DE19924988A1

DE19924988A1 - Synchronisation method especially for ring communication network

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Publication number: DE19924988A1
Application number: DE1999124988
Authority: DE
Inventors: Andreas Mueller; Alfons Wahr
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2000-12-14

Abstract

The method involves assigning priorities (P1,P2..) with respect to clock quality of clock sources (T3,T0..). The priorities are assigned in network elements (NE A,NE B..). The first network element is connected to a first clock source. A timing marker is sent from the first network element to the network elements connected to the first network element. Preferably, an independent network plan is made for each clock quality (Q1,Q2..). The synchronisation unit in a network and in sub-networks can be different for single qualities.

Description

Die Technologie der Synchronen Digitalen Hierarchie (SDH) ba siert auf einer synchronen Übertragung von Daten. Das bedeu tet, daß die Frequenz von Sende- und Empfangstakt der einzel nen Netzelemente, z. B. synchrone Multiplexer, nur sehr ge ringe Abweichungen haben dürfen. Ein Abweichen vom Takt führt zu einem Bitslip und/oder Frameslip und die zuverlässige und fehlerfreie Informationsübertragung ist nicht mehr gewährlei stet.The technology of the synchronous digital hierarchy (SDH) ba based on a synchronous transmission of data. That means tet that the frequency of transmission and reception clock of the individual NEN network elements, e.g. B. synchronous multiplexer, only very ge rings may have deviations. A deviation from the beat leads to a bitslip and / or frameslip and the reliable and error-free information transfer is no longer guaranteed continuous

In komplexen Übertragungsnetzen wird eine möglichst sichere Taktverteilung auf kürzestem Weg realisiert. Außerdem müssen Ersatzwege für die Taktversorgung bei Netzstörungen einge richtet werden, wobei keine Taktschleifen entstehen dürfen.In complex transmission networks, one is as secure as possible Clock distribution implemented in the shortest way. You also have to Alternative routes for the clock supply in the event of network faults be set up, whereby no clock loops may occur.

Eine Synchronisationsplanung ist bei großen und komplexen Übertragungsnetzen sehr schwierig und aufwendig, denn bei al len Ersatzwegen muß jeweils überprüft werden, ob dadurch eventuell Taktschleifen entstehen. Wenn ja können diese Er satzwege nicht genutzt werden und die Qualität der Netzsyn chronisation wird eingeschränkt.Synchronization planning is large and complex Transmission networks very difficult and complex, because with al len alternative routes must be checked whether this clock loops may occur. If so, he can record paths are not used and the quality of the network syn chronization is restricted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Ver fahren zur Synchronisation für Netzelemente in Synchronen Di gitalen Hierachienetzen anzugeben.The invention is based, another Ver go to synchronization for network elements in synchronous Tue gital hierarchy networks.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Pa tentanspruches 1.The solution to the problem results from the characteristics of Pa claim 1.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß ein Rotieren der Timing-Marker und damit verbunden eine permanent auftre tende Umschaltschaltung in allen Netzelementen eines Teil netzes bzw. Rings vermieden wird. The invention has the advantage that rotation the timing marker and associated with it a permanent appearance tending switching circuit in all network elements of a part network or ring is avoided.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß eine Synchro nisationsplanung einfacher durchzuführen ist.The invention has the advantage that a synchro planning is easier to do.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß man beim Ent wurf des Gesamtnetz-Synchronisationsplanes nicht alle Quali täten gleichzeitig berücksichtigen muß, sondern unabhängig für jede Taktqualität Q1, Q2, Q3 und Q4 ein eigener Synchro nisationsplan erstellt werden kann.The invention has the advantage that when Ent the overall network synchronization plan did not pass all qualifications must take into account at the same time, but independently a separate synchro for each clock quality Q1, Q2, Q3 and Q4 nization plan can be drawn up.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß eine Entste hung von Taktschleifen verhindert wird.The invention has the advantage that an entste Prevention of clock loops is prevented.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß die Netzstabi lität durch eine sichere Taktversorgung gegeben ist.The invention has the advantage that the network stabilizer is ensured by a secure clock supply.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß unterschiedli che Netztopologien auf kürzesten Wegen zuverlässig und stabil synchronisiert werden.The invention has the advantage that differ che network topologies in the shortest possible ways reliable and stable be synchronized.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß die Qualität, Stabilität und Sicherheit der SDH-Übertragungsnetze wesent lich erhöht wird.The invention has the advantage that the quality, Stability and security of the SDH transmission networks are essential Lich is increased.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß ein Taktmaster für die Taktqualitäten getrennt festgelegt werden kann.The invention has the advantage that a clock master for the clock quality can be set separately.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß ein Synchroni sationsfluß durch die Verbindungsleitungen und durch die Net zelemente für jede Taktqualität separat bestimmt werden kann.The invention has the advantage that a Synchroni sationsfluss through the connecting lines and through the Net z elements can be determined separately for each clock quality.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß eine Ringtei lung für die einzelnen Taktqualitäten einzeln programmiert werden kann.The invention has the advantage that a ring part individually programmed for the individual clock qualities can be.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß bei der Fest legung eines Prioritäts-Wertes ein Planer eines Synchronisa tionsnetzes sich nur mit den Auswirkungen jeweils eines Qua litätswertes befassen muß, da es zwischen verschiedenen Taktqualitäten keinen Zusammhang gibt.The invention has the advantage that at the festival setting a priority value a planner of a Synchronisa network only with the effects of one qua must be dealt with because it is between different There is no connection between the clock qualities.

