CN103339888A - 用于分组交换网络的网元 - Google Patents

Abstract

一种用于分组交换网络的网元(30)包括：多个网络端口(31，32)，用于与其他网元交换同步消息；本地时钟(41)；与每个网络端口关联的时间戳生成模块(36)，用于触发生成时间戳；以及同步控制模块(43)，根据配置信号有选择地可配置在第一操作模式和第二操作模式中，其中被配置在第一操作模式中的同步控制模块适于根据通过从属端口接收的同步消息的时间戳来调整本地时钟的偏移，并且其中被配置在第二操作模式中的同步控制模块适于根据在接收和发送同步消息时获得的时间戳来计算同步消息在网元中的驻留时间。

Description

用于分组交换网络的网元

技术领域

本发明涉及分组交换网络内的时钟同步技术领域。

背景技术

对于需要同步约束的各种应用，例如移动网络的基站的同步，正在开发用于在分组交换网络上分发参考时间和/或参考频率的方法。例如，IETF的网络时间协议(NTP)工作组正在开发对起初在RFC1305中规定的NTP协议的升级。已经谨记这一点来修改了IEEE的精确时间协议(PTP)。ITU-T已经定义了被称为同步以太网并且在规范G.8261、G.8262和G.8264.5中描述的用于在以太网网络上分发参考频率的物理层技术。

正在研究IEEE1588v2协议或者精确时间协议版本2(PTPV2)用于支持在严格应用、诸如移动网络的背景中分发时间和频率。无线网络中的准确度要求对于频率约为50ppb而对于时间约为一微秒。在分组交换网络(PSN)和时间分发的背景中，IEEE1588V2协议的性能主要受常被称为“网络噪声”的分组抖动和通信路径延迟不对称性的限制。前者与分组延迟变化(PDV)有关。后者是一个PTPV2消息在一个方向(例如，从主控到从属)上的通信延迟与具有相同序号的有关PTPV2消息在相反方向(例如，从从属到主控)上的延迟比较的差异的结果。

PTPV2性能很依赖于不可预测的PSN背景流量水平。为了去除/控制这些依赖性，已经在PTPV2标准中引入了透明时钟(TC)和边界时钟(BC)硬件支持。

在Stefano Ruffini在2010年的ITU-Drafts发表的“Time and phaseSync noise budget in G.8271”中，网络的每个节点具有边界时钟和/或透明时钟。

A.Magee在2010年的IEEE Communications杂志第48卷第10期发表的“Synchronization in next-generation mobile backhaul networks”描述了如下网络，该网络包括首领主(grandmaster)时钟、其中设置了边界和透明时钟的中间节点以及普通时钟。推荐所有中间节点可以在边界时钟或者透明时钟下工作以克服分组延迟变化的影响。

H.Gerstung在2008年的International IEEE Symposium onPrecision clock Synchronization for Measurement，Control andCommunication发表的“Synchronizing PTPv1and PVPv2clients with onecommon time source”描述了包括两个单元的Hirschmann MICE-20工业以太网交换机：一个单元在边界时钟模式中具有两个IEEE1588-2002模块而一个单元具有可以被配置为在边界时钟模式或者1步和2步透明时钟模式中操作的两个IEEE1588-2008模块。

