае, она может привести к тому, что вся телекоммуникационная сеть прекратит переносить трафик. Таким образом, сеть синхронизации с хорошей планировкой и поддержкой является необходимым условием для предотвращения или снижения опасности критических отказов в сетях трафика.

Планирование сети синхронизации обычно осуществляется вручную согласно некоторым правилам, установленным в соответствующих рекомендациях ITU-T (например, ITU-T G.803) и других соответствующих стандартах (например, вышеупомянутом ETSI EG 201 793). Некоторые компьютеризированные инструменты могут помогать в планировании и обслуживании сети синхронизации, например, за счет поддержки автономной конструкции распределения опорных сигналов хронирования, а также обеспечения моделирования сценариев нормальной работы и отказа сети синхронизации.

С другой стороны, оперативное администрирование сети синхронизации обычно распределяется по нескольким платформам, поскольку в сеть синхронизации могут входить различные типы оборудования. Поэтому должны сосуществовать раздельные системы администрирования сети, каждая из которых заботится о типе сети, например выделенной синхронизации, коммутации, передаче и т.д. Эти системы администрирования обычно обеспечивают лишь средство для мониторинга сети синхронизации и выявления возможных отказов; в последнем случае отдельные узлы будут реорганизованы согласно своей настройке синхронизации, или будут переданы в ведение оператора для осуществления восстановительных процедур.

В случае сети синхронизации на основе физического уровня сеть синхронизации обычно является невыделенной, в том смысле, что она наложена на сеть связи, и транспортный уровень этой сети является носителем опорного сигнала хронирование. По этой причине, хотя это наиболее распространенный способ, могут возникать некоторые проблемы: этот тип сети, в общем случае, сложно планировать, трудно эксплуатировать, может зависеть от других операторов и типа сети связи, на которую она наложена.

Точное планирование невыделенной сети синхронизации, в общем случае, является сложной задачей. Даже если оно очень хорошо осуществляется при начальном планировании, оно требует значительных усилий при перепланировании сети синхронизации при каждом изменении других типов/уровней сети.

Дополнительные проблемы могут возникать при освоении новых и разнородных технологий. Например, сети синхронизации могут представлять собой гибридные сети, состоящие из цепей (маршрутов), некоторые части которых используют синхронные передачи и другие части которых используют передачи на основе пакетов. Например, узлы, поддерживающие либо совместимость с TDM (например, PDH, SDH), либо синхронный Ethernet, могут быть смешаны с теми, которые используют технологии на основе пакетов для переноса информации синхронизации. Администрирование сети синхронизации, в этом случае, выглядит весьма трудным и может значительно увеличить OPEX (эксплуатационные расходы) оператора.

Precision Time Protocol (протокол точного времени) (PTP) (стандарт IEEE 1588-2008 Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems) предусматривает отправку информации хронирования по пакетным сетям, благодаря чему несущие сети Ethernet, например, могут переносить на узлы сети тактовые сигналы телекоммуникационного качества. Этот стандарт задает структурированную метку времени на основании выхода ведущего тактового генератора во время передачи пакета хронирования и ее положение в пакете Ethernet или IP-пакете. PTP использует метод двустороннего переноса для того, чтобы подчиненные узлы могли генерировать частотное, временное и фазовое выравнивание. Он задает ведущие узлы, граничные узлы и прозрачные узлы. Пакеты могут проходить через любые узлы Ethernet и рассматриваться как регулярные пакеты данных.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является обеспечение усовершенствованных устройства или способа для конфигурирования сети синхронизации. Согласно первому аспекту изобретение предусматривает:

способ конфигурирования узла сети синхронизации, причем способ содержит этапы, на которых: a) определяют информацию об источниках синхронизации множества цепей синхронизации для пропускания информации синхронизации из источника синхронизации на узел для обеспечения опорного сигнала синхронизации, причем часть, по меньшей мере, одной из цепей использует передачу на основе пакетов для пропускания информации синхронизации, b) автоматически определяют характеристики передачи синхронизации части, которая использует передачу на основе пакетов, и c) автоматически сравнивают цепи, ведущие к узлу, с использованием определенной информации источника и с использованием определенных характеристик передачи синхронизации для выбора, какую из этих цепей и соответствующих источников синхронизации использовать для обеспечения опорного сигнала синхронизации для узла (N).

По сравнению с выбором, производимым только на основании источника, определяя и используя характеристики передачи синхронизации частей на основе пакетов, можно улучшить выбор цепи, и можно проще сравнивать цепи с цепями, не использующими передачу на основе пакетов. Это особенно полезно для таких сетей, как гибридные сети синхронизации, имеющие разные типы цепей, содержащие части на основе пакетов и синхронные части, например, на основе соединения физического уровня. Это может помогать автоматически конфигурировать и обслуживать такие гибридные сети в более единообразной или универсальной манере. Это позволяет сокращать затраты времени и денег при администрировании и обслуживании таких гибридных сетей синхронизации. Это особенно полезно, когда сети связи являются более сложными смесями традиционных технологий TDM и технологий на основе пакетов и имеют более широко распределенные источники синхронизации, что усложняет их сети синхронизации.

Любые дополнительные признаки можно добавить к рассмотренным выше, и некоторые из них более подробно описаны ниже.

Другой аспект изобретения может предусматривать узел для сети синхронизации, причем узел имеет: a) блок администрирования информации цепей, выполненный с возможностью определения информации об источниках множества цепей синхронизации, ведущих к узлу, для пропускания информации синхронизации из источников синхронизации на узел, для обеспечения опорного сигнала синхронизации, причем часть, по меньшей мере, одной из цепей использует связь на основе пакетов для пропускания информации синхронизации, причем блок администрирования цепей также выполнен с возможностью определения автоматически характеристики передачи синхронизации части, которая использует передачу на основе пакетов, и b) блок сравнения, выполненный с возможностью сравнения цепей, ведущих к узлу, с использованием характеристик передачи синхронизации для выбора, какую из цепей использовать для обеспечения опорного сигнала синхронизации для узла. Можно добавить любые дополнительные признаки. Другой аспект предусматривает систему администрирования для сети синхронизации, причем система администрирования выполнена с возможностью осуществления вышеописанного способа конфигурирования. Такое централизованное конфигурирование позволяет избежать изменений задержек при распространении по крупной сети и облегчает оператору наблюдение или вмешательство.

Другой аспект предусматривает сеть синхронизации, имеющую некоторое количество узлов и имеющую некоторое количество цепей синхронизации для пропускания информации синхронизации из источника синхронизации на узлы гибридной сети синхронизации, причем гибридная сеть синхронизации имеет систему администрирования, выполненную с возможностью осуществления вышеописанного способа конфигурирования.

Другой аспект предусматривает компьютерная программа, хранящаяся на машиночитаемом носителе и содержащая инструкции, которые, при выполнении процессором, предписывают процессору осуществлять вышеописанный способ конфигурирования.

Другой аспект предусматривает база данных для конфигурирования узла сети синхронизации, причем база данных содержит запись источников синхронизации множества цепей синхронизации для пропускания информации синхронизации из источников синхронизации на узел, для обеспечения опорного сигнала синхронизации, причем часть, по меньшей мере, одной из цепей использует передачу на основе пакетов, и база данных также содержит запись характеристик передачи синхронизации части, использующей передачу на основе пакетов, и запись, какая из цепей выбрана для обеспечения опорного сигнала синхронизации.

Любые из дополнительных признаков можно объединить друг с другом и объединить с любым из аспектов. Специалисты в данной области техники могут усмотреть другие преимущества, особенно над другим уровнем техники. Допустимы многочисленные изменения и модификации, не выходящие за рамки формулы настоящего изобретения. Поэтому следует отчетливо понимать, что форма настоящего изобретения является исключительно иллюстративной и не призвана ограничивать объем настоящего изобретения.

Краткое описание чертежей

Осуществление настоящего изобретения описано ниже в порядке примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых:

фиг. 1 - схема сети синхронизации,

фиг. 2 - схема узла сети синхронизации согласно варианту осуществления,

фиг. 3 - некоторые этапы при конфигурировании сети синхронизации согласно варианту осуществления,

фиг. 4 - таблица базы данных источника и характеристик передачи для цепей, согласно варианту осуществления,

фиг. 5 - 9 - этапы при конфигурировании сети синхронизации согласно вариантам осуществления,

фиг. 10 - схема узла сети синхронизации и централизованной системы администрирования синхронизации согласно варианту осуществления,

фиг. 11 - схема сети синхронизации, имеющая две иллюстративные цепи, ведущие к узлу N,

фиг. 12 и 13 - примеры под-TLV спецификации синхронизации, и

фиг. 14 - схема сети связи и сети синхронизации.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение описано ниже в отношении конкретных вариантов осуществления и со ссылкой на определенные чертежи, но изобретение ограничено не ими, а только формулой изобретения. Описанные чертежи являются исключительно схематическими и не налагают никаких ограничений. В чертежах размеры некоторых элементов могут быть преувеличены и не показаны в масштабе в целях иллюстрации.

Определения

Когда термин содержащий используется в настоящем описании и формуле изобретения, он не исключает возможности наличия других элементов или этапов. Употребление имен существительных в единственном числе включает в себя множественное число этих существительных, если иное не оговорено специально.