Weitere Besonderheiten sind in den Unteransprüchen angegeben. Das Verfahren wird aus der nachfolgenden näheren Erläuterung zu Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen ersichtlich.Further special features are specified in the subclaims. The procedure is described in more detail below to exemplary embodiments with reference to drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Taktverteilung nach einem Master-Slave- Verfahren, Fig. 1 shows a clock distribution according to a master-slave procedure,

Fig. 2 definierte Takte in Netzelementen, Fig. 2 defined clocks in network elements,

Fig. 3 Timing-Marker-Verteilung, Fig. 3 the timing marker distribution,

Fig. 4 eine uneingeschränkte Prioritätenvergabe, Fig. 4 is a full priority assignment,

Fig. 5 Auswirkungen von einer Taktschleife, Fig. 5 Effects of a timing loop,

Fig. 6 eine Vermeidung von Taktschleifen, Fig. 6 is an avoidance of timing loops,

Fig. 7 eine Konfiguration mit einer Multiparametervergabe, Fig. 7 shows a configuration with a multi-parameter assignment,

Fig. 8 eine zweite Konfiguration mit einer Multiparameter vergabe und Fig. 8 award a second configuration having a multi-parameter, and

Fig. 9 eine dritte Konfiguration mit einer Multiparameter vergabe. Fig. 9 award a third configuration with a multi-parameter.