发明内容

在一个实施方式中，本发明提供一种用于分组交换网络的网元，该网元包括：

多个网络端口，用于与其他网元交换同步消息，

本地时钟，

时间戳生成模块，与每个网络端口关联以用于在通过网络端口接收或者发送同步消息时触发本地时钟来生成时间戳，以及

同步控制模块，根据配置信号有选择地可配置在第一操作模式和第二操作模式中，

其中被配置在第一操作模式中的同步控制模块适于：

选择第一网络端口作为从属端口并且选择第二网络端口作为主控端口，

根据通过从属端口接收的同步消息的时间戳来调整本地时钟的偏移，并且

通过主控端口发送包括利用调整的本地时钟获得的时间戳的同步消息；

并且其中被配置在第二操作模式中的同步控制模块适于：

向第二网络端口转发通过第一网络端口接收的同步消息，

通过第二网络端口发送同步消息，并且

根据在接收和发送同步消息时获得的时间戳来计算同步消息在网元中的驻留时间。

根据实施方式，这样的网元可以包括以下特征中的一个或者多个特征。

在一个实施方式中，该网元还包括用于从网络管理器接收配置信号的管理接口。

在一个实施方式中，该网元还包括用于检测配置信号作为同步消息内的信令对象的检测模块。

在一个实施方式中，同步控制模块根据在同步消息中包括的信令对象而根据第一操作模式或者第二操作模式来处理同步消息。

在一个实施方式中，该网元具有用于在PTPV2管理消息中从首领主时钟接收配置信号的接口。

在一个实施方式中，配置信号包括布尔参数，布尔参数取用于在第一操作模式中配置时钟控制模块的第一值和用于在第二操作模式中配置时钟控制模块的第二值。

在一个实施方式中，本地时钟包括：

本地振荡器，

第一计数器，所述第一计数器由本地振荡器递增并且适于由在第一操作模式中的同步控制模块调整，以及

第二计数器，所述第二计数器由本地振荡器递增。

在一个实施方式中，在第二操作模式中的同步控制模块适于在接收和发送同步消息时根据第二计数器来计算同步消息的驻留时间。

在一个实施方式中，该网元还包括：

第二本地时钟，以及

第二同步控制模块，根据第二配置信号有选择地可配置在第一操作模式和第二操作模式中。

在一个实施方式中，第一同步控制模块被配置在第一操作模式中，并且第二同步控制模块被配置在第二操作模式中。

在一个实施方式中，该网元还包括：保护模块，适于：

检测被配置在第一操作模式中的第一同步控制模块的故障条件，并且

响应于故障检测将第二同步控制模块配置在第一操作模式中以恢复调整第二本地时钟的偏移。

在一个实施方式中，该网元还包括用于向适于估计分组流经历的端到端延时的应用传递第二本地时钟所生成的时间戳的应用接口。

在一个实施方式中，根据IETF网络时间协议或者IEEE精确时间协议来交换同步消息。

在一个实施方式中，该网元还包括与网络端口关联并且适于利用在网络端口处接收的同步物理层信号来调谐本地时钟的物理层模块。

在一个实施方式中，根据同步以太网标准来生成物理层信号。

本发明的各方面基于提供如下网元的思想，该网元支持用于在分组交换网络中分发时间的灵活操作。

本发明的各方面基于实施可以作为PTPV2边界时钟或者PTPV2透明时钟来操作的可配置设备的思想。

本发明的各方面源于观察到PTPV2TC和PTPV2BS表现一些强相似性，因而可以用一些共享硬件和/或软件来实施以减少实施成本。尤其是观察到这两种PTPV2设备以在端口级的硬件辅助时间加戳、在端口级生成事件消息、诸如SYNC、DELAY_REQ和其它事件消息以及PTPV2端口的时间同步为特征。

附图说明

将从下文参照附图通过示例描述的实施方式中清楚并且参照这些实施方式阐明本发明的这些和其它方面。

图1是分组交换网络的功能表示，在该分组交换网络中通过根据PTPV2产生的透明时钟和边界时钟向网元分发时间参考。

图2是可以在图1的网络中使用的网元的功能表示。

图3是可以在图2的网元中使用的本地时钟的一个实施方式的功能表示。

图4是根据另一实施方式的网元的功能表示。

具体实施方式

现在将在PTPV2协议的背景中描述用于在分组交换网络中分发时间参考和频率参考的方法和设备。本发明不限于该特定背景并且可以与具有相似特征的其它同步协议一起使用。

参照图1，分组交换网络1包括通过链路连接的网元。网元可以根据网络1中所使用的协议栈而包括IP路由器、以太网交换机或者其它设备。连接到网元11的首领主(GM)时钟2用于生成将向连接到网络1的其他网元21、22、23、24中布置的多个时钟分发的时间参考。GM时钟2与高度稳定的源、诸如全球定位系统或者其它源同步。提供备选GM时钟3用于冗余和故障保护。