Термин содержащий , используемый в формуле изобретения, не следует интерпретировать в смысле ограничения перечисленными ниже средствами; он не исключает возможности наличия других элементов или этапов.

Элементы или части описанных узлов или сетей могут содержать логику, закодированную на носителях для осуществления любого рода обработки информации. Логика может содержать программное обеспечение, закодированное на диске или другом машиночитаемом носителе и/или инструкции, закодированные в специализированной интегральной схеме (ASIC), вентильной матрице, программируемой пользователем (FPGA), или другом процессоре или оборудовании.

Ссылки на узлы коммутации могут охватывать узел коммутации любого рода, без ограничения описанными типами.

Ссылки на программное обеспечение могут охватывать программы любого типа на любом языке, исполняемые прямо или косвенно на оборудовании обработки.

Ссылки на аппаратное обеспечение, оборудование или схемы обработки могут охватывать любого рода логические или аналоговые схемы с любой степенью интеграции и без ограничения процессорами общего назначения, цифровыми сигнальными процессорами, ASIC, FPGA, дискретными компонентами или дискретной логикой и т.д.

Ссылки на цепи могут охватывать любое указание или описание пути, проходимого информацией синхронизации, например список узлов или список соединений между узлами, или список положений или направлений прохождения, или алгоритм вычисления таких списков или направлений, или любое другое аналогичное указание или описание.

Ссылки на узлы сети могут охватывать любого рода идентифицируемое место в сети, имеющее любую функцию, например маршрутизации или коммутации, или мультиплексирования, или демультиплексирования, или для поддержки различных транспортных технологий, например, OTN, SDH, или какой-либо другой обработки информации, проходящей по сети, без ограничения тем или иным уровнем интеграции, или размером, или полосой, или битовой скоростью и т.д.

Ссылки на пакетную основу могут охватывать пакет любого рода, имеющий заголовок или кадрирование любого рода, который может передаваться асинхронно, или передаваться по синхронному соединению. Применительно к синхронизации, такие пакеты могут иметь метку времени, например, в заголовке или полезной нагрузке. Примерами являются пакеты NTP или пакеты PTP, определенные в RFC 1305, и можно предусмотреть многие другие типы.

Ссылки на гибридные сети синхронизации могут охватывать сети, в которых информация хронирования (например, частотного или фазового) переносится в некоторых частях на физическом уровне и в других частях переносится посредством передачи на основе пакетов, в отличие от сетей, которые не используют пакеты, или сетей, в которых вся информация переносится пакетами, даже если пакеты переносятся на синхронном физическом уровне.

Ссылки на источники синхронизации могут охватывать любой источник хронирования в цепи синхронизации и могут охватывать PRC для частоты, и первичные опорные сигналы синхронизации по времени PRTC, например, для информации фазы. Это можно реализовать, например, в GPS (глобальной системе позиционирования) или в атомных часах.

Эти определения можно расширить, когда это целесообразно, чтобы они охватывали определения аналогичных частей в таких стандартах, как общеизвестный G.810.

Ссылки на характеристики передачи синхронизации могут охватывать любого рода характеристики, которые влияют на передачу информации синхронизации, например количество пройденных узлов, скорость используемых соединений, статус используемых частей или соединений, характеристики качества, например изменение задержки пакетов, узлы, которые регенерируют информацию синхронизации, узлы, которые расширяют информацию синхронизации, например, попутно производя измерения.

Аббревиатуры

ASON - автоматически коммутируемая оптическая сеть;

BMC - наилучший ведущий тактовый генератор;

ESMC - канал передачи сообщений синхронизации Ethernet;

LC - компонент соединения;

LMP - протокол администрирования соединений;

LSA - оповещение о состоянии соединения;

MPLS - мультипротокольная коммутация меток;

OPS - поддержка на маршруте;

OSPF - первоочередное открытие кратчайших маршрутов;

PDV - изменение задержки пакетов;

PTP - протокол точного времени;

QoS - качество обслуживания;

SSM - сообщение статуса синхронизации;

SyncE - синхронный Ethernet;

TE - инженерия трафика;

TLV - тип-длина-значение;

WSON - оптическая сеть с коммутацией по длине волны.

Предваряя описание вариантов осуществления, рассмотрим некоторые проблемы, связанные с традиционными признаками сетей синхронизации, чтобы облегчить понимание признаков вариантов осуществления и как они сочетаются или контрастируют с признаками существующих сетей.

Фиг. 14. Сеть связи и сеть синхронизации

На фиг. 14 показана блок-схема цифровой сети 100 связи, которая включает в себя сеть синхронизации. В целях иллюстрации, сеть 100 является сетью электросвязи и поэтому включает в себя, на узлах сети, оборудование, общеизвестное в уровне техники. На фигуре транспортные соединения указаны сплошными линиями, и цепи синхронизации для переноса информации синхронизации (цепи, образованные последовательностью опорных соединений) указаны пунктирными линиями, которые включают в себя стрелку на одном конце для указания источника и получателя информации синхронизации, например сигнала опорного тактового генератора. Когда узел имеет возможность приема опорного тактового сигнала из более чем одного источника, первичные опорные соединения (т.е. соединения синхронизации, которые предпочтительно использовать для подачи опорного тактового сигнала с одного узла на другой) обозначаются номером "1" после пунктирной линии, указывающей соединение. Вторичные опорные соединения (т.е. соединения синхронизации, которые используются, когда первичное соединение синхронизации недоступно) обозначаются номером "2" после пунктирной линии, указывающей соединение.

Когда некоторые из опорных соединений, образующих цепи синхронизации, предназначены для использования протоколов на основе пакетов, сеть синхронизации называется гибридной сетью синхронизации. Такие протоколы на основе пакетов могут переноситься по синхронным соединениям физического уровня нижележащей транспортной сети, как показано на фиг. 14. Пример, более подробно демонстрирующий, какие соединения используют протоколы на основе пакетов, представлен на фиг. 1.

Сеть 100 использует синхронную цифровую иерархию (SDH), которая является стандартной технологией синхронной передачи данных по оптическим средам связи. Она является международным эквивалентом синхронной оптической сети (SONET). Для облегчения нижеследующего рассмотрения различные узлы сети снабжены условными обозначениями A, B, C, D, E, F, G, H, I, L, M и N.

В полностью синхронизированной сети все источники должны окончательно трассироваться на PRC. В иллюстративной сети, это PRC A. PRC A подает свой тактовый сигнал высокого качества ("тактовый сигнал") на узел B, который может представлять собой, например, автономное оборудование синхронизации (SASE) B. SASE является экземпляром оборудования синхронизации, который содержит блок обеспечения синхронизации (SSU), который является подчиненным тактовым генератором высокого качества. SASE B распределяет свой тактовый сигнал на узел C, который может представлять собой, например, цифровой коммутатор (или, в альтернативных вариантах осуществления, может представлять собой телефонный коммутатор). Узел B также может подавать сигнал на узел D, который может представлять собой, например, мультиплексор SDH (MUX) D.

Мультиплексор SDH D распределяет свой тактовый сигнал на цифровой блок кросс-соединения SDH (DXC SDH) E, который, в свою очередь, распределяет свой тактовый сигнал на (канально-избирательный мультиплексор) Add Drop Multiplexer (ADM) SDH F. Тактовый сигнал, выдаваемый ADM SDH F, затем поступает на каждый из двух или более ADM SDH G и I. Опорное соединение между ADM SDH F и ADM SDH G является первичным соединением.

Вместо того чтобы использовать сам подаваемый тактовый сигнал, ADM SDH I действует в режиме "обхода" (обычно именуемом "NON-SETS заблокированный", где "SETS" является сокращением "источник синхронного хронирования оборудования"), благодаря чему тактовый сигнал синхронизации непосредственно перенаправляется только на SASE L. ADM и SASE, например, обычно реализованы в одном и том же здании. В сущности, SASE L является реальным получателем тактового сигнала синхронизации, выдаваемого ADM SDH F, и, таким образом, тактовый сигнал рассматривается как вторичное соединение. Первичное соединение SASE L обеспечивается (через ADM SDH I, действующий в режиме "обхода") посредством ADM SDH H.

Несмотря на свою функцию обхода, ADM SDH I требует тактового сигнала синхронизации, и это обеспечивается посредством SASE L.

ADM SDH I подает свой тактовый сигнал синхронизации на ADM SDH H, и это рассматривается как вторичное соединение. Первичное соединение ADM SDH H обеспечивается посредством ADM SDH G. Для обеспечения реконфигурируемости подключен также ADM SDH H для подачи тактового сигнала синхронизации на ADM SDH G, и это рассматривается как вторичное соединение посредством ADM SDH G.

ADM SDH H также подает тактовый сигнал синхронизации на цифровой переключатель M, который также принимает тактовый сигнал синхронизации от цифрового переключателя N. Оставшаяся часть сети, для краткости, не показана.