Die nachfolgenden Figurenbeschreibungen 1 bis 6 geben den Stand der Technik und die durch diesen resultierende Nachtei le wieder.The following figure descriptions 1 to 6 give the State of the art and the resulting disadvantage le again.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Übertragungsnetzwerkes in dem Daten entsprechend der Synchronen Digialen Hierachie SDH übertragen werden. Dieses Übertragungsnetzwerk ist bei spielsweise mit Netzelementen NE1, NE2 und NE3 ausgestat tet. In diesem Übertragungsnetzwerk wird ein hierarchisches Taktverteilungskonzet realisiert. Bei diesem Taktvertei lungskonzept wird an wenigen Stellen des Netzes ein hochge nauer Takt über ein Taktmaster-Netzelement eingespeist und ausgehend von diesem Master, in den meisten Fällen mit dem übertragenen Datensignal, an nachfolgende Netzelemente wei ter verteilt. Durch Taktrückgewinnung erzeugen sich diese Netzelemente aus dem Datensignal einen Takt und synchronisie ren ihren internen Systemtakt entsprechend dem Master-Slave- Verfahren. Das in Fig. 1 gezeigte Netzelement NE1 weist ei nen zentralen Takt auf. Über die Datenverbindungen zwischen dem Netzelement NE1 zu Netzelement NE2 und Netzelement NE3 gewinnen die Netzelemente NE2, NE3 ihren Systemtakt durch Taktrückgewinnung aus dem ankommenden Signal vom Netzelement NE1. Für den Fall, daß Störungen bzw. Unterbrechungen auf treten, müssen Vorkehrungen in Form von Ersatzwegen für die Synchronisation vorhanden sein. Für eine Unterbrechung bei spielsweise zwischen dem Netzelement NE1 und dem Netzelement NE2 würde das Netzelement NE2 kein Datensignal mehr vom Netzelement NE1 erhalten und damit auch keinen Takt ableiten können. Eine mögliche Alternative wäre dann, den Takt über das Netzelement NE3 zu gewinnen, da das Netzelement NE3 ei ne gute Taktqualität vom Netzelement NE1 zur Verfügung hat. Fig. 1 shows a section of a transmission network in which data corresponding to the synchronous SDH hierarchy Digialen be transmitted. This transmission network is equipped for example with network elements NE1, NE2 and NE3. A hierarchical clock distribution concept is implemented in this transmission network. With this clock distribution concept, a highly precise clock is fed in via a clock master network element at a few points in the network and, based on this master, in most cases with the transmitted data signal, is further distributed to subsequent network elements. By clock recovery, these network elements generate a clock from the data signal and synchronize their internal system clock in accordance with the master-slave method. The network element NE1 shown in FIG. 1 has a central clock. Via the data connections between network element NE1 to network element NE2 and network element NE3, network elements NE2, NE3 obtain their system clock by clock recovery from the incoming signal from network element NE1. In the event that malfunctions or interruptions occur, provisions must be made in the form of alternative routes for the synchronization. For an interruption, for example between the network element NE1 and the network element NE2, the network element NE2 would no longer receive a data signal from the network element NE1 and would therefore also not be able to derive a clock. A possible alternative would then be to obtain the clock via the network element NE3, since the network element NE3 has a good clock quality from the network element NE1.

In Fig. 2 ist ein Netzelement mit einer Vielzahl von Takteingängen T1, T2 und T3 gezeigt. Um Funktionen wie z. B. externer Takteingang, Umschaltung bei Störungen usw. zu rea lisieren haben die Netzelemente der Synchronen Digitalen Hierachie, z. B. Multiplexer, folgende definierte Takte:In Fig. 2 is a network element with a plurality of clock inputs T1, T2 and T3 shown. For functions such as B. external clock input, switching in the event of faults, etc. Realize the network elements of the synchronous digital hierarchy, for. B. multiplexer, the following defined clocks:

T0: interner Systemtakt, mit dem in der Regel auch alle ab gehenden Datensignale synchronisiert werden.T0: internal system clock, with which usually all off outgoing data signals are synchronized.

T1: ein SDH-Datensignal von dem der Takt rückgewonnen werden kann.T1: an SDH data signal from which the clock is recovered can.

T2: ein PDH-Datensignal von dem der Takt rückgewonnen werden kann.T2: a PDH data signal from which the clock is recovered can.

T3: externer Takteingang, zur Einspeisung eines hochgenauen Taktes.T3: external clock input, for feeding a highly precise Clock.

T4: externer Taktausgang, der anderen Geräten den Systemtakt bereitstellen kann. T4: external clock output, the other devices the system clock can provide.