在网络1中，箭头5示出在GM时钟2与边界时钟24之间的同步路径。如图所示，网络1的一些网元、诸如网元11和13配备有用作透明时钟的本地时钟，而其它网元、诸如网元14未配备有PTPV2本地时钟。

现在将简要回顾PTPV2标准中的透明时钟的操作。已经定义了两类透明时钟为端到端透明时钟(E2E TC)和对等透明时钟(P2PTC)。端到端透明时钟以测量和校正配备有E2E TC的网元的中转延迟或者驻留时间为目标。对等透明时钟(P2P TC)以测量和校正网元内的链路延迟和驻留时间二者为目标。对于表现恒定分组延迟的链路，可以在从属时钟或者主控时钟级上调配整个链路延迟，从而E2E TC可以是足够的。

E2E TC本地测量事件消息(例如，SYNC消息)在关联网元内经历的驻留时间并且将它累计地添加到事件消息的“校正字段”。简言之，透明时钟能够测量PTPV2分组在穿越网元之时经历的延迟。

现在将简要回顾PTPV2标准中的边界时钟的操作。

边界时钟使得能够将大型同步网络分段成小区域，在这些小区域中可以在指定的限度内设计(engineer)和/或控制PDV。BC用作为用于在向同步层级的下一区域中分发参考时间或者参考频率之前尽可能准确地恢复参考时间或者参考频率的装置。

在PTP系统内定义边界时钟以取代标准网络交换机或者路由器。定义边界时钟为具有多于单个PTP端口的PTP时钟而每个端口提供对单独PTP通信路径的接入。边界时钟充当在单独PTP域之间的接口，该接口截获和处理所有PTP消息并且传递所有其它网络流量。BMC算法由边界时钟使用以用来选择任何端口可以看见的最佳时钟。将选择的端口设置为从属，并且确立边界时钟的所有其它端口为它们的域的主控。

边界时钟的主要功能包括：

-通过截获PTP消息来界定PTP域，

-提供用于限制路由器和相似设备通常生成的延时波动的再生点，

-在点到多点模式中分发时间，以及

-例如，通过提供在依赖于不同网络层的协议之间的适配功能来保证跨异构网络同步PTPV2时钟。

如图1的网络1中所用，边界时钟24具有连接到网元13的从属端口以及连接到例如包括普通时钟的网元21和22的两个主控端口。因此，BC24终结来自GM时钟2的第一PTP流以与它同步并且生成朝向普通时钟21和22的第二PTP流以分发相同时间参考。

参照图2，现在将描述适于根据配置来作为E2E TC或者作为BC操作的网元30的一个实施方式。网元30可以在网络1中用来实施所示TC和BC二者。

图2中示意地表示的可配置网元30包括实施网络端口39的多个线路卡31、32、互连线路卡31、32以在网络端口之间传送分组流量的交换机结构33、例如以太网交换机以及包括本地时钟41的同步卡40。

可以提供任何数目的网络端口。为了简化，在图2的实施方式中示出仅两个线路卡31和32。示出线路卡31和32为双向。可以用相同方式布置单向线路卡。

在线路卡31和32中的每个线路卡中，物理层模块34适于根据在对应双向链路35、例如光链路或者电链路中实施的物理层的特征来发送和接收信号。时间戳捕获模块36如箭头38所示与同步卡40配合以用本领域已知的方式在通过网络端口39发送或者接收PTP消息时的恰好时刻测量本地时间。MAC模块37适于根据在网络、例如以太网中实施的链路层的特征来处理数据帧。

交换机结构33如分组交换网络领域已知的那样根据在分组中包括的寻址信息在网络端口39之间传送普通流量。如箭头42所示向同步卡40传递标识为PTPV2消息的分组以根据PTPV2协议来处理。