Фиг. 14. Циклы хронирования

Очень важно планировать сеть синхронизации таким образом, чтобы избежать возникновения циклов хронирования, как при нормальной работе, так и когда отказ препятствует одному или более узлов подавать свои опорные тактовые сигналы на соответствующие запланированные узлы-получатели. Цикл хронирования возникает, когда тактовый сигнал прямо или косвенно синхронизируется сам с собой. В ситуации цикла хронирования все тактовые сигналы, принадлежащие циклу, могут демонстрировать большой сдвиг частоты относительно номинальной частоты и с большой вероятностью изолируются от остальной части сети синхронизации. Во избежание циклов хронирования элементы в кольце следует снабдить средством, позволяющим обнаруживать возможную генерацию циклов хронирования. Такие элементы обычно соединены так, что каждый из них имеет, по меньшей мере, два источника синхронизации, благодаря чему, в случае выявления одного источника, порождающего цикл хронирования, по меньшей мере, имеется возможность избежать его путем выбора одного из альтернативных источников. Например, предположим, что опорное соединение между узлами F и G разорвано. В этой ситуации ADM SDH G будет в ответ ориентироваться на узел H для подачи необходимого опорного тактового сигнала. Однако в нормальных обстоятельствах узел H ожидает приема своего опорного тактового сигнала от узла G. Очевидно, что цикл хронирования будет возникать здесь, если узел H также не отреагирует на разрыв соединения между узлами F и G, ориентируясь на другой источник в отношении его опорного тактового сигнала. Важно, чтобы тактовый сигнал, выдаваемый этим альтернативным источником, также окончательно не выводился из тактового сигнала на узле G или из тактового сигнала на узле H во избежание цикла хронирования.

В сетях SDH использование синхронных сообщений статуса (SSM) в некоторой степени помогает избегать циклов хронирования. SSM - это сигнал, который передается по интерфейсу синхронизации для указания уровня качества тактового генератора, интерфейс к которому окончательно трассируется; то есть качества тактового генератора, с которым он прямо или косвенно синхронизируется через цепочку тактовых генераторов сетевых элементов ("цепь синхронизации"), какой бы длинной ни была эта цепочка тактовых генераторов. В полностью синхронизированной сети все источники должны окончательно трассироваться на PRC, и для указания этого существует заранее заданный код. Другой код, "Не использовать для синхронизации", используется для предотвращения циклов хронирования и передается в противоположном направлении по интерфейсам, используемым для синхронизации тактового сигнала оборудования.

Хотя алгоритм SSM является удобным подходом в ряде приложений наподобие колец SDH или SONET, он не способен гарантировать предотвращение всех циклов хронирования, поскольку он предоставляет только информацию о качестве трассируемого источника опорного сигнала синхронизации, но не информацию о фактическом физическом источнике. См., например, главу 4.13 ETS 300 417-6-1, "Generic requirements of transport functionality of equipment: Synchronization layer function". Другой недостаток алгоритма SSM состоит в том, что он часто не поддерживается SASE или сетевыми элементами, отличными от сетевых элементов SDH/SONET (т.е. его можно использовать только между сетевыми элементами SDH/SONET).

Следует отметить, что циклы хронирования могут вызывать серьезные нарушения в сети трафика, однако результат этих нарушений очень редко дает легко различимое указание, где произошел отказ в сети синхронизации. Поэтому важно обеспечить эффективные способы администрирования сетей синхронизации с тем, чтобы, при возникновении отказов в сети, можно было определить, как реорганизовать сеть для поддержания приемлемого качества синхронизации без создания циклов хронирования.

Фиг. 14. Проблемы администрирования конфигурации

Современная практика предполагает распределение администрирования сетей синхронизации между несколькими платформами. Причина этого состоит в том, что сеть синхронизации очень часто состоит из различных типов оборудования, которые могут быть предназначены либо для синхронизации (например, SASE), либо для синхронизации и трафика (например, мультиплексор SDH или цифровой переключатель). В результате, приходится параллельно поддерживать несколько систем администрирования (например, одна для сети SASE и одна для оборудования SDH, одна для коммутируемой сети и т.д.). Эта ситуация представлена на фиг. 14, где первая сеть 101 администрирования коммутируемой сети управляет цифровым коммутатором на узле C; сеть 103 администрирования SASE управляет SASE на узлах B и L; первая сеть 105 администрирования SDH управляет мультиплексором SDH на узле D, DXC SDH на узле E и ADM SDH на узлах F и I; вторая сеть 107 администрирования коммутируемой сети управляет цифровыми переключателями на узлах M и N; и вторая сеть 109 администрирования SDH управляет ADM SDH на узлах G и H. Эта ситуация не является нереалистичной, поскольку "один и тот же" тип оборудования (например, ADM SDH) может быть изготовлен разными производителями, которые конструируют свое оборудование с использованием несовместимых стратегий администрирования оборудования. Некоторые или все системы администрирования могут быть выполнены с возможностью поддерживать локальную карту соседних узлов и различных цепей, обеспечивающих информацию синхронизации из различных источников каждому из своих узлов. Эти системы администрирования подлежат индивидуальному конфигурированию подробностями любых изменений за пределами своей зоны управления.

При замене способа манипулирования информацией синхронизации на некоторых узлах для использования передачи на основе пакетов, сеть синхронизации превращается в гибридную сеть. Сеть, где информация хронирования переносится в виде пакетов, допускает распределение фазовой и временной информации, а также частотной информации. Когда некоторые части цепей используют передачу на основе пакетов, это может дополнительно усложнять администрирование конфигурации сети синхронизации, как при начальном планировании или на стадии ввода в эксплуатацию, так и при дальнейшем конфигурировании в течение срока службы сетей. Это может предусматривать непрерывное обслуживание со стороны обслуживающего персонала, для чего может потребоваться его непосредственное присутствие на многочисленных местах размещения различных узлов. В большинстве случаев, это непосредственное присутствие в каждом месте размещения затруднительно и сопряжено с финансовыми затратами в силу географического распределения сети синхронизации.

Признаки вариантов осуществления

Для решения вышеозначенных проблем и с целью сокращения связанных с этим эксплуатационными расходами один подход предусматривает попытку добавить некоторый уровень автоматизации в процесс конфигурирования сети синхронизации, начиная с начального планирования, до переконфигурирования в ходе эксплуатации сети синхронизации. Более решительный подход предусматривает введение плоскости управления сети связи для управления конфигурацией и работой сети синхронизации. Это один из признаков некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения. Другие признаки для расширения традиционных конфигураций включают в себя полностью автоматизированную сеть синхронизации, реализованную плоскостью управления, где, помимо мощной операции синхронизации (например, восстановление после отказа), сеть синхронизации может самостоятельно конфигурироваться, начиная с топологии и другой соответствующей информации.

Кроме того, концепции можно применять к способам синхронизации любого типа, не только к SDH/PDH, но и к технологиям нового поколения, например к сетям синхронизации на основе IEEE 1588. Кроме того, некоторые варианты осуществления могут предусматривать временную синхронизацию помимо частотной синхронизации, и некоторые варианты осуществления могут использовать расширения OSPF по определению LSA соединения TE, способного переносить также информацию синхронизации.

Некоторые варианты осуществления могут иметь распределенное администрирование конфигурации сети синхронизации, при котором все узлы, участвующие в сети синхронизации, обмениваются информацией для построения картины самой сети синхронизации и ее цепей синхронизации. Это можно использовать для ее поддержания (например, выбирать опорный сигнал синхронизации согласно заранее заданным правилам) и разрешения соответствующей реакции путем реконфигурирования в случае обнаружения какого-либо изменения топологии или сетевого отказа.

Это можно делать в централизованном или в распределенном режиме: в первом случае центральный узел администрирования сети берет на себя функцию распространения всей необходимой информации и команд конфигурирования. В последнем случае каждый узел поддерживает базу данных, содержащую всю информацию, относящуюся ко всей сети.

Как описано более подробно ниже, конфигурирование узла гибридной сети синхронизации может предусматривать определение информации об источниках синхронизации множества цепей синхронизации для пропускания информации синхронизации из источника синхронизации на узел для обеспечения опорного сигнала синхронизации. После автоматического определения характеристик передачи синхронизации цепей, которые используют передачу на основе пакетов, цепи автоматически сравниваются, с использованием их информации источника и их характеристик передачи синхронизации, для выбора, какую из этих цепей использовать для обеспечения опорного сигнала синхронизации для узла. По сравнению с выбором, производимым только на основании источника, использование характеристик передачи синхронизации частей на основе пакетов может обеспечивать лучший выбор цепи и может обеспечивать сравнение с цепями синхронного типа, что может помогать в обеспечении конфигурирования и обслуживания таких гибридных сетей синхронизации.

Дополнительные признаки некоторых вариантов осуществления могут включать в себя следующее: этап определения характеристик передачи синхронизации может содержать определение информации об узлах, используемых для пропускания пакетов, используемых для передачи на основе пакетов.

Эта характеристика, вероятно, оказывает наибольшее влияние на качество передачи синхронизации посредством пакета.

Этап определения информации об узлах может содержать определение информации, относящейся к расширению любым узлом информации синхронизации, переносимой пакетами. Такое расширение может повышать качество цепи и, таким образом, может влиять на сравнение цепей и улучшать его. Этап определения информации, относящейся к расширению, может содержать определение информации, относящейся к регенерации информации синхронизации на другом узле (F) вдоль цепи. Такая регенерация может повышать качество цепи и, таким образом, может влиять на сравнение цепей и улучшать его.

Расширение может содержать информацию о задержках в отношении пакетов, переносящих информацию синхронизации, причем задержки определяются другим узлом (H) вдоль цепи. Такую дополнительную информацию узел может использовать для повышения качества опорного сигнала, и это может влиять на качество цепи и, таким образом, может влиять на сравнение цепей и улучшать его.