Für eine Steuerung, von welchen möglichen Taktquellen ein Netzelement seinen Systemtakt gewinnen kann, sind im wesent lichen 2 Kriterien, siehe Fig. 3, bestimmend:
durch Prioritäten z. B. P1, P2, . . . und
durch Taktqualitäten z. B. "2", d. h. Qualität 1.For a control from which possible clock sources a network element can obtain its system clock, two criteria are essential, see FIG. 3:
through priorities e.g. B. P1, P2,. . . and
through clock quality z. B. "2", ie quality 1.

Durch die Vergabe von Prioritäten P1, P2 . . . wird festgelegt welche Quellen (externer Takteingang, ankommende SDH/PDH- Signale) für die Taktgewinnung verwendet werden dürfen und in welcher Reihenfolge diese verwendet werden, wenn mehrere Quellen die gleiche Taktqualität aufweisen. Nach dem Stand der Technik werden alle mit Prioritäten versehenen Quellen untersucht und die mit der besten Qualität und höchsten Prio rität benutzt um den Systemtakt T0 zu synchronisieren. Fällt eine benutzte Taktquelle aus, wird auf die nächste Taktquelle umgeschaltet, die die beste Qualität und höchste Priorität aufweist. Steht keine externe Taktquelle mehr zur Verfügung, muß der interne Oszillator freilaufen ohne durch einen besse ren Takt synchronisiert zu werden.By assigning priorities P1, P2. . . is set which sources (external clock input, incoming SDH / PDH- Signals) may be used for clock generation and in what order they are used when there are several Sources have the same clock quality. According to the state In technology, all sources are prioritized examined and those with the best quality and highest priority used to synchronize the system clock T0. Falls a used clock source is transferred to the next clock source toggled which is the best quality and highest priority having. If an external clock source is no longer available, the internal oscillator has to run free without any improvement their clock to be synchronized.

Die Taktqualitäten werden mit Hilfe eines "Timing-Markers" (S1-Byte im Overhead in STM-N-Datensignalen) übertragen und machen eine Qualitätsaussage über den Takt. An den Stellen im Netz, an denen der Takt extern, d. h. über den externen Takteingang einen Takt T3 oder PDH-Quellen eingespeist wird, d. h. an denen kein Timing-Marker über ein STM-N-Signal wei tergereicht werden kann, muß die Taktqualität explizit defi niert werden.The clock qualities are measured with the help of a "timing marker" (S1 byte overhead in STM-N data signals) and make a quality statement about the clock. At the places in Network on which the clock is external, i.e. H. via the external Clock input a clock T3 or PDH sources is fed, d. H. where no timing marker knows about an STM-N signal The clock quality must be explicitly defined be kidneyed.

Das Timing-Marker-Byte kann folgende Werte annehmen:
The timing marker byte can have the following values:

In Fig. 3 sind die Timing-Marker-Werte zu den jeweiligen Netzelementen angegeben. Im Netz von Fig. 3 wird im Netze lement NE1 der externe Takt am Eingang T3 eingespeist und mit dem Timing-Marker "2", d. h. beste Qualität versehen. Der Timing-Marker wird mit dem SDH-Datensignal an die Netzelemen te NE2, NE3 weitergegeben. Da sich die Netzelemente NE2, NE3 auf das Netzelement NE1 aufsynchronisieren, setzen die se automatisch in die Rückrichtung (zu NE1) den Wert "F" ein, damit das Netzelement NE1 diese Richtung nicht als Taktquelle benutzen kann. Zwischen den Netzelementen NE2, NE3 wird der Timing-Marker "2" ebenfalls weitergegeben. Da sich keiner der beiden Netzelemente NE2, NE3 auf diese Ver bindung synchronisiert, wird in die Rückrichtung auch kein anderer Timing-Marker eingesetzt. Bei der Festlegung von Prioritäten muß darauf geachtet werden, daß keine Taktschlei fen entstehen. Eine Taktschleife entsteht dann, wenn z. B. in einem Ring von Netzelementen die Prioritäten so vergeben sind, daß Timing-Marker im Netz rotieren können, obwohl diese nicht mehr existieren dürften.In Fig. 3, the timing marker values are given to the respective network elements. In the network of FIG. 3, the external clock at the input T3 is fed into the network element NE1 and provided with the timing marker "2", ie best quality. The timing marker is passed on to the network elements NE2, NE3 with the SDH data signal. Since the network elements NE2, NE3 synchronize with the network element NE1, they automatically set the value "F" in the reverse direction (to NE1), so that the network element NE1 cannot use this direction as a clock source. The timing marker "2" is also passed on between the network elements NE2, NE3. Since neither of the two network elements NE2, NE3 synchronize to this connection, no other timing marker is used in the reverse direction. When setting priorities, care must be taken to ensure that no cycle loops are created. A cycle loop arises when z. B. in a ring of network elements the priorities are assigned so that timing markers can rotate in the network, although these should no longer exist.