同步卡40包括同步控制模块43，该同步控制模块43实施在PTPV2协议中提供的主要功能。同步控制模块43及其功能模块可以由用存储器模块中存储的PTPV2软件编程的处理器来实施。功能模块包括适于生成和解码在PTPV2中提供的所有类型的消息、例如SYNC、FOLLOW_UP、DELAY_REQ、DELAY_RESP等的消息引擎44。BMCA模块45实施用于用已知方式根据时钟数据集来选择端口状态的最佳主控时钟算法。BMCA模块45也生成用于在PTP域内通报本地时钟属性的数据集。驻留时间计算模块46用于在执行透明时钟处理时计算分组在网元30内的驻留时间。分组过滤模块47用于在执行边界时钟处理时处理通过从属端口接收的PTP消息的时间戳以调整本地时钟41的偏移。

可选地，可以提供调谐(syntonizing)模块48以如箭头49所示使用同步物理层借助外部频率参考源锁定本地时钟41。

在一个实施方式中，同步控制模块43根据配置状态不同地操作以提供PTPV2边界时钟的功能或者PTPV2透明时钟的功能。现在将在处理如下PTP流的背景中针对每个配置状态简要描述同步控制模块43的操作，线路卡31为这些PTP流提供输入端口并且线路卡32为这些PTP流提供输出端口。模块45和47可以在TC模式中保持不活动。模块46可以在BC模式中保持不活动。

在TC操作模式中，同步控制模块43在通过输入端口接收PTP事件消息时本质上执行以下操作：

-捕获本地时钟41测量的消息接收时间，

-捕获本地时钟41测量的消息发送时间，

-计算消息驻留时间为发送时间与接收时间之差，

-修改PTP消息报头以更新校正字段。

在BC操作模式中，同步控制模块43在通过从属端口接收PTP事件消息时本质上执行以下操作：

-捕获本地时钟41测量的消息接收时间，

-处理消息中包含的时间戳以更新本地时钟相对于主控时钟的偏移估计，

-如果偏移估计满足调整条件，则根据新估计的偏移调整本地时钟，

-生成传出PTPV2消息以通过主控端口来发送，

-捕获传出PTPV2的发送时间并且在PTP消息净荷中的PTPV2起始时间戳内写入发送时间。

简言之，在TC操作模式中在传出PTPV2消息报头中写入驻留时间信息，而在BC操作模式中在传出PTPV2消息净荷中写入发送时间信息。

可以在每个操作模式中使用两种不同类型的加时间戳的方法，一步或者两步。一步时钟在飞行中(on-the-fly)更新事件消息(SYNC和DELAY-REQUEST)内的时间信息，而两步时钟在一般消息(跟进和延迟响应)中传送分组的精确时间戳。一步端到端透明时钟在同步和延迟请求消息穿过网元时更新这些消息中的驻留时间，而两步透明时钟更新非时间关键的一般消息中的字段。存在针对一步方法的更强硬件约束。

现在将描述用于配置同步卡40以在BC模式和TC模式之中选择的操作模式中操作的方法。

在适于以静态或者弱动态方式建立配置状态的第一实施方式中，网络管理平面可以用来配置同步卡40。在这样的情况下，同步卡40包括箭头51象征的管理接口，该管理接口用于从管理站50、例如同步管理器或者网络的网络管理器接收配置信号。简单网络管理协议(SNMP)可以使用特定对象来用作在管理站50与网元30之间的通信协议。在一个实施方式中，可以实施配置信号为具有预定义含义的布尔参数PTP_Clock_Config，该含义诸如，例如是：

-PTP_Clock_Config＝1使同步卡40在BC模式中操作，

-PTP_Clock_Config＝0使同步卡40在TC模式中操作。

在适于以更动态方式建立配置状态的更多实施方式中，同步卡40由分组交换网络的控制平面配置。就这一点而言存在若干选项。

在第二实施方式中，借助PTPV2信令完成TC模式/BC模式选择。为此，线路卡31和32可以配备有适于标识PTPV2消息内的预定义配置信号并且相应地触发同步卡40的配置的时钟模式捕获模块52。SYNC或者ANNOUNCE消息可以用于携带配置信号。

为了用作对应配置信号，可以提供遵循TLV(类型长度值字段)语义的特定PTPV2字段。这样的TLV的目的是携带为了设置同步卡40的操作模式而需要的配置参数、例如上文描述的布尔参数。