Информация о задержках может содержать любое одно или более из: задержек, внутренних по отношению к узлу, задержек между узлами и величин изменения задержки. Способ может иметь дополнительный этап определения информации о синхронных частях любых цепей, ведущих к узлу и использования этой информации при осуществлении сравнения.

Этап определения характеристик передачи синхронизации может осуществляться узлом, и узел может иметь запись цепей синхронизации с самим собой и с другими узлами. Такое распределенное администрирование конфигурации может повышать устойчивость к отказам локального или центрального оборудования и облегчать добавление новых узлов, хотя централизованные решения могут лучше подходить для более крупных сетей во избежание медленного распространения изменений.

Способ может иметь этапы приема на узле обновления характеристик передачи синхронизации от соседнего узла, пересмотра выбора на основании обновленных характеристик передачи синхронизации, выбора новой одной из цепей синхронизации для пропускания информации синхронизации для использования в качестве опорного сигнала синхронизации, и отправки обновлений на соседние узлы для указания обновленных характеристик передачи синхронизации и нового выбора цепи. За счет включения текущего переконфигурирования, а также начальной настройки, можно добиться максимального сокращения эксплуатационных расходов.

Характеристики передачи синхронизации, определенные блоком администрирования цепей, могут содержать информацию, относящуюся к расширению любым узлом информации синхронизации, переносимой пакетами.

Узел может иметь часть плоскости управления для управления сетью связи, синхронизируемой сетью синхронизации, причем блок администрирования цепей и блок сравнения реализованы частью плоскости управления. Это может быть удобно, поскольку такая инфраструктура плоскости управления уже существует и имеет возможность наблюдения топологии и изменений, которые могут влиять на конфигурацию сети синхронизации.

Некоторые из описанных вариантов осуществления позволяют значительно сократить эксплуатационные расходы при развертывании гибридных сетей синхронизации нового поколения. Этого можно добиться путем задания нового мощного механизма, интегрированного в плоскость управления и способного работать с различными типами сетей синхронизации (как в ходе конфигурирования, так и в ходе эксплуатации сети).

Они могут базироваться на смешанных способах на основе пакетов и на основе физического уровня и могут в ряде случаев обеспечивать частотную синхронизацию или временную синхронизацию (или обе). Перечислим некоторые из характеристик, описанных более подробно в следующем разделе:

распределенное администрирование сети синхронизации;

расширение автоматического манипулирования сетью синхронизации до способов на смешанной основе физического уровня/пакетов;

расширение автоматического манипулирования сетью синхронизации до способов на смешанной основе физического уровня/пакетов для поддержки временной синхронизации.

Несмотря на то, что первым будет описан распределенный подход, начальная настройка сети может определяться оператором. Любое переконфигурирование в ходе эксплуатации может осуществляться автономно или, альтернативно, автоматизация также может распространяться на часть или всю начальную настройку сети синхронизации.

Это аналогично тому, что определено в вышеупомянутом алгоритме наилучшего ведущего тактового генератора согласно IEEE 1588 в области синхронизации на основе пакетов: канал сигнализации (сообщения оповещения) используется для осуществления связи между всеми узлами IEEE 1588 и, для каждого узла, для задания его роли в сети и, для подчиненных тактовых генераторов, для задания их ведущего тактового генератора.

Фиг. 1. Пример автоматизированной сети синхронизации

Согласно фиг. 1 сеть 200 синхронизации содержит узлы, обозначенные A, B, C, D, E, F, G, H, I, L, M и N, которые номинально связаны друг с другом, образуя конфигурацию, аналогичную сети 100 синхронизации, изображенной на фиг. 14. Сеть 200 синхронизации является гибридной сетью, поскольку некоторые части цепей используют передачу на основе пакетов. Это пример сети, имеющей распределенное администрирование конфигурации, поскольку она имеет на каждом узле возможность маршрутизировать информацию состояния соединения синхронизации в пределах сети 200 синхронизации, что позволяет каждому узлу в сети 200 синхронизации поддерживать полную информацию о статусе динамического соединения сети 200 синхронизации в любой точке сети. В этом иллюстративном варианте осуществления сеть 200 синхронизации дополнительно включает в себя сеть 201 интегрированного администрирования сети синхронизации, которая способна администрировать все узлы в сети синхронизации. Обеспечение централизованной сети 201 интегрированного администрирования сети синхронизации не является существенной особенностью всех вариантов осуществления, поскольку, как объяснено выше, эта функция, альтернативно, может быть распределена между различными узлами, каждый из которых имеет полную информацию о цепях сети 200 синхронизации и, в частности, их статусе динамического соединения.

Согласно фиг. 1 каждому узлу в сети администрирования синхронизации назначен адрес (например, IP-адрес), который однозначно идентифицирует этот узел. Для удобства условные обозначения A, B, C, D, E, F, G, H, I, L, M, N и O, используемые здесь для обозначения узлов, также будут использоваться здесь для представления соответствующих адресов этих узлов. Каждый узел дополнительно имеет запоминающее устройство для хранения таблицы, которая задает соотношение между каждым узлом и другими физическими соединениями в сети 200 синхронизации. На фиг. 1 это схематически представлено несколькими схемами 203 конфигурационной информации. Некоторые из узлов выполнены с возможностью использования связи на основе пакетов для частей цепей. Соединения, показанные в этом примере как использующие передачу на основе пакетов, обозначаются следующими парами узлов EF, FG, GH, HM, MN, OF, FI, IH.

Фиг. 2-3. Распределенный выбор цепи

Согласно вариантам осуществления, предусматривающим администрирование конфигурации, распределенное между узлами, оборудование на каждом узле имеет интерфейс, способный поддерживать IP, и все это оборудование подключено к IP-сети. Однако следует подчеркнуть, что использование стандартов IP не является существенной особенностью, и что вместо него можно использовать другие стандартные протоколы электросвязи, при условии, что эти другие протоколы допускают передачу информации между узлами, описанную ниже.

В некоторых вариантах осуществления каждый узел дополнительно имеет запоминающее устройство для хранения таблицы, которая задает соотношение между каждым узлом и другими физическими соединениями в сети 100 синхронизации. На фиг. 1 это схематически представлено несколькими схемами 203 конфигурационной информации.

На Фиг. 2 показана схема иллюстративного узла. Она демонстрирует узел 400 сети связи. Он содержит узел 410 сети синхронизации и другие признаки, не используемые сетью синхронизации, например процессор 470 синхронных передач. Она служит для обработки синхронного трафика на транспортных соединениях сети связи согласно традиционной практике. Он синхронизируется опорным сигналом синхронизации или тактовым сигналом CK, выводимым узлом 410 сети синхронизации.

Этот узел сети синхронизации имеет блок 440 выбора цепи для выбора, какая из различных цепей синхронизации, ведущих к этому узлу, выбрана для обеспечения информации синхронизации. Эта информация синхронизации используется генератором 450 опорного сигнала синхронизации обычным образом, для генерации тактового сигнала. Блок выбора цепи действует под управлением выходного сигнала блока 430 сравнения цепей. Этот выходной сигнал эффективно управляет конфигурацией этой части сети синхронизации, управляя выбором тех или иных цепей.

Блок сравнения цепей использует информацию об источнике и о характеристиках передачи синхронизации, хранящуюся в базе 435 данных. Блок 420 администрирования информации цепей наполняет и поддерживает эту базу данных, обмениваясь с соседними узлами информацией об известных им цепях, что обозначено на фигуре как сообщение информации цепей . На практике, эта информация цепей об источниках и характеристиках передачи синхронизации цепи может переноситься по тем же физическим маршрутам, которые используются сетью связи, или используются самими цепями синхронизации, или с использованием независимых маршрутов. Аналогично, цепи синхронизации могут использовать те же физические маршруты, которые используются для трафика сети связи, или иметь независимые маршруты. Блок администрирования информации цепей и блок сравнения цепей можно реализовать в виде программных модулей, выполняемых, например, процессором общего назначения, или, при желании, можно реализовать в виде программного обеспечения, выполняемого отдельным оборудованием. Узел может иметь часть плоскости 425 управления согласно традиционной практике, распределенную по всем узлам сети связи, для распределенного управления трафиком в сети связи. Эту же плоскость управления можно адаптировать и использовать для реализации функций блока администрирования информации цепей и блока сравнения цепей.

Фиг. 3. Этапы работы при конфигурировании цепей синхронизации

Сначала рассмотрим в целом описанные ниже этапы работы. Таблицы на каждом узле инициализируются для выражения начального состояния сети синхронизации. Это можно делать согласно любому протоколу связи между узлами, как рассмотрено выше. Каждый узел (включая узел интегрированного администрирования сети синхронизации, если он предусмотрен вариантом осуществления) теперь располагает полной картиной цепей, указывающей, как распространяются опорные тактовые сигналы в пределах сети. Затем сеть синхронизации эксплуатируется, с использованием общеизвестных приемов, для распределения опорных тактовых сигналов синхронизации на каждый узел вдоль цепей. При условии отсутствия проблем или других изменений это продолжается неопределенно долго.