In Fig. 4 ist ein Beispiel eines Netzes mit uneingeschränk ter Prioritätenvergabe angegeben. In diesem Netz sind die Netzelemente NE A bis NE F durch eine Ringstruktur verbunden, wobei am Netzelement NE A ein weiteres Teilnetz angeschlossen ist. Die Synchronisation läuft von dem Taktmaster NE A im Uhrzeigersinn über NE B und NE C nach NE D und entgegen dem Uhrzeigersinn von Taktmaster NE A über NE F nach NE E. Damit könnten bei einer Leitungsunterbrechung, unabhängig an wel cher Stelle, alle Netzelemente vom Taktmaster NE A aus mit dem Takt der Qualität Q1 versorgt werden.In FIG. 4, an example is given of a network with uneingeschränk ter prioritization. In this network, the network elements NE A to NE F are connected by a ring structure, a further sub-network being connected to the network element NE A. The synchronization runs from the clock master NE A clockwise via NE B and NE C to NE D and counterclockwise from clock master NE A via NE F to NE E. This means that in the event of a line break, no matter where in the network, all network elements from the clock master NE A are supplied with the clock of quality Q1

Wenn z. B. zwischen NE A und NE B eine Unterbrechung auftritt entsteht folgende Konstellation:
NE B erhält von NE A keinen Takt mehr, von NE C bekommt NE B einen Timing-Marker "F", d. h. dieser Takt darf von NE B nicht verwendet werden. Deshalb geht NE B in den "Holdover"- Mode, sendet den Timing-Marker "B" und läuft mit dem internen Quarzgenerator.If e.g. B. There is an interruption between NE A and NE B, the following constellation occurs:
NE B no longer receives a clock from NE A, NE B receives a timing marker "F", ie this clock must not be used by NE B. Therefore NE B goes into "holdover" mode, sends timing marker "B" and runs with the internal quartz generator.

NE C bekommt von NE B den Timing-Marker "B" und von NE D den Timing-Marker "F". Das bedeutet NE C synchronisiert sich auf den schlechten Takt von NE B.NE C receives timing marker "B" from NE B and NE from D Timing marker "F". That means NE C synchronizes itself the bad beat of NE B.

NE D erhält von NE C nicht mehr den Timing-Marker "2" sondern "B". Von NE E steht aber weiterhin "2" zur Verfügung. Deshalb schaltet NE D auf die Taktquelle von NE E um und gibt den Ti ming-Marker "2" an NE C weiter.NE D no longer receives the timing marker "2" from NE C but "B". However, "2" is still available from NE E. Therefore switches NE D to the clock source of NE E and outputs the Ti forward ming marker "2" to NE C.

NE C schaltet auf Priorität 2 um, denn von NE D kommt nun der Timing-Marker "2".NE C switches to priority 2, because NE D now comes from Timing marker "2".

NE B erhält von NE C jetzt auch den Timing-Marker "2" und schaltet auf Priorität 2 um.NE B now also receives the timing marker "2" and switches to priority 2.