在该第二实施方式中，需要关注的是携带配置信号的信今消息可以实际到达它旨在于配置的网元。尤其是，如果中间BC处于PTP信令消息的源、例如GM时钟2与可配置网元30之间，则通常PTPV2信令在到达目标节点之前通常终结于中间BC。在一个实施方式中，通过对BC编程以检测用于特定节点的接收的配置信号并且在BC始发的下至目标节点的新PTPV2消息中重复该配置信号来解决这一问题。这一实施方式要求目标节点的网络地址附着到配置信号，例如在上文描述的TLV字段内。作为扩展，TLV字段可以包括多个网络地址和对应配置信号的级联以便用最小数目的PTPV2消息在多个节点中触发操作模式切换。在一个备选实施方式中，使用例如由首领主时钟2发送的PTPV2管理消息解决端到端信令问题，因为这些消息未被BC终结。

在第三实施方式中，IP控制平面的其它消息、例如TraceRoute命令或者RSVP信令用于携带时钟配置信息。这一实施方式依赖于在网络控制平面与PTPV2平面之间的互作用功能，从而PTPV2可配置时钟接收时钟配置信息。可以用与第二实施方式相似的方式在TLV扩展中插入这样的信息。

在所有三种配置方法中，可以在同步和服务方面根据网络运营商的愿望灵活配置能够作为BC或者作为TC来操作的可配置网元30。

对于IEEE1588V2协议或者相似协议的时间分发，能够根据配置信号的功能作为BC或者TC来操作的上述可配置网元30为网络运营商提供优点、诸如部署通用性和简易性。它允许在网络中灵活配置PTPV2支持而又以灵活方式保持BC支持和TC支持二者的优势。

与实施TC和BC为不同设备比较，可配置网元也使得有可能减少部件和备用部件总量。

现在参照图3，将描述同步卡的另一实施方式。被增加100的相同编号引用与图2的单元相同或者相似的单元。

在同步卡140中，本地时钟141包括本地振荡器55以及两个计数器56和57。计数器56和57如箭头58所示由本地振荡器55递增，从而它们在相同速率下进展。然而，它们可以相互偏移、即具有不同绝对值。

对于TC操作，计数器56或者57的绝对值无关紧要，因为TC操作仅需计算在接收时间与发送时间之间的持续时间。计数器56和57旨在于改进同步卡的BC操作。也就是说，计数器56包含被同步控制模块143连续调整以保持与发射在网元的从属端口接收的PTP流的主控时钟所分发的参考时间同步的当前本地时钟值。计数器57旨在于计算PTP分组的驻留时间，具体在其中可以校正或者调整计数器56的偏移的时间段内的驻留时间。出于该目的，通过仅跟随振荡器提供的时间进度在所有时间以线性方式递增计数器57。

如提到的那样，BC操作涉及在偏移估计满足调整条件时调整本地时钟偏移。实际上，调整条件涉及在大量PTP事件消息内平均偏移估计，从而网络条件的统计波动不造成本地时钟的无序调整。作为结果，一般观察到偏移调整算法的过滤窗口比典型分组驻留时间大得多。

当前时钟计数器56用于执行同步卡140的BC操作。同时，当前时钟计数器56也用于对属于与BC关联的客户端流的PTP分组的接收和发送加时间戳。BC操作也包括本地振荡器55的频率调整。然而，使用线性时钟计数器57取代当前时钟计数器56以对针对TC操作的PTP分组的接收和发送加时间戳并且计算这样的分组的驻留时间。也就是说，用线性时钟计数器57对PTP分组加时间戳使得有可能准确计算未受计数器56的非线性演变所影响的分组的驻留时间。

将理解这一实施方式使得有可能让同步卡140用单个本地振荡器55同时提供BC操作和TC操作。因此，使同步卡140的更动态配置例如在逐个分组的基础上成为可能。

在一个对应实施方式中，同步卡140标识用“TC处理标志”标记的PTP分组和用“BC处理标志”标记的PTP分组并且根据既定行为处理每个分组以如情况可以的那样使用计数器56和57来更新本地时钟141的偏移估计或者计算PTP分组的驻留时间。同样，可以提供这样的标志作为TLV对象中的布尔参数。