Однако при всяком изменении статуса на узле таблица на измененном узле обновляется. Затем используется протокол связи между узлами для распространения этой информации на все остальные узлы в сети синхронизации, включая узел интегрированного администрирования сети синхронизации, если он предусмотрен вариантом осуществления. При распространении обновленной информации в пределах сети синхронизации, один или более узлов может отвечать своими собственными изменениями статуса/конфигурации, что требует дополнительных обновлений таблиц. Таким образом, посредством общеизвестных итерационных методов и протокола связи между узлами, дополнительно обновленная информация может распространяться на все остальные узлы в сети синхронизации, включая узел интегрированного администрирования сети синхронизации, если он предусмотрен вариантом осуществления.

В конце концов, никакие дополнительные изменения не производятся ни на одном из узлов, и каждый узел, опять же, имеет полную картину, как распространяются опорные тактовые сигналы в пределах сети. Затем сеть синхронизации можно снова эксплуатировать, с использованием общеизвестных приемов, для распределения опорных тактовых сигналов синхронизации на каждый узел. Вышеописанные подходы позволяют в полном объеме осуществлять все функции администрирования сети синхронизации в единообразной манере, тем не менее распределенные между узлами, или под управлением одного (централизованного) узла. В этой связи особенно важно, что новые типы оборудования (в частности IP-маршрутизаторы) также начинают нуждаться в управлении сетью администрирования сети синхронизации.

На Фиг. 3 показаны некоторые этапы способа конфигурирования узла либо посредством централизованной системы администрирования, либо в распределенном режиме на каждом узле. На этапе 10 производится определение, какие цепи ведут к узлу. На этапе 20 определяется информация об источнике каждой цепи. На этапе 30 определяется информация о характеристиках передачи синхронизации частей на основе пакетов каждой цепи. Определение цепи синхронизации информация на каждом узле может предусматривать перенос между узлами информации, касающейся цепей синхронизации и статуса, или может предусматривать поиск такой информации, ранее сохраненной в базе данных. Разные цепи сравниваются на этапе 40 с использованием, по меньшей мере, соответствующих характеристик передачи синхронизации и информации источника и, в необязательном порядке, другой информации для выбора цепи, используемой для обеспечения опорного сигнала синхронизации для узла. Эти этапы можно, при желании, реализовать в виде оборудования или программного обеспечения, выполняемого процессором общего назначения. Ниже более подробно описаны примеры реализации каждого из этих этапов определения и сравнения.

Сравнение и выбор цепей на основании принципов OSPF

На основании этой информации цепей узел (любой сетевой элемент) может задавать альтернативные источники синхронизации без опасности создания циклов хронирования и в соответствии с планом сетевой синхронизации. Альтернативно, как упомянуто выше, процесс может использовать некоторые более развитые механизмы, где сетевой элемент выбирает наиболее удобный опорный сигнал синхронизации на основании некоторого подходящего алгоритма (например, минимизирующего длину цепей). Выходной сигнал, указывающий, какую цепь выбрать, направляется для управления блоком выбора цепи на узле. В этом контексте, хотя и не показано, блок выбора может, конечно, включать в себя внутреннюю цепь от внутреннего генератора сигнала синхронизации, которая, конечно, не должна проходить через какие-либо другие узлы, или через какие-либо соединения между узлами, в таком случае, цепь можно представлять просто указанием того, что цепь является внутренней. Иллюстративный процесс такого выбора цепи может использовать принципы, применяемые в протоколе OSPF (первоочередного открытия кратчайших маршрутов), как показано, например, в US 6711411 B1 Management of Synchronization Network - Stefano Ruffini, 23 марта, 2004. OSPF может обеспечивать быструю реакцию в случае изменений сетевой топологии и гибкость в реорганизации сети на основании надлежащего алгоритма оптимизации. Благодаря расширению протокола OSPF, все узлы в сети синхронизации имеют информацию о статусе соединения синхронизации всей сети синхронизации.

Основные принципы применимы к приложению сетевой синхронизации. Предполагается, что каждому узлу должен быть назначен уникальный адрес.

Автоматическое определение информации о цепях сети синхронизации из других узлов может использовать принципы, известные в связи с протоколами маршрутизации состояния соединения, например протоколом маршрутизации данных под названием «первоочередное открытие кратчайших маршрутов» (OSPF). Эти принципы предпочтительно применять в настоящем изобретении в отношении администрирования сети синхронизации, поскольку они обеспечивают быструю реакцию в случае изменений сетевой топологии, малый служебный трафик и гибкость в реорганизации сети на основании надлежащих алгоритмов оптимизации.

Это не следует понимать в том смысле, что традиционные протоколы маршрутизации состояния соединения всегда полезны для администрирования сети синхронизации - это не так, если, например, оно не обеспечивает обмен данными, относящимися к функциям администрирования сети синхронизации (например, данными относящимися к цепям синхронизации и статусу). Однако протокол маршрутизации OSPF позволяет всем маршрутизаторам в IP-сети иметь полную картину IP-сети, чтобы иметь возможность маршрутизировать каждый пакет данных от его узла-источника к его назначенному узлу назначения, и теперь мы опишем, как можно с пользой применять эти концепции для облегчения администрирования сетей синхронизации.

В OSPF обеспечение всех маршрутизаторов полной картиной IP-сети осуществляется за счет того, что каждый маршрутизатор посылает обновления своего состояния соединения (т.е. информацию об изменениях статуса установленного соединения) на другие, соседние маршрутизаторы в IP-сети. Рекурсивно, та же информация распространяется в пределах сети, пока каждый маршрутизатор не будет располагать информацией и не сможет составить полную картину IP-сети, которую можно будет использовать при маршрутизации IP пакетов.

Сообщения, используемые для межузлового обмена информацией цепей

В соответствии с, по меньшей мере, некоторыми вариантами осуществления изобретения аналогичный подход можно использовать для обеспечения каждого узла в сети синхронизации полной информацией о статусе соединения всех остальных узлов в сети синхронизации. Для этого необходима информация активного опорного сигнала синхронизации и его статуса (то есть идентификация трассируемого источника синхронизации и его качества; и идентификация ожидающих (резервных) опорных сигналов синхронизации и их статуса).

Для распределения информации между узлами требуется ряд сообщений. Аналогично, необходимы следующие типы сообщений, заданные в OSPF:

(синхронизационное) приветствие - для периодического информирования соединенных узлов о статусе синхронизации отправителя;

(синхронизационное) описание базы данных - для информирования об активном и ожидающем опорных сигналах синхронизации и их статусе качества в фазе инициализации;

(синхронизационный) запрос состояния соединения - для обновления данных синхронизации, например, после приема описания базы данных узлом и выявления устаревания его собственной базы данных;

(синхронизационное) обновление состояния соединения - для информирования других узлов об изменениях статуса синхронизации;

(синхронизационное) квитирование состояния соединения - для квитирования получения обновления состояния соединения.

Примечание: все эти сообщения отправляются на соседние узлы. Все узлы в сети, однако, рекурсивно принимают информацию.

Если сообщения поступают от узлов, не являющихся соседними (согласно топологической информации, которой располагает принимающий узел), они игнорируются. Список соседних узлов формируется через (синхронизационные) сообщения приветствия. При настройке сети это также может быть задано узлом администрирования сети для ускорения процесса настройки. Для подготовки и настройки сети необходимы дополнительные сообщения, например:

команда, указывающая, какой опорный сигнал следует считать предположительным опорным сигналом синхронизации;

команда, устанавливающая приоритеты различных опорных сигналов;

одна или более команд, устанавливающих пороги для контрольных параметров, если таковые предусмотрены. Последовательность этапов при администрировании такой сети можно кратко указать следующим образом:

узлы конфигурируются из централизованной системы с помощью некоторой базовой информации (например, приоритетов ведущих тактовых генераторов и, в целом, информации о топологии сети синхронизации, заданной оператором);

таблицы на каждом узле обновляются с использованием передачи сообщений (синхронизационного) приветствия и (синхронизационного) описания базы данных). Это соответствует вышеупомянутым этапам 20 и 30 на фиг. 3. Каждый узел (или, в ряде случаев, только централизованный узел) имеет полную картину сети синхронизации;

сеть эксплуатируется соответственно;

когда происходит изменение на узле X, таблица этого узла обновляется (опять же, в соответствии с этапами 20 и 30), выбор цепи для этого узла может быть пересмотрен (в соответствии с этапом 40 на фиг. 3), и новая информация распространяется на все остальные узлы в сети (включая централизованный узел) путем передачи сообщения (синхронизационного) обновления состояния соединения.

При распространении информации в пределах сети один или более узлов может отвечать своими собственными изменениями, таким образом, требуя дополнительных изменений в таблице узла X. Итерационный процесс, в конце концов, приведет к новому статусу сети синхронизации.

Ниже дополнительно описан пример, показанный на фиг. 5, имеющий некоторые аналогичные этапы. В случае полностью автоматизированной сети начальная конфигурация может включать в себя только базовые данные (например, наименование и местоположение ведущего(их) тактового(ых) генератора(ов)) и другие ограничения, установленные оператором. Выбор цепи (также именуемый выбором опорного сигнала синхронизации), осуществляемый каждым узлом, может осуществляться согласно некоторому итерационному процессу (аналогично случаю восстановления после отказов в сети) и на основании некоторых подходящих правил и алгоритмов.