Auf diese Weise wird das gesamte Netz entgegen dem Uhrzeiger sinn synchronisiert und alle Netzelemente erhalten trotz ei ner Leitungsunterbrechung den Takt mit der Qualität 1, d. h. den Timing-Marker "2".In this way, the entire network turns counterclockwise Sinn synchronized and all network elements received despite egg ner line break the clock with the quality 1, d. H. the timing marker "2".

Diese Einstellung der Netzelemente bringt aber den Nachteil mit sich, daß eine Taktschleife entstehen kann, durch die das Netz instabil wird. Deshalb wird in der Praxis die Prioritä tenvergabe eingeschränkt. Das hat aber zur Folge, daß im Stö rungsfall nicht alle Netzelemente optimal mit Ersatzquellen bzw. durch Ersatzwege versorgt werden können.However, this setting of the network elements has the disadvantage with the fact that a cycle loop can arise through which the Network becomes unstable. Therefore, in practice, the priority restricted. However, this means that the Stö case not all network elements are optimal with alternative sources or can be supplied by alternative routes.

Die Einstellung der Netzelemente funktioniert dann nicht mehr, wenn beispielsweise die externe Taktquelle T3 mit der Qualität Q1 ausfällt. Ausgehend von der Konstellation in Fig. 4 und unter der Voraussetzung, daß alle Netzelemente gleiche Umschaltezeiten auf andere Synchronisationsquellen haben, entsteht folgender Ablauf:
Bei Ausfall des Taktes T3 geht das Netzelement NE A in den "Holdover"-Mode, denn an den Ports mit Priorität P2 und P3 wird der Timing-Marker "F" empfangen.The setting of the network elements no longer works if, for example, the external clock source T3 with the quality Q1 fails. Starting from the constellation in Fig. 4 and provided that all network elements have the same switchover times to other synchronization sources, the following process occurs:
If the clock T3 fails, the network element NE A goes into "holdover" mode because the timing marker "F" is received at the ports with priority P2 and P3.

Die Netzelemente NE B und NE F übernehmen im zweiten Schritt den Systemtakt vom Netzelement NE A.The network elements NE B and NE F take over in the second step the system clock from network element NE A.

Im dritten Schritt übernimmt das Netzelement NE C den Takt vom Netzelement NE B und gibt diesen an das Netzelement NE D weiter. Gleichzeitig erhält das Netzelement NE E den Takt von Netzelement NE A über das Netzelement NE F an dem Port mit Priorität P1 und den Timing-Marker "2" an dem Port mit Prio rität P2. Deshalb schaltet das Netzelement NE E auf Priorität P2 um, übernimmt den Takt und gibt den Timing-Marker "2" an das Netzelement NE F weiter.In the third step, the network element NE C takes over the clock from the network element NE B and passes this to the network element NE D further. At the same time, the network element NE E receives the clock from Network element NE A via the network element NE F at the port Priority P1 and the timing marker "2" on the port with priority rity P2. Therefore, the network element NE E switches to priority P2 um, takes over the clock and indicates the timing marker "2" the network element NE F further.

Das Netzelement NE D erhält nun von Netzelement NE C den Sy stemtakt vom Netzelement NE A und vom Netzelement NE E den Marker "F", weil das Netzelement NE E den Takt vom Netzele ment NE D übernommen hat. Deshalb muß das Netzelement NE D den Takt vom Netzelement NE C übernehmen.The network element NE D now receives the Sy from network element NE C system clock from network element NE A and from network element NE E Marker "F" because the network element NE E the clock from the Netzele ment NE D has taken over. Therefore, the network element NE D take over the clock from the network element NE C.

Zeitgleich übernimmt NE F die Qualität Q1 von NE E und reicht diese an NE A weiter.At the same time, NE F takes over the quality Q1 from NE E and is sufficient pass this on to NE A.

