本發(fā)明涉及一種時鐘鏈路規(guī)劃方法，特別是涉及一種準同步網絡的時鐘鏈路規(guī)劃方法，屬于光通信技術領域。

背景技術：

光同步數(shù)字傳輸網是現(xiàn)代通信網的一個必不可少的重要組成部分，能準確地將同步信息從基準時鐘向同步網各同步節(jié)點傳遞，從而調節(jié)網絡中的時鐘用以建立并保持網絡節(jié)點的同步，滿足電信網傳遞業(yè)務信息所需的傳輸和交換性能的要求，它是保證網絡定時性能的關鍵。

同步網絡結構上可分為準同步網絡、主從同步網絡以及混合同步網絡三種。其中，準同步網絡中的所有時鐘設備(Building Integrated Timing Supply，BITS)獨立運行，不依賴于其他時鐘，每個主參考時鐘(Primary Reference Clock，PRC)負責同步各自區(qū)域內設備，因為PRC的精度較高，所以不同區(qū)域間設備亦可實現(xiàn)高精度的同步，從而達到整個網絡的同步。準同步網絡還可以同主從同步網絡綜合應用，即構成混合同步網絡?；旌贤骄W絡已成為最為常用的同步組網方式。

隨著數(shù)字交換系統(tǒng)和傳輸設備的迅速推廣及SDH(Synchronous Digital Hierarchy)的介入，新的業(yè)務和新的應用也對同步網的運行和性能提出了更高的要求。合理的規(guī)劃方法和組織原則不僅僅是為避免不可接收的同步性能，也是為減少潛在的，難于發(fā)現(xiàn)的問題，從而降低運行維護成本。時鐘同步是光同步數(shù)字傳輸網所特有的問題，實現(xiàn)網同步的目標是使網中所有交換節(jié)點的時鐘頻率和相位都控制在預先確定的容差范圍內，以便使傳輸網內各網元的全部比特數(shù)字流實現(xiàn)正確有效的讀取。

在時鐘同步鏈路規(guī)劃過程中，需綜合權衡方案的技術性能與經濟性，同時考慮到后期的易維護性及可擴展性等。通常，在熟悉、了解同步網絡拓撲結構及規(guī)模后，需先確定主備PRC接入網元，雙PRC時鐘同步網絡具備更高的可靠性。然后遵照規(guī)劃規(guī)則，對拓撲網絡進行主備時鐘鏈路的規(guī)劃，同時必須嚴格禁止出現(xiàn)時鐘環(huán)路，最后對時鐘同步規(guī)劃方案進行性能評估。

目前，時鐘同步規(guī)劃主要還是依賴于人工規(guī)劃。然而，現(xiàn)如今同步網絡的規(guī)模越來越大，網絡結構越來越錯綜復雜，人工規(guī)劃便顯現(xiàn)出了其局限性及不可靠性。大規(guī)模和復雜結構網絡下，人工規(guī)劃工作量大且繁雜，正確性便很難得到保證。因此，急需一種同步時鐘鏈路的規(guī)劃方法來實現(xiàn)智能規(guī)劃。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種準同步網絡的時鐘鏈路規(guī)劃方法，特別適用于大規(guī)模和復雜結構網絡。

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供可實現(xiàn)智能規(guī)劃的準同步網絡的時鐘鏈路規(guī)劃方法，從而解決人工規(guī)劃的復雜性、不可靠性，以及性能評估的不確定性等問題。