Фиг. 4. формат пакета и таблицы состояний

На фиг. 4 показан пример информации базы данных, которой в определенный момент времени располагает каждый узел. Эту полную таблицу можно пересылать в сообщениях (синхронизационного) описания базы данных на соседние узлы. (Синхронизационное) обновление состояния соединения обычно включает в себя лишь часть таблицы, запрашиваемой в (синхронизационном) запросе состояния соединения (например, строки, относящиеся к конкретному узлу). Пакеты (синхронизационного) приветствия могут включать в себя информацию только о статусе отправителя (например, статусе установленных соединений синхронизации).

В этом примере таблица имеет несколько строк для каждого из узлов, показанных на фиг. 1, причем каждая строка соответствует отдельной цепи, ведущей к каждому узлу, или внутренней цепи для этого узла. В первом столбце 301 таблицы задан каждый из узлов в сети 200 синхронизации. Для каждого из этих узлов запись во втором столбце 303 таблицы идентифицирует источник синхронизации узла. Например, узел A является PRC (см. фиг. 1 и 14) и, таким образом, не имеет других источников. Узел B имеет соединение для приема синхронизации от узла A, и это указано во втором столбце 303. Кроме того, для узла B это предпочтительный источник синхронизации, поэтому в третьем столбце 305 таблицы имеется указание того, что этому источнику присвоен наивысший приоритет (например, приоритет "1").

Многие узлы имеют более чем один возможный источник синхронизации. Например, узел B имеет соединение для приема синхронизации от узла A, как указано выше, но также имеет внутренний тактовый генератор, который он может альтернативно использовать в качестве источника опорного сигнала синхронизации. Каждому из них назначается относительный приоритет, который указывает порядок предпочтения при использовании этих возможных источников синхронизации. Так, например, опорный сигнал синхронизации наивысшего приоритета узла B поступает от узла A, и его опорный сигнал синхронизации следующего после наивысшего приоритета (в этом случае, приоритета "2") поступает от собственного внутреннего тактового генератора узла B.

Четвертый столбец 307 в таблице указывает последовательность узлов, через которую можно трассировать опорный сигнал синхронизации. Например, узел A является PRC, поэтому не существует узлов, через которые доставляется его опорный сигнал синхронизации. Для узла B опорный сигнал синхронизации трассируется на узел A, когда используется опорный сигнал наивысшего приоритета (т.е. обеспечиваемый узлом A), и альтернативно трассируется на сам B, когда используется собственный внутренний тактовый генератор B. Скобки используются в четвертом столбце для указания, когда узел является частью цепи синхронизации по цепочке пакетов, но лишь пересылает пакеты хронирования, не обрабатывая и не расширяя их.

В пятом столбце 309 указан для сетевого элемента статус соответствующего опорного сигнала синхронизации. Возможные состояния включают в себя: "PRC сети (G.811)"; "заблокированный (G.811)"; "ожидающий (G.812)"; и "ожидающий (G.813)", причем последний является тактовым сигналом более низкого качества, чем заданный в G.812. Эти состояния общеизвестны в уровне техники и заданы, например, в рекомендации ITU-T G.811 (2/97), "Timing characteristics of Primary Reference Clocks"; и рекомендации ITU-T G.812 (2/97), "Timing characteristics of Slave Clocks"; и рекомендации ITU-T G.813 (8/96), "Timing characteristics of SDH Equipment Slave-Clocks (SEC)", которые все, таким образом, включены в настоящее описание изобретения посредством ссылки в полном объеме.

В шестом столбце 311 указано, имеет ли цепь часть на основе пакетов, или же она переносится синхронными соединениями. В седьмом столбце 313 в таблице указан результат наблюдения, например: максимальная ошибка интервала времени (MTIE), отклонение по времени (TDEV), отклонение по частоте (FDEV) и прочие. В случае соединения на основе пакетов это может быть измерение PDV. Измерения PDV считаются частью стандарта G.8261. Эти результаты наблюдения являются результатом обычно периодического наблюдения, и устанавливаются в обычном порядке на сетевом элементе, осуществляющем испытательные наблюдения. Эти результаты могут считываться оператором для контроля качества сети синхронизации, но также могут использоваться сетью синхронизации в автоматическом режиме для переконфигурирования сети синхронизации (например, в случае если соединение демонстрирует низкое качество). Результаты наблюдения MTIE и TDEV общеизвестны в уровне техники и заданы в рекомендации ITU-T G.810 (5/96), "Definitions and terminology for synchronization networks", из-за чего более подробное описание не требуется. Результат наблюдения SSM также общеизвестен и задан в вышеупомянутом документе ETSI EG 201 783. Отклонение по частоте также является общеизвестным понятием и не требует особого определения. В восьмом столбце 315 указаны функции узла, для узлов вдоль цепи, которые могут влиять на характеристики передачи синхронизации. Это позволяет включать в таблицу некоторые характеристики передачи синхронизации частей цепей, использующих передачи на основе пакетов.

Фиг 4. Характеристики передачи синхронизации для части на основе пакетов

Основное различие между связью на основе физического уровня и связью на основе пакетов (например, хронированием, переносимым пакетами IEEE 1588 (PTP)), состоит в том, что в первом случае синхронизация распределяется и регенерируется всеми сетевыми элементами, которые являются частью сети синхронизации. В последнем случае, хронирование распределяется от ведущего элемента к подчиненному, и промежуточные узлы могут требоваться или не требоваться для осуществления хронирования (например, через регенерацию). Другое основное различие состоит в том, что с точки зрения подчиненного элемента ожидающий опорный сигнал может задаваться на основе ведущих тактовых генераторов, а не на основе соединений, как в случае традиционных способов синхронизации на физическом уровне.

Это означает, что требуется обмен разной информацией между узлами, для частей на основе пакетов цепей, и на этапе сравнения цепей необходимо иметь возможность учитывать эту новую информацию. В некоторых вариантах осуществления единый универсальный протокол администрирования, выполняющийся в плоскости управления, может одновременно оперировать с разными типами сетей синхронизации (например, SyncE и IEEE 1588), хотя в принципе, разные протоколы могут собирать разные типы информации для частей на основе пакетов и синхронных частей, в необязательном порядке, хранящиеся в разных местах, и блок сравнения цепей осуществляет доступ к обоим местам, чтобы иметь возможность сравнивать разные типы.

Можно идентифицировать следующие случаи передачи на основе пакетов:

сеть полностью на основе пакетов, действующую над пакетной сетью с установлением соединения;

сеть полностью на основе пакетов, действующую над пакетной сетью без установления соединения;

сеть на смешанной основе физического уровня/пакетов.

Способ на основе пакетов также можно осуществлять с поддержкой хронирования сети или без нее (например, пакеты хронирования регенерируются или модифицируются на всех или некоторых из узлов сети вдоль цепи).

Сценарий без установления соединения не будет описан подробно, поскольку задержки являются менее предсказуемыми. Чтобы сделать задержки более предсказуемыми, можно использовать некоторый механизм QoS на заранее заданных маршрутах. Узлы, которые являются частью частей сети синхронизации на основе пакетов, могут относиться, например, к следующим типам (можно предусмотреть другие типы):

узлы, лишь пересылающие пакет хронирования (и, таким образом, добавляющие некоторое дрожание пакета);

узлы, регенерирующие время (например, граничный тактовый генератор IEEE 1588); это во многом аналогично тактовому генератору на основе физического уровня (например, в отношении ожидающих тактовых генераторов, качества тактового генератора и т.д.), см. фиг 4, первая цепь, ведущая к F;

узлы, которые расширяют пакетные данные (например, прозрачные узлы тактового генератора IEEE 1588), для расширения данных для указания значений задержки, определенных на узле, см., например, фиг. 4, цепь, ведущая к H; и

узлы, заданные протоколом маршрутизации в качестве альтернативного маршрута в случае отказов в сети (в этом случае, некоторое взаимодействие с данными протокола маршрутизации (например, LSA OSPF), можно использовать для получения картины доступных маршрутов маршрутизации.

Эти разные типы узлов могут влиять на хронирование информации синхронизации, переносимой пакетами, в связи с чем информация об этих узлах может представлять характеристики передачи синхронизации цепей. Сравнение и выбор цепей механизма в этом контексте можно расширить для учета, например, характеристик передачи, например, количества узлов в цепи, количества узлов, которые не обеспечивают поддержку хронирования, количества граничных узлов тактового генератора, количества прозрачных узлов тактового генератора и т.д.

В случае способов на смешанной основе физического уровня/пакетов эта информация также может добавляться каждым узлом. Механизм сравнения и выбора также может учитывать другие факторы, например надежность одного способа по сравнению с другим (в частности, способ на основе физического уровня не подвержен влиянию изменения задержки пакетов и может рассматриваться как имеющий первый приоритет).

Поэтому данные, подлежащие обмену между узлами и сетью администрирования, могут включать в себя вышеописанную информацию.

Во избежание чрезмерного разрастания таблиц сеть синхронизации можно, в необязательном порядке, делить на части, каждая из которых содержит только данные для соответствующего участка всей сети синхронизации.

