一種全網時鐘同步管理方法

孟永勝，曹海萍，郭文佳

（天津中興軟件有限責任公司，天津 300300）

1 引言

在數字同步網中，所有網元要達到與整網時鐘源PRC或LRC同步，保證業務接收正常。實現同步的方法主要依賴于一些同步協議，如SSM等。這些協議的同步方式是主從逐層同步，協議運行在每個網元上，效率比較高。同時，這種全分布式的同步也帶來一個問題，當同步層中主源的質量降低或丟失時，網絡內相關的網元時鐘會重新調整，在一段時間內時鐘震蕩，不穩定。

2 方法概述

網絡內設置一個時鐘管理網元，各網的時鐘等級、ID等信息在時鐘管理網元上進行配置，實時鏈路狀態和時鐘質量通過周期上報的方式通知時鐘管理網元。普通網元檢測到鏈路斷或失鎖時，本網元首先進入保持狀態，管理網元檢測到鏈路斷或某普通網元失鎖時，分配其他可用的時鐘同步鏈路。

對于用戶操作的修改網元屬性時或修改網絡結構時，時鐘管理網元對時鐘同步的方向順序地進行調整分配。在網絡內各網元配置或結構不發生變化的情況下，所有普通網元自主確定跟蹤方向。具體步驟如下：

第1步：網元上電時配置一個管理網元的IP地址，并周期向管理網元發送注冊請求消息，直到收到管理網元的響應。

第2步：管理網元收到注冊請求消息后，將該時鐘網元信息加入到網元列表中，并發送注冊響應消息。

第3步：管理網元建立所有網元的物理鏈接關系表（Link Table），對于每一跳連接都有一個ID，并且發Link ID通知消息到該連接的兩個網元。

第4步：時鐘網元與管理網元注冊完成后，根據收到的SSM消息中的QL，進行時鐘源的選擇，并跟蹤選擇的時鐘源（是另一個網元或該網元自身）。時鐘源消息包括本網元ID，跟蹤時鐘源ID，以及當前跟蹤狀態等。

第5步：管理網元收到時鐘源消息后，建立整網時鐘跟蹤關系表，并知道當前各網元的鎖定狀態。

第6步：在環形網絡中，當網元發生一個方向鏈路狀態Down時，通過另一方向的鏈路上報實時鏈路狀態消息給管理網元，管理網元收到消息時，查看整網時鐘跟蹤關系表，如果發生狀態down的網元是時鐘上游網元，即網絡內有些其他網元在跟蹤該網元，則向所有該網元的下級網元發強制holdover消息，包括向上報實時動態消息的網元下發強制Holdover的消息。

在鏈型網絡中，當某個網元鏈路與管理網元方向的連接斷掉時，該網元的下游第一級網元自行進入Holdover，再下級的網元根據SSM信息自行決定自己的跟蹤方向。

第7步：收到強制Holdover消息的網元將進入Holdover，并持續保持1分鐘后，開始重新選擇時鐘，即利用步驟1中的方法。

第8步：當普通網元失鎖時，網元發送的時鐘質量QL變為不可用，收到SSM消息的網元將不再跟蹤該網元，進入保持或切換到其他時鐘源上。

3 模塊組成

全網時鐘同步管理系統包含以下七種模塊：一是普通網元時鐘同步模塊A，在普通網元上實現選擇時鐘源，并跟蹤選擇的時鐘源。二是普通網元動態信息處理模塊B，在普通網元上實現時鐘源信號質量的采集，并把采集的數據給A模塊，A模塊可以根據這些數據作為選擇時鐘源的依據。動態數據還會給C模塊，信號丟失或質量降低等事件發生時，通知到G模塊。三是普通網元消息處理模塊C，接收處理來自G模塊的數據信息。并在某些事件觸發下給G模塊發送數據。四是管理網元間鏈路關系模塊D，根據網絡內網元的注冊信息，建立網元之間的鏈路關系表。五是管理網元間時鐘跟蹤關系模塊E，根據C模塊上報的時鐘跟蹤信息，建立整網網元間的時鐘關系表。六是管理網元時鐘鏈路決策模塊F，處理各網元上報的動態信息，做出全網時鐘鏈路變更的決策。七是管理網元消息處理模塊G，接收報文進行分發，以及發送相關的報文。

4 應用示例

在一個環形網絡內，網元A/B/C/D為普通網元，網元M為管理網元（圖1）。普通網元會自主選擇時鐘源跟蹤方向，在一個同步層斷鏈時，管理網元會對各網元的時鐘進行控制管理。

圖1 時鐘跟蹤路徑斷鏈場景

（1）普通網元A/B/C/D周期地向管理網元M發送注冊請求消息，消息中包括自己的時鐘質量，跟蹤狀態等信息，直到收到管理網元的響應。其中網元A連接了質量為2的時鐘，網元D連接了質量為4的時鐘。管理網元收到注冊消息后，將該時鐘網元信息加入到網元列表中。并發送注冊響應消息。

（2）普通網元A自主選擇質量為2的時鐘，并發送質量為2的消息，網元B接收到消息后，也自主選擇質量為2的方向，即選擇A為跟蹤源，C、D也類似。A/B/C/D均向管理網元M上報當前跟蹤的鏈接，管理網元M建立時鐘源跟蹤關系表。

（3）圖1中普通網元A與B之間的鏈接故障，B上報時鐘源故障消息給管理網元M，管理網元收到故障消息，按照順序先后向D，C，B發送切換方向到D的消息。

（4）普通網元B/C/D接收到管理網元M的切源消息后，切換到跟蹤D鏈接的質量為4的時鐘源。減少普通切換方式中逐層切換方向的時間。（5）網元D鏈接故障，網元A跟蹤路徑故障，此時A/D均向M上報鏈路故障，管理網元M通知鏈路上所有網元進入Holdover。減少Hold性能逐級傳遞的性能損失。

（6）鏈路上所有網元接收到強制Hold消息后，進入Holdover，并在接收到新的質量可用的SSM消息后，自主進行切源。

5 結束語

與現有技術相比，本文所述方法提高時鐘跟蹤網絡中，某個網元發生失鎖或其他異常情況時，下游網元的時鐘穩定性。