So setzt sich der Ablauf weiter fort. Das bedeutet, daß der Timing-Marker "2", der jetzt eigentlich nicht mehr im Netz vorhanden sein dürfte, weitergereicht wird. Dadurch oszil liert der Timing-Marker "2" und der Timing-Marker "B" (inter ner Quarz von NE A) im Uhrzeigersinn durch das Netz. Es kann keine Aussage mehr über die wahre Taktqualität im Netz ge troffen werden. Außerdem werden in allen NE ständig Umschalt vorgänge ausgelöst. Es gibt keinen Taktmaster mehr, der das gesamte Netz synchronisiert (siehe Fig. 5). Die Ursache ist eine Taktschleife im Uhrzeigersinn und eine entgegen des Uhr zeigersinns. Taktschleife bedeutet hier eine rückgekoppelte Selbsthalteschleife, deren Taktfrequenz unstabilisiert immer größere Abweichungen aufweist, sie wird nur durch die Grenz frequenzen der internen PLL's (Phase-Locked-Loop-Schaltungen) begrenzt. Währen die Prioritäten an den Ports der NE anders vergeben, könnte das Rotieren auch entgegen des Uhrzeiger sinns erfolgen.So the process continues. This means that the timing marker "2", which should no longer be available on the network, is passed on. As a result, timing marker "2" and timing marker "B" (internal quartz from NE A) oscillate clockwise through the network. No more statements can be made about the true clock quality in the network. In addition, switching processes are triggered continuously in all NE There is no longer a clock master that synchronizes the entire network (see FIG. 5). The cause is a clock loop clockwise and an anti-clockwise. Clock loop here means a feedback self-holding loop, the clock frequency of which, unstabilized, shows ever larger deviations; it is only limited by the limit frequencies of the internal PLLs (phase-locked loop circuits). While the priorities at the ports of the NE are assigned differently, the rotation could also take place counter-clockwise.

Beim Stand der Technik wird für die Ports eines Netzelemen tes, die als Synchronisationsquelle dienen sollen lediglich ein Prioritätswert vergeben. Diese Priorität ist dann für al le Taktqualitäten gültig.In the prior art, a network element is used for the ports tes, which should serve as a synchronization source only assign a priority value. This priority is then for al le clock quality valid.

In Fig. 6 ist die derzeit praktizierte Möglichkeit zur Ver meidung von Taktschleifen gezeigt. Wenn die Taktquelle Q1 im Netzelement NE A ausfällt, stellt sich die Synchronisation am Ende folgendermaßen dar:
Der Taktmaster ist das Netzelement NE C mit der Taktqualität Q2, d. h. mit dem Timing-Marker "4" und synchronisiert das Netzelement NE B und über NE D, NE E auch NE F. Das Netzele ment NE A und das gesamte angeschlossene Teilnetz am Netzele ment NE A kann diesen guten Takt mit der Qualität Q2 nicht übernehmen. D. h. trotz eines guten Taktes Q2 muß das Netze lement NE A im "Holdover"-Mode arbeiten und das angeschlosse ne Teilnetz mit seinem internen Quarztakt synchronisieren. Diese Art der Synchronisation bringt den Nachteil mit sich, daß bei einer allgemeinen Prioritätenvergabe, zusätzlich Ein schränkungen, wie zum Beispiel keine Prioritäten im Taktma ster-NE an den Ports die zu Ringstrukturen gehören, gemacht werden müssen, um ein Rotieren von Timing-Markern zu verhin dern. Die Ports sind jeweils Verbindungen über Schnittstellen zu benachbarten Netzelementen.In FIG. 6, the current practice of possibility is to Ver avoidance of timing loops shown. If the clock source Q1 in the network element NE A fails, the synchronization is ultimately as follows:
The clock master is the network element NE C with the clock quality Q2, ie with the timing marker "4" and synchronizes the network element NE B and via NE D, NE E and NE F. The network element NE A and the entire connected subnetwork on the network ment NE A cannot take this good tact with quality Q2. That is, Despite a good clock Q2, the network element NE A must work in "holdover" mode and synchronize the connected subnetwork with its internal quartz clock. This type of synchronization has the disadvantage that with a general priority assignment, additional restrictions, such as no priorities in the clock master NE at the ports belonging to ring structures, have to be made in order to rotate timing markers prevent. The ports are connections via interfaces to neighboring network elements.