计算用“TC处理标志”标记的分组的驻留时间可以用于如箭头80所示提供更多功能、诸如估计给定的应用流经历的端到端延时。这一特征特别允许高效驱动传送网络和/或高效配置应用流，从而例如针对实时服务、诸如视频会议、互动游戏、IP语音以及其它实时服务满足在延时方面的应用要求。在这样的背景中，TC操作用于在分组交换网络内提供准确延时探测。

简言之，利用图3的实施方式，有可能在网络中仅部署边界时钟、例如每个节点一个BC、也就是在BC操作模式中配置的可配置网元。然而，这样的仅BC部署也由于适于测量中转延迟的组合的TC操作而提供用于驱动时间关键的应用传送的能力。这一特征使运营商能够高效解决在实时应用和服务的延时方面的要求而又避免部署独立透明时钟。

在一个修改的实施方式中，两个计数器56和57用于实施相同本地振荡器55驱动的两个并行边界时钟。也就是说，借助与每个BC关联的相应PTP客户端流，用相应GM时钟的参考时间锁定每个BC。

在实施方式中，网元配备有单个同步卡40或者140。对照而言，图4图示配备有与共享交换结构73、例如IP路由器配合的两个可配置同步卡71和72的网元70的一个实施方式。同步卡71和72提供在如上文描述的TC操作模式与BC操作模式之间的可配置操作。

在一个实施方式中，相同地配置两个同步卡71和72，从而它们之一用作工作部件而另一个用作能够在工作部件出故障的情况下立即接替操作的备份部件。这一实施方式通过冗余增强本地保护。

在另一实施方式中，在BC模式中操作工作部件、例如同步卡71时，备份部件、例如同步卡72在TC模式中用作延迟探测。也就是说，尽管备份同步卡72未用于BC功能，但是它被配置在TC模式中以便捕获可以使用的中转延迟从而高效解决实时应用要求。一旦故障出现于同步卡71中，就将同步卡72重新配置在BC模式中以接替操作。这一实施方式允许备份同步卡的优化使用。

在图4的实施例中，可以用携带两个配置参数——即用于每个同步卡的一个配置参数——的信令消息来控制网元的配置。这些配置参数可以是如上文提到的布尔参数。

可以用各种形式、以独立或者分布式方式、使用硬件和/或软件部件来构造所示单元中的一些单元、具体为各种模块中的一些模块。可以使用的硬件部件是专用集成电路、现场可编程门阵列或者微处理器。可以用各种编程语言、诸如C、C++、Java或者VHDL编写软件部件。这一列举并非穷尽。被称为卡的单元仅旨在于举例说明模块的一个可能实现方式。可以用多种方式完成电子功能在一个或者多个物理卡之上的分布。

网络管理系统可以是硬件设备、诸如微计算机、工作站、连接到因特网的设备或者任何其它专用或者通用通信设备。这一系统运行的软件程序实现用于控制网元的网络管理功能。

本发明不限于描述的实施方式。所附权利要求将被解释为体现本领域技术人员可以想到的合理地落入这里阐述的基本教导内的所有修改和备选构造。

使用动词“包括”及其变形不排除存在除了在权利要求中记载的单元或者步骤之外的单元或者步骤。另外，在单元或者步骤前面使用冠词“一”不排除存在多个这样的单元或者步骤。

在权利要求中，不应将置于括号之间的任何附图标记解释为限制权利要求的范围。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于分组交换网络(1)的网元(30)，包括：