為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：

一種準同步網絡的時鐘鏈路規(guī)劃方法，包括以下步驟：

1)輸入網元信息參數(shù)，確定網絡拓撲網元連接關系以及PRC接入網元；

2)確定兩個PRC接入網元之間的所有連接鏈路；

3)確定每條鏈路的中間網元節(jié)點對，即時鐘流變化節(jié)點；

4)對每一條鏈路逐一從PRC接入網元節(jié)點到時鐘流變化節(jié)點分別開始配置優(yōu)先級為1的同步時鐘鏈路，進而得到主時鐘鏈路矩陣；

5)從時鐘流變化節(jié)點開始到PRC接入網元節(jié)點配置優(yōu)先級為2的同步時鐘鏈路，進而得到副時鐘鏈路矩陣；

6)逐條鏈路完成時鐘鏈路規(guī)劃，對局部剩下的網絡拓撲進行單獨規(guī)劃。

本發(fā)明進一步設置為：所述步驟1)的網元信息包括網元個數(shù)N、網元類型、網元ID、PRC接入網元以及網元連接關系；

將每個網元記為NE_n，其中n＝1,2,…,N，N為自然數(shù)；

則將兩個PRC接入網元分別記為NE_PRC1、NE_PRC2；

將網元連接關系通過網元連接對＜NE_i,NE_j＞來表征，其中i,j＝1,2,…,N；

所述步驟2)具體為，

將所有連接鏈路記為l_i，其中i＝1,2,...,M，M為自然數(shù)；

遍歷每條鏈路上的所有網元，統(tǒng)計每條鏈路上的網元個數(shù)為N_i，其中i＝1,2,...,M，M為自然數(shù)；

按網元數(shù)從小到大的順序排列為N₁≤N₂≤…≤N_M，共計為有M條鏈路；

所述步驟3)具體為，

將兩個PRC接入網元之間的任意一條鏈路l_i對應的一個中間網元節(jié)點對記為(a_i,b_i)；

若該鏈路上總網元個數(shù)N_i為奇數(shù)，則中間網元節(jié)點對為(第個網元，第個網元)；

若該鏈路上總網元個數(shù)N_i為偶數(shù)，則中間網元節(jié)點對為(第個網元，第個網元)；

所述步驟4)具體為，

遍歷M條兩個PRC接入網元之間的鏈路，從最短鏈路即第一條鏈路l₁開始，分別從兩個PRC接入網元節(jié)點開始配置優(yōu)先級為1的同步時鐘鏈路；

若該鏈路上總網元個數(shù)N_i為奇數(shù)，則配置優(yōu)先級為1的時鐘鏈路時，從NE_PRC1逐個網元配置到該鏈路的中間網元即第個網元，從NE_PRC2逐個網元配置到該鏈路中間網元的下一個網元即第個網元；

若該鏈路上總網元個數(shù)N_i為偶數(shù)，則配置優(yōu)先級為1的時鐘鏈路時，從NE_PRC1逐個網元配置到該鏈路的第個網元，從NE_PRC2逐個網元配置到該鏈路的第個網元；

將每一條已確定優(yōu)先級為1的時鐘鏈路加入主時鐘鏈路矩陣P1中，后續(xù)添加的每一條時鐘鏈路都需要同主時鐘鏈路矩陣P1中的第二列元素進行比較；

若后續(xù)添加的該條時鐘鏈路的鏈路尾網元節(jié)點已存在于主時鐘鏈路矩陣P1的第二列，則舍棄該條時鐘鏈路以避免時鐘成環(huán)；反之，將該條時鐘鏈路加入主時鐘鏈路矩陣P1，繼續(xù)添加下一條時鐘鏈路并排查是否需要舍棄；最終，若優(yōu)先級為1的時鐘鏈路中有M₁個網元對，則得到一個M₁×2維的主時鐘鏈路矩陣其中M₁為自然數(shù)；

所述步驟5)具體為，

遍歷M條兩個PRC接入網元之間的鏈路，從中間網元節(jié)點向兩個PRC接入網元配置優(yōu)先級為2的同步時鐘鏈路；

若該鏈路上總網元個數(shù)N_i為奇數(shù)，則配置優(yōu)先級為2的時鐘鏈路時，從該鏈路的中間網元即第個網元逐個網元配置到NE_PRC2，從該鏈路中間網元的下一個網元即第個網元逐個網元配置到NE_PRC1；

若該鏈路上總網元個數(shù)N_i為偶數(shù)，則配置優(yōu)先級為2的時鐘鏈路時，從該鏈路的中間網元即第個網元逐個網元配置到NE_PRC2，從該鏈路中間網元的下一個網元即第個網元，逐個網元配置到NE_PRC1；

將每一條已確定優(yōu)先級為2的時鐘鏈路加入副時鐘鏈路矩陣P2中，后續(xù)添加的每一條時鐘鏈路都需要同副時鐘鏈路矩陣P2中的第二列元素進行比較；

若后續(xù)添加的該條時鐘鏈路的鏈路尾網元節(jié)點已存在于副時鐘鏈路矩陣P2的第二列，則舍棄該條時鐘鏈路以避免時鐘成環(huán)；反之，將該條時鐘鏈路加入副時鐘鏈路矩陣P2，繼續(xù)添加下一條時鐘鏈路并排查是否需要舍棄；最終，若優(yōu)先級為2的時鐘鏈路中有M₂個網元對，則得到一個M₂×2維的副時鐘鏈路矩陣其中M₂為自然數(shù)。

本發(fā)明進一步設置為：所述步驟6)的單獨規(guī)劃利用最小生成樹算法規(guī)劃。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有的有益效果是：

1、在處理大規(guī)模和復雜結構網絡時，采用本發(fā)明的時鐘鏈路規(guī)劃方法，可利用計算機智能地規(guī)劃出同步時鐘主備鏈路，相比于人工規(guī)劃大大地提高了工作效率，并將人工規(guī)劃出錯的可能性降到最低，同時降低了時鐘鏈路規(guī)劃的復雜性；因此本發(fā)明的智能規(guī)劃算法可以很快地解決人工解決不了或不好解決地復雜規(guī)劃難題。