In der Ausgestaltung gemäß der Erfindung wird verhindert, daß Netzelemente mit einer Taktmasterfunktion den Timing-Marker, den sie selber ausgesendet haben wieder an einem anderen Port des Netzelementes zur Synchronisation des eigenen Systemtak tes verwenden.In the embodiment according to the invention it is prevented that Network elements with a clock master function the timing marker, which you yourself sent out on another port the network element for synchronization of your own system clock use it.

Gemäß dieser Erfindung werden für Ports eines Netzelementes, die als Synchronisationsquelle dienen sollen, für verschiede ne Taktqualitäten separate Prioritäten vergeben.According to this invention, for ports of a network element, which should serve as a synchronization source for various ne tact qualities separate priorities.

Dies bringt den Vorteil mit sich, daß einzelne Ports eines Netzelementes in Abhängigkeit des Qualitätswertes des angebo tenen Taktes als Synchronisationsquelle zugelassen oder aus geschlossen werden.
This has the advantage that individual ports of a network element depending on the quality value of the offered clock as a synchronization source are permitted or excluded.

Die Taktauswahl in den Netzelementen erfolgt dann derart, daß der Takt an dem Port mit der höchsten Qualität und höchsten Priorität zur Synchronisation verwendet wird. Ist für diese Qualität keine Synchronisationsquelle verfügbar, so wird die nächst niedrigere Qualität, für die Prioritäten vergeben sind benutzt. Ist kein Qualitätswert eingestellt bzw. verfügbar, wird der interne Oszillator des Netzelementes benutzt.The clock selection in the network elements is then carried out in such a way that the clock at the port with the highest quality and highest Priority is used for synchronization. Is for this Quality no synchronization source available, so the next lower quality for which priorities are assigned used. If no quality value is set or available, the internal oscillator of the network element is used.

In dem vorangestellten Beispiel wird davon ausgegangen, daß das zu synchronisierende Objekt der Systemtakt T0 des Netze lementes ist, der alle anderen Funktionseinheiten des Gerätes mit diesem Takt versorgt. The preceding example assumes that the object to be synchronized is the system clock T0 of the network lementes is that of all other functional units of the device supplied with this clock.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich die beschriebene Einstellung für verschiedene zu syn chronisierende Objekte getrennt, z. B. einzeln für Line West, Line East, Systemtakt, Taktausgang, usw. vorzunehmen.In a further embodiment of the invention, it is also possible the described setting for different syn chronizing objects separately, e.g. B. individually for Line West, Line East, system clock, clock output, etc.

Als Beispiel wird in den Fig. 7 bis 9 für jede Taktquali tät ein separater, übersichtlicher Plan abgeildet.As an example 7 is shown in Figs. To 9 for each clock Quali ty a separate, clear plan abgeildet.

In Fig. 7 ist eine Konfiguration gezeigt, in der eine Be stimmung der Prioritäten in den Netzelementen NE A, NE B, NE C, NE D, NE E und NE F für den Takt T3 mit der Qualität Q1 erfolgt. Über einen externen Takteingang dem die Priorität P1 zugewiesen ist hat der Takt T3 mit der Qualität Q1 zugang zum Netzelement NE A. Der an den Takteingang des Netzelementes NE A anliegende Takt T3 mit der Qualität Q1 wird mit dem Daten signal an die benachbarten Netzelemente NE B bis NE F weiter gegeben. Die Information über die Qualität Q1 des Taktes T3 wird im Timing-Marker-Byte wie zuvor beschrieben übertragen. An den anderen Ports des Netzelementes NE A werden keine Prioritäten vergeben. Dadurch wird verhindert, daß im Falle einer Störung der Timing-Marker der von Netzelement NE A aus gesendet wurde, an den