多个网络端口(31，32)，用于与其他网元交换同步消息，

本地时钟(41，141)，

与每个网络端口关联的时间戳生成模块(36)，用于在通过所述网络端口发送或者接收同步消息时触发所述本地时钟生成时间戳，以及

同步控制模块(43，143)，有选择地可配置在第一操作模式和第二操作模式中，

其中被配置在所述第一操作模式中的所述同步控制模块适于：

选择第一网络端口作为从属端口并且选择第二网络端口作为主控端口，

根据通过所述从属端口接收的所述同步消息的所述时间戳来调整所述本地时钟的偏移，以及

通过所述主控端口发送包括利用所调整的本地时钟获得的时间戳的同步消息；

并且其中被配置在所述第二操作模式中的所述同步控制模块适于：

向所述第二网络端口转发通过所述第一网络端口接收的同步消息，

通过所述第二网络端口发送所述同步消息，以及

根据在接收和发送所述同步消息时获得的所述时间戳来计算所述同步消息在所述网元中的驻留时间，

其特征在于所述同步控制模块(43，143)根据配置信号有选择地可配置在所述第一操作模式和所述第二操作模式中，

其中所述网元(30)还包括用于检测所述配置信号为同步消息内的信令对象的检测模块(52)，

并且其中所述同步控制模块(43，143)根据在同步消息中包括的所述信令对象、根据所述第一操作模式或者所述第二操作模式处理所述同步消息。

2.根据权利要求1所述的网元，其中所述配置信号包括布尔参数，所述布尔参数取用于将所述时钟控制模块配置在所述第一操作模式中的第一值和用于将所述时钟控制模块配置在所述第二操作模式中的第二值。

3.根据权利要求1所述的网元，其中所述本地时钟(141)包括：

本地振荡器(55)，

第一计数器(56)，所述第一计数器由所述本地振荡器递增并且适于由在所述第一操作模式中的所述同步控制模块调整，以及

第二计数器(57)，所述第二计数器由所述本地振荡器递增。

4.根据权利要求3所述的网元，其中在所述第二操作模式中的所述同步控制模块(143)适于在接收和发送同步消息时根据所述第二计数器(57)计算所述同步消息的所述驻留时间。

5.根据权利要求1所述的网元，还包括：

第二本地时钟(72)，以及

第二同步控制模块(72)，根据第二配置信号有选择地可配置在所述第一操作模式和所述第二操作模式中。

6.根据权利要求5所述的网元，还包括保护模块(71，72)，适于：

检测被配置在所述第一操作模式中的所述第一同步控制模块(71)之一的故障条件，并且

响应于所述故障检测而将所述第二同步控制模块(72)配置在所述第一操作模式中以恢复调整所述第二本地时钟的所述偏移。

7.根据权利要求5或者6所述的网元，其中所述第一同步控制模块(71)被配置在所述第一操作模式中，并且所述第二同步控制模块(72)被配置在所述第二操作模式中。

8.根据权利要求7所述的网元，还包括应用接口(80)，所述应用接口(80)用于向适于估计分组流所经历的端到端延时的应用传递所述第二本地时钟所生成的时间戳。

9.根据权利要求1至8中的任一权利要求所述的网元，其中根据IETF网络时间协议或者IEEE精确时间协议来交换所述同步消息。

10.根据权利要求9所述的网元，还包括用于在PTPV2管理消息中从首领主时钟接收所述配置信号的接口。

11.根据权利要求1至10中的任一权利要求所述的网元，还包括物理层模块(48)，所述物理层模块(48)与网络端口(31)关联并且适于利用在所述网络端口处接收的同步物理层信号来调谐所述本地时钟(41)。

12.根据权利要求11所述的网元，其中根据同步以太网标准来生成所述物理层信号。

13.一种分组交换网络，包括：

根据权利要求1至12中的任一权利要求所述的网元(30)，

中间节点，适于作为边界时钟来操作，

源节点(2)，适于生成同步消息，所述同步消息包括配置信号和所述网元的网络地址，并且所述源节点适于通过所述中间节点向所述网元(30)发送所述信令消息，

所述中间节点适于：

终结所述同步消息，

检测所述配置信号，以及

在第二同步消息中重复所述配置信号并且向所述网元(30)的所述网络地址发送所述第二同步消息。

Claims (14)