2、本發(fā)明提供的準同步網絡的時鐘鏈路規(guī)劃方法，還可以使同步網絡中的各個網元按節(jié)點離時鐘源的遠近確定主備時鐘鏈路，從而大幅提高整個網絡的工作效率。

上述內容僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了更清楚的了解本發(fā)明的技術手段，下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明準同步網絡的時鐘鏈路規(guī)劃方法的流程圖；

圖2本發(fā)明實施例中網絡拓撲實例示意圖；

圖3本發(fā)明實施例中網絡節(jié)點時鐘主備鏈路規(guī)劃實例示意圖。

具體實施方式

下面結合說明書附圖，對本發(fā)明作進一步的說明。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種準同步網絡的時鐘鏈路規(guī)劃方法，包括以下步驟：

1)輸入網元信息參數(shù)，確定網絡拓撲網元連接關系以及PRC接入網元；

所述網元信息包括網元個數(shù)N、網元類型、網元ID、PRC接入網元以及網元連接關系；

將每個網元記為NE_n，其中n＝1,2,…,N，N為自然數(shù)；

則將兩個PRC接入網元分別記為NE_PRC1、NE_PRC2；

將網元連接關系通過網元連接對＜NE_i,NE_j＞來表征，其中i,j＝1,2,…,N。

2)確定兩個PRC接入網元之間的所有連接鏈路；

將所有連接鏈路記為l_i，其中i＝1,2,...,M，M為自然數(shù)；

遍歷每條鏈路上的所有網元，統(tǒng)計每條鏈路上的網元個數(shù)為N_i，其中i＝1,2,...,M，M為自然數(shù)；

按網元數(shù)從小到大的順序排列為N₁≤N₂≤…≤N_M，共計為有M條鏈路。

3)確定每條鏈路的中間網元節(jié)點對，即時鐘流變化節(jié)點；

將兩個PRC接入網元之間的任意一條鏈路l_i對應的一個中間網元節(jié)點對記為(a_i,b_i)；

若該鏈路上總網元個數(shù)N_i為奇數(shù)，則中間網元節(jié)點對為(第個網元，第個網元)；

若該鏈路上總網元個數(shù)N_i為偶數(shù)，則中間網元節(jié)點對為(第個網元，第個網元)。

4)對每一條鏈路逐一從PRC接入網元節(jié)點到時鐘流變化節(jié)點分別開始配置優(yōu)先級為1的同步時鐘鏈路，進而得到主時鐘鏈路矩陣Priority1；

遍歷M條兩個PRC接入網元之間的鏈路，從最短鏈路即第一條鏈路l₁開始，分別從兩個PRC接入網元節(jié)點開始配置優(yōu)先級為1的同步時鐘鏈路；

若該鏈路上總網元個數(shù)N_i為奇數(shù)，則配置優(yōu)先級為1的時鐘鏈路時，從NE_PRC1逐個網元配置到該鏈路的中間網元即第個網元，從NE_PRC2逐個網元配置到該鏈路中間網元的下一個網元即第個網元；

若該鏈路上總網元個數(shù)N_i為偶數(shù)，則配置優(yōu)先級為1的時鐘鏈路時，從NE_PRC1逐個網元配置到該鏈路的第個網元，從NE_PRC2逐個網元配置到該鏈路的第個網元；

兩個網元之間的時鐘鏈路由一個有方向的網元對組成，網元對中第一個網元為鏈路頭網元，第二個網元為鏈路尾網元；

將每一條已確定優(yōu)先級為1的時鐘鏈路加入主時鐘鏈路矩陣P1中，后續(xù)添加的每一條時鐘鏈路都需要同主時鐘鏈路矩陣P1中的第二列元素進行比較；通過刪除主時鐘鏈路矩陣Priority1該數(shù)組中第二列重復的網元對，來防止時鐘成環(huán)；

若后續(xù)添加的該條時鐘鏈路的鏈路尾網元節(jié)點已存在于主時鐘鏈路矩陣P1的第二列，則舍棄該條時鐘鏈路以避免時鐘成環(huán)；反之，將該條時鐘鏈路加入主時鐘鏈路矩陣P1，繼續(xù)添加下一條時鐘鏈路并排查是否需要舍棄；最終，若優(yōu)先級為1的時鐘鏈路中有M₁個網元對，則得到一個M₁×2維的主時鐘鏈路矩陣其中M₁為自然數(shù)；