Фиг. 5. Этапы с использованием характеристик передачи синхронизации

На фиг. 5 показана схема выполнения этапов конфигурирования сети синхронизации согласно варианту осуществления. На этапе 200, узел добавляется к гибридной сети синхронизации. Этап 210 предусматривает начало конфигурирования узла путем осуществления связи с другими узлами для обмена информацией для определения цепей, ведущих к узлу. Это может предусматривать, например, получение копии таблицы, показанной на фиг. 4, от других узлов, или заполнения строк такой таблицы путем запрашивания информации от других узлов. На этапе 220 информация источника определяется для каждой цепи, и на этапе 230 определяются характеристики передачи синхронизации. Это может предусматривать, например, получение от других узлов, или из центрального местоположения, информации для заполнения второго и восьмого столбцов таблицы, показанной на фиг. 4, для строк, соответствующих нужному узлу. Можно предусмотреть другие способы получения или сохранения такой информации.

На этапе 240 цепи, ведущие к узлу, сравниваются, с использованием информации источника и характеристик синхронизации, для выбора цепи, подлежащей использованию. Некоторые способы осуществления этого этапа более подробно описаны ниже со ссылкой на фиг. 6-9. В необязательном порядке, записывается новый выбор, в необязательном порядке, в столбце приоритетов таблицы, и если для остальных цепей определены второй и третий уровни приоритета и т.д., эти приоритеты также можно записывать. Это позволяет узлу при необходимости мгновенно переключаться на резервную цепь, без полного пересмотра приоритетов.

Этап 250 демонстрирует нормальную работу сети синхронизации для обеспечения опорного сигнала синхронизации для соответствующего узла сети связи, как показано на фиг. 2, например на основании информации синхронизации, прошедшей из удаленного источника синхронизации по выбранной цепи. На этапе 260 информация цепей периодически обновляется, возможно, в результате возникновения условия отказа или тревоги, или переконфигурирование любой части сети связи. Это можно делать путем обмена информацией между узлами, что более подробно описано ниже.

Обновление таблицы базы данных без образования циклов хронирования

Теперь рассмотрим, как изменяется содержание таблицы в случае отказа в сети синхронизации. Предположим, что произошел отказ (например, нарушение в кабеле), в результате чего разорвалось соединение синхронизации между узлами F и G. Это означает, что узлу G придется получать синхронизацию из другого источника, и во избежание циклов хронирования, другие узлы также может потребоваться переконфигурировать. Этот процесс можно координировать с использованием протокола для распределения обновлений таблицы, чтобы каждый узел (в том числе, связанный с сетью 201 интегрированного администрирования сети синхронизации) имел полную информацию об основных решениях на переконфигурирование. Информация изменяется фрагментарно, в результате чего создается и последовательно распределяется несколько обновленных таблиц.

Например, обнаружив потерю своего источника синхронизации, узел G проверит свою собственную таблицу и выяснит, что он не может немедленно выбрать прием своего опорного сигнала синхронизации от узла H, поскольку это приведет к созданию цикла хронирования (таблица указывает, что источник узла H трассируется на узел G). Тогда узел G выбирает, в порядке альтернативы, прием своего опорного сигнала синхронизации от своего собственного внутреннего тактового генератора. Узел G обновляет таблицу 300, чтобы отразить это изменение, и распределяет ее на другие узлы в сети синхронизации. При распределении таблицы от узла к узлу изменения производятся постепенно, для регулировки предыдущих изменений. В частности, если результат наблюдения, указывающий "тревога", сгенерирован на узле G, например, в результате обнаружения наблюдателем какого-то нарушения работы, например потери кадра или превышения MTIE определенного порога, то эта "тревога", в свою очередь, обуславливает переход соединения наивысшего приоритета узла G из состояние "заблокировано" в состояние "отказ". В ответ на этот отказ источник опорного сигнала синхронизации с третьим после наивысшего приоритетом узла G переходит из "ожидающего" режима в "заблокированное" состояние (в том смысле, что он используется узлом G). Это подчеркивает тот факт, что в алгоритме выбора опорного сигнала условие предотвращения циклов хронирования более значимо, чем выбор опорного сигнала с наивысшим приоритетом. Дополнительным следствием является то, что узел H изменится, демонстрируя переход качества от опорного сигнала качества G.811 к опорному сигналу качества G.813.

Фиг. 6-8. Сравнение цепей

На фиг. 6 показаны некоторые этапы, предусмотренные в одной возможной реализации этапа 240 на фиг. 5. Как показано, на первом этапе 310 производится определение, какие узлы находятся в частях цепей, использующих передачу на основе пакетов. На этапе 320 производится проверка, что ни один из маршрутов цепей не использует дважды один и тот же узел, во избежание циклов хронирования. На этапе 330 определяется количество узлов в каждой из цепей, и это количество используется как мера качества передачи. При этом можно, например, использовать столбец 4 на фиг. 4 для определения, какие узлы пройдены и использовать восьмой столбец на фиг. 4 для определения, какие из этих узлов находятся в части на основе пакетов цепи.

На этапе 340 цепи сравниваются для определения имеет ли одна цепь значительно меньше узлов. Порог можно применять, в зависимости от того, например, сколько цепей сравнивается, или в зависимости от длин цепей. Если кратчайшая цепь имеет, скажем, меньше 10 узлов, она будет выбрана, если же кратчайшая цепь имеет на 20% меньше узлов, чем цепь, вторая после кратчайшей, то можно выбрать ее. Можно предусмотреть многие другие аналогичные алгоритмы. Сравнение может включать в себя в качестве фактора характеристики источника, если источники отличаются качеством, например дрожанием или надежностью. Если ни одна цепь явно не является оптимальной, то на этапе 350, можно определять дополнительные характеристики передачи синхронизации для использования в сравнении.

На Фиг. 7 показан этап 352 определения скорости соединений между узлами. Это непосредственно не показано в таблице на фиг. 4, но можно определить различными способами, посредством запроса либо к центральной базе данных, либо к локальному хранилищу на узле, указывающего сетевую топологию и конкретные значения скорости передачи данных для соединений между узлами. Запрос может указывать соединения, на основании которых участвуют узлы. Поскольку на этапе 330 можно определить, какие узлы пройдены, например, используя столбец 4 на фиг. 4, и использовать восьмой столбец на фиг. 4 для определения, какие из этих узлов находятся в части на основе пакетов цепи.

На этапе 354 задержки и/или дрожание можно определить и накопить для каждой из цепей, на основании информации о скорости соединений. На этапе 356 цепи можно сравнивать на основании их накопленных сумм, чтобы определить, действительно ли одна цепь значительно лучше других. Опять же, можно использовать подходящие пороги, как рассмотрено выше, для определения, в какой степени или насколько цепь должна превосходить своих конкурентов, чтобы ее выбрали. На этапе 358 выбранная цепь выводится, или, если наилучшая цепь не отвечает порогу, то определяются дополнительные характеристики.

Например, на этапе 362 производится определение, сколько узлов в каждой цепи участвует в расширении информации синхронизации. Это может производиться на основании информации функции узла в восьмом столбце на фиг. 4, описанном выше, для определения, существуют ли узлы, которые производят расширение, например, путем измерения фактического дрожания или задержек вдоль цепи, для обеспечения возможности скомпенсировать или, по меньшей мере, предположить эти значения, подлежащие замене фактическими значениями. На этапе 364 цепи, опять же, сравниваются для определения, действительно ли одна цепь значительно лучше других. Опять же, можно выбрать подходящие пороги. Если наилучшая цепь отвечает порогам, она выбирается, и соответствующий выходной сигнал поступает на блок выбора цепи, в противном случае можно определить дополнительные характеристики на этапе 366.

На Фиг. 8 показан этап 372 определения любых узлов, которые регенерируют информацию синхронизации, например, граничных узлов тактового генератора. Опять же, это может производиться на основании информации функции узла в восьмом столбце на фиг. 4, описанном выше. На этапе 374 цепи, опять же, сравниваются для определения, действительно ли одна цепь значительно лучше других. Опять же, можно выбрать подходящие пороги. Если наилучшая цепь отвечает порогам, она выбирается, и соответствующий выходной сигнал поступает на блок выбора цепи, в противном случае можно определить дополнительные характеристики на этапе 376. Такими другими характеристиками могут быть другие характеристики передачи, например надежность или другие факторы.

Фиг. 9. Сравнение, предусматривающее объединение синхронных частей и частей на основе пакетов

На фиг. 9 показана последовательность этапов, аналогичных представленным на фиг. 6, но с дополнительным этапом объединения синхронных частей и частей на основе пакетов. Как и на фиг. 6, показаны некоторые этапы, предусмотренные в одной возможной реализации этапа 240 на фиг. 5. Как показано, на первом этапе, 310 производится определение, какие узлы находятся в частях цепей, использующих передачу на основе пакетов. На этапе 320 производится проверка, что ни один из маршрутов цепей не использует дважды один и тот же узел, во избежание циклов хронирования. На этапе 330 определяется количество узлов в каждой из цепей, и это количество используется как мера качества передачи. При этом можно, например, использовать столбец 4 на фиг. 4, для определения, какие узлы пройдены, и использовать восьмой столбец на фиг. 4 для определения, какие из этих узлов находятся в части на основе пакетов цепи. На этапе 335 задержки (или другие характеристики, например дрожание) частей на основе пакетов каждой цепи объединяются с накопленными задержками любых синхронных частей. Это может производиться на основании количеств узлов или других мер задержек или дрожания.

На этапе 345 цепи сравниваются для определения, имеет ли одна цепь значительно более высокое качество передачи (например меньше узлов). Порог можно применять, в зависимости от того, например, сколько цепей сравнивается, или в зависимости от длин цепей. Если кратчайшая цепь имеет, скажем, меньше 10 узлов, она будет выбрана, если же кратчайшая цепь имеет на 20% меньше узлов, чем цепь, вторая после кратчайшей, то можно выбрать ее. Можно предусмотреть многие другие аналогичные алгоритмы. Если ни одна цепь явно не является оптимальной, то на этапе 350 можно определять дополнительные характеристики передачи синхронизации для использования в сравнении.

Фиг. 10. Централизованное сравнение цепей

На фиг. 10 показан пример, демонстрирующий признаки, аналогичные представленным на фиг. 2, но отличающиеся тем, что функции, относящиеся к конфигурации, например сравнение цепей, осуществляются централизованно. На фигуре показана централизованная система 500 администрирования сети синхронизации, имеющая блок 420 администрирования информации цепей, базу 435 данных информации цепей и блок 430 сравнения цепей.

Имеется узел 410 сети синхронизации, который выводит опорный сигнал синхронизации или тактовый сигнал, для использования синхронными частями сети связи. Этот узел сети синхронизации имеет блок 440 выбора цепи для выбора, какая из различных цепей синхронизации, ведущих к этому узлу, выбрана для обеспечения информации синхронизации. Аналогично фиг. 2, эта информация синхронизации используется генератором 450 опорного сигнала синхронизации обычным образом, для генерации тактового сигнала. Блок выбора цепи действует под управлением выходного сигнала блока 430 сравнения цепей из централизованной системы администрирования сети синхронизации.

Блок сравнения цепей использует информацию об источнике и о характеристиках передачи синхронизации, хранящуюся в базе 435 данных. Блок 420 администрирования информации цепей наполняет и поддерживает эту базу данных, получая информацию от всех узлов в сети синхронизации. Преимущество централизации этих функций, по сравнению с распределением их по всем узлам, состоит в том, что она позволяет уменьшить задержки при распространении информации по крупным сетям. Кроме того, в централизованной версии упрощается вмешательство операторов. В принципе, можно поддерживать централизованную базу данных информации цепей, и алгоритм блока сравнения цепей может выполняться локально на каждом узле. Это позволит распределить потребности в вычислительных ресурсах, но повысить потребность в ресурсах связи между узлами и централизованной базой данных.

Фиг. 11. пример выбора цепей в смешанной среде синхронизации на основе физического уровня/пакетов

На фиг. 11 показана гибридная сеть синхронизации, аналогичная изображенной на фиг. 1 (но не идентичная, например, узел G является согласно фиг. 11 прозрачным узлом тактового генератора). На фиг. 11 показаны две цепи, ведущие к узлу N. Первая цепь, обозначенная пунктирной линией, проходит от O через F, I, H и M. Вторая цепь, обозначенная сплошной линией, проходит от E через F, G, H и M. Обе цепи имеют одинаковое количество узлов, и их невозможно различить только по этим критериям, как это делается на этапах, показанных на фиг. 6. Тем не менее, цепи можно различить, используя этап 362 на фиг. 7. Вторая цепь обеспечивает лучшую поддержку хронирования, поскольку она проходит узел G, который является прозрачным узлом тактового генератора, а не через узел I, который вовсе не обрабатывает пакеты. Это будет отражено в последнем столбце таблицы на фиг. 4, если фиг. 4 видоизменить в соответствии с сетью, показанной на фиг. 11.

Расширение до временной/фазовой синхронизации

Применение временной (и/или фазовой) синхронизации обычно предполагает наличие сети синхронизации, использующей способ на основе пакетов. В ряде случаев можно предложить решение, согласно которому способ на основе пакетов получает поддержку от нижележащего способа физического уровня, который используется для распределения частотной синхронизации (это иногда называется поддержка на маршруте , OPS).

Помимо необходимости во временном (или фазовом) опорном сигнале основное отличие способа на основе пакетов, который используется для распределения частоты, от способа, который также распределяет время, состоит в необходимости двустороннего протокола. Таким образом, пакеты хронирования передаются от ведущего узла к подчиненному узлу и от подчиненного узла к ведущему узлу. Еще одна характеристика состоит в том, что для доставки точного времени, во многих значимых сетевых сценариях потребуется поддержка от узлов сети (например, граничных тактовых генераторов IEEE 1588).

Исходя из того, что двусторонний протокол установлен для потока хронирования нисходящей линии связи, распределенного по тем же узлам, что и соответствующий поток восходящей линии связи, это прямое расширение рассмотрений, представленных в предыдущих разделах.

В случае сети временной синхронизации, пользующейся поддержкой способа синхронизации физического уровня, рассматривается дополнительная информация о наличии OPS. В этом случае узел параллельно должен поддерживать две базы данных синхронизации: одну для распределения частотной синхронизации и другую для распределения временной синхронизации.

Распределенный подход предпочтителен, поскольку может гарантировать наилучшие характеристики в отношении времени схождения.

Фиг. 12, 13. Расширение существующих протоколов плоскости управления

Согласно некоторым вариантам осуществления OSPF расширяется аналогичным образом, как это делается для плоскости управления оптической сети (например, ASON/WSON). В случае ASON, OSPF была расширена до G.OSPF-TE (расширения «Generalized OSPF with Traffic Engineering») для сбора/распространения информации, зависящей от технологии, например непрерывности диапазона длин волны, физических повреждений и т.д.

В этом примере OSPF расширяется путем задания LSA (оповещения о состоянии соединения) соединения TE, способного переносить также информацию синхронизации. В частности, для рассмотренных здесь приложений синхронизации G.OSPF-TE приспособлено для распределения топологической информации сети синхронизации. Заметим, что никакого расширения протокола сигнализации не требуется, поскольку информации, распределяемой через расширенный OSPF, достаточно узлам для правильного установления маршрутов синхронизации.

Каждое соединение TE в сети OSPF описывает с помощью LSA соединения TE (согласно RFC 3630 - расширения инженерии трафика (TE) до OSPF версия 2), содержащего TLV (тип-длина-значение) соединения. LSA соединения TE содержит определенное количество подобъектов, именуемых под-TLV. Каждый из этих подобъектов описывает некоторые из характеристик соединения TE.

Каждое соединение TE содержит один или более компонентов соединения (LC), представляющих физическое соединение между двумя соседними узлами. Первым параметром, связанным с LC, является локальный идентификатор, который может однозначно идентифицировать его: ID компонента соединения. Другие параметры зависят от технологии и, в этом конкретном контексте, относятся к синхронизации.

На Фиг. 12 представлен пример под-TLV спецификации синхронизации, который содержит два компонента соединения и связанные с ними параметры синхронизации. Как указывает символ ^(*) в верхней строке, это значение 1 указывает, что это только расширение синхронизации. Во второй строке, символ ^(**) после значения под-подтипа служит для указания, что другие можно добавить для других способов синхронизации (например, на основе пакетов, SDH и т.д.), и набор параметров будет соответственно изменяться.

С узлом связывается дополнительный набор параметров синхронизации (например, качество и состояние тактового генератора). Эти параметры можно распространять через особый под-TLV в LSA соединения TE, как показано в порядке примера на фиг. 13.

На Фиг. 13 показан пример синхронизации конкретного под-TLV (случай узла), в котором, опять же, в первой строке присутствует указание ^(*) того, что это только расширение синхронизации. Во второй строке, символ ^(**) служит для указания, что это единственный тип узла. Альтернативно, можно добавить другие под-подтипы (с увеличивающимся id, т.е. 3, 4 и т.д.) для других типов узла, и набор параметров будет соответственно изменяться. В четвертой строке, символ ^(***) служит для указания, что эта функция узла может соответствовать содержимому восьмого столбца на фиг. 4, например, PRC сети, G.8263 TC и т.д.

Второй параметр в шестой строке в этом примере является статусом наблюдения, который соответствует содержимому седьмого столбца на фиг. 4. Таким образом, можно видеть, как это можно использовать для обмена информацией между узлами для заполнения таблицы на фиг. 4, которую затем можно использовать в качестве основы для различных алгоритмов сравнения цепей, для выбора наилучшей цепи синхронизации для каждого узла и, таким образом, конфигурирования сети синхронизации.

Помимо OSPF можно рассматривать другие существующие или новые протоколы при условии, что они обеспечивают дополнительные функциональные возможности. Например, LMP (протокол администрирования соединений), который выполняется на паре узлов и предназначен для администрирования соединений TE, можно использовать для расширения решения синхронизации.

Другие признаки

Новый протокол, приспособленный для переноса новых характеристик передачи, может быть выполнен с возможностью сосуществования с существующими механизмами синхронизации. При возникновении какого-либо конфликта может потребоваться, чтобы узлы игнорировали некоторые части, например, протокол SSM , который может потребоваться игнорировать во избежание возможных несоответствий.

Для случая сетей синхронизации на основе физического уровня (например, SyncE, SDH) все вышеописанные пакеты протокола распространяются за один IP-скачок. Это означает, что все сетевые элементы, участвующие в сети синхронизации (или являющиеся ее краевыми узлами), должны быть надлежащим образом адресованы (протокол должен действовать на основе соединений). Другими словами, пакеты не должны переноситься прозрачно через сетевые элементы, которые являются частью сети синхронизации.

Можно предусмотреть другие изменения и варианты осуществления в пределах объема формулы изобретения.