1.一种用于分组交换网络(1)的网元(30)，包括：

多个网络端口(31，32)，用于与其他网元交换同步消息，

本地时钟(41，141)，

与每个网络端口关联的时间戳生成模块(36)，用于在通过所述网络端口发送或者接收同步消息时触发所述本地时钟生成时间戳，以及

同步控制模块(43，143)，有选择地可配置在第一操作模式和第二操作模式中，

其中被配置在所述第一操作模式中的所述同步控制模块适于：

选择第一网络端口作为从属端口并且选择第二网络端口作为主控端口，

根据通过所述从属端口接收的所述同步消息的所述时间戳来调整所述本地时钟的偏移，以及

通过所述主控端口发送包括利用所调整的本地时钟获得的时间戳的同步消息；

并且其中被配置在所述第二操作模式中的所述同步控制模块适于：

向所述第二网络端口转发通过所述第一网络端口接收的同步消息，

通过所述第二网络端口发送所述同步消息，以及

根据在接收和发送所述同步消息时获得的所述时间戳来计算所述同步消息在所述网元中的驻留时间，

其特征在于所述同步控制模块(43，143)根据配置信号有选择地可配置在所述第一操作模式和所述第二操作模式中，

其中所述网元(30)还包括用于检测所述配置信号为同步消息内的信令对象的检测模块(52)，

并且其中所述同步控制模块(43，143)根据在同步消息中包括的所述信令对象、根据所述第一操作模式或者所述第二操作模式处理所述同步消息。

2.根据权利要求1所述的网元，还包括用于从网络管理器(50)接收所述配置信号的管理接口(51)。

3.根据权利要求1所述的网元，其中所述配置信号包括布尔参数，所述布尔参数取用于将所述时钟控制模块配置在所述第一操作模式中的第一值和用于将所述时钟控制模块配置在所述第二操作模式中的第二值。

4.根据权利要求1所述的网元，其中所述本地时钟(141)包括：

本地振荡器(55)，

第一计数器(56)，所述第一计数器由所述本地振荡器递增并且适于由在所述第一操作模式中的所述同步控制模块调整，以及

第二计数器(57)，所述第二计数器由所述本地振荡器递增。

5.根据权利要求4所述的网元，其中在所述第二操作模式中的所述同步控制模块(143)适于在接收和发送同步消息时根据所述第二计数器(57)计算所述同步消息的所述驻留时间。

6.根据权利要求1所述的网元，还包括：

第二本地时钟(72)，以及

第二同步控制模块(72)，根据第二配置信号有选择地可配置在所述第一操作模式和所述第二操作模式中。

7.根据权利要求6所述的网元，还包括保护模块(71，72)，适于：

检测被配置在所述第一操作模式中的所述第一同步控制模块(71)之一的故障条件，并且

响应于所述故障检测而将所述第二同步控制模块(72)配置在所述第一操作模式中以恢复调整所述第二本地时钟的所述偏移。

8.根据权利要求6或者7所述的网元，其中所述第一同步控制模块(71)被配置在所述第一操作模式中，并且所述第二同步控制模块(72)被配置在所述第二操作模式中。

9.根据权利要求8所述的网元，还包括应用接口(80)，所述应用接口(80)用于向适于估计分组流所经历的端到端延时的应用传递所述第二本地时钟所生成的时间戳。

10.根据权利要求1至9中的任一权利要求所述的网元，其中根据IETF网络时间协议或者IEEE精确时间协议来交换所述同步消息。

11.根据权利要求10所述的网元，还包括用于在PTPV2管理消息中从首领主时钟接收所述配置信号的接口。

12.根据权利要求1至11中的任一权利要求所述的网元，还包括物理层模块(48)，所述物理层模块(48)与网络端口(31)关联并且适于利用在所述网络端口处接收的同步物理层信号来调谐所述本地时钟(41)。

13.根据权利要求12所述的网元，其中根据同步以太网标准来生成所述物理层信号。

14.一种分组交换网络，包括：

根据权利要求1至13中的任一权利要求所述的网元(30)，

中间节点，适于作为边界时钟来操作，

源节点(2)，适于生成同步消息，所述同步消息包括配置信号和所述网元的网络地址，并且所述源节点适于通过所述中间节点向所述网元(30)发送所述信令消息，

所述中间节点适于：

终结所述同步消息，

检测所述配置信号，以及

在第二同步消息中重复所述配置信号并且向所述网元(30)的所述网络地址发送所述第二同步消息。

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