5)從時鐘流變化節(jié)點開始到PRC接入網元節(jié)點配置優(yōu)先級為2的同步時鐘鏈路，進而得到副時鐘鏈路矩陣Priority2；

遍歷M條兩個PRC接入網元之間的鏈路，從中間網元節(jié)點向兩個PRC接入網元配置優(yōu)先級為2的同步時鐘鏈路；

若該鏈路上總網元個數(shù)N_i為奇數(shù)，則配置優(yōu)先級為2的時鐘鏈路時，從該鏈路的中間網元即第個網元逐個網元配置到NE_PRC2，從該鏈路中間網元的下一個網元即第個網元逐個網元配置到NE_PRC1；

若該鏈路上總網元個數(shù)N_i為偶數(shù)，則配置優(yōu)先級為2的時鐘鏈路時，從該鏈路的中間網元即第個網元逐個網元配置到NE_PRC2，從該鏈路中間網元的下一個網元即第個網元，逐個網元配置到NE_PRC1；

將每一條已確定優(yōu)先級為2的時鐘鏈路加入副時鐘鏈路矩陣P2中，后續(xù)添加的每一條時鐘鏈路都需要同副時鐘鏈路矩陣P2中的第二列元素進行比較；通過刪除主時鐘鏈路矩陣Priority2該數(shù)組中第二列重復的網元對，來防止時鐘成環(huán)；

若后續(xù)添加的該條時鐘鏈路的鏈路尾網元節(jié)點已存在于副時鐘鏈路矩陣P2的第二列，則舍棄該條時鐘鏈路以避免時鐘成環(huán)；反之，將該條時鐘鏈路加入副時鐘鏈路矩陣P2，繼續(xù)添加下一條時鐘鏈路并排查是否需要舍棄；最終，若優(yōu)先級為2的時鐘鏈路中有M₂個網元對，則得到一個M₂×2維的副時鐘鏈路矩陣其中M₂為自然數(shù)。

6)逐條鏈路完成時鐘鏈路規(guī)劃，對局部剩下的網絡拓撲(即基于某個網元延伸的樹狀網元拓撲)，可利用最小生成樹算法進行單獨規(guī)劃。

下面通過一個網絡實例的主備時鐘鏈路規(guī)劃來說明本發(fā)明算法的可行性，為了更加方便地分析本發(fā)明準同步網絡的時鐘鏈路規(guī)劃方法對網絡實例的時鐘規(guī)劃效果，特定義“網元時鐘跟蹤長度”這一參數(shù)。

網元時鐘跟蹤長度NTTL(全稱為NE TIMER TRACK LENGTH)：網元時鐘在時鐘鏈中相對于基準時鐘而言被SDH網元傳遞的次數(shù)。時鐘每經過一個網元的傳遞，該網元的時鐘跟蹤長度就相對上游的網元值加1；第一個接入外部時鐘的網元的時鐘跟蹤長度為0。

如圖2所示為網絡實例拓撲，圖2中圓圈表示PRC接入網元，圓圈內字符表示PRC接入網元編號，圖2中方框表示網元，方框內數(shù)字表示網元編號，無箭頭直線表示兩個網元間存在光纖鏈路連接、即網元間有可傳輸時鐘信號的鏈路。如圖2所示，整個網絡拓撲網元總數(shù)為36，網元標記為NE_n(n＝1,2,…,36)；兩個PRC接入網元為：{NE₁,NE₁₈}，整個網絡由幾個環(huán)網以及基于環(huán)網上的網元延伸的樹狀網絡構成。

如圖3所示，給出了本發(fā)明實施例應用本發(fā)明準同步網絡的時鐘鏈路規(guī)劃方法得到的示意圖。圖3中，帶箭頭的實線表示優(yōu)先級為1的主時鐘鏈路，帶箭頭的虛線表示優(yōu)先級為2的備時鐘鏈路，箭頭方向為時鐘流方向。

對實施例網絡拓撲中各個網元，分別計算其網元時鐘跟蹤長度NTTL，計算結果如下表1所示：

表1

應用本發(fā)明準同步網絡的時鐘鏈路規(guī)劃方法進行時鐘鏈路規(guī)劃，各網元追蹤路徑均是最優(yōu)的，時鐘追蹤距離是所有可能路徑中最短的。以網元NE₂₅為例分析，由拓撲圖可以明顯判斷，相比于時鐘源PRC1，NE₂₅距離時鐘源PRC2的時鐘傳輸距離要更短。因此，NE₂₅應追蹤時鐘源PRC2。從網元連接關系判斷，NE₂₅追蹤時鐘源PRC2的路徑有3條，其中的最短路徑為網元18，27，28，29，25；則NE₂₅最短時鐘追蹤距離為4。因此，各網元時鐘追蹤距離最短，整網的平均時鐘追蹤距離最短，可極大地提高整個同步網絡的工作效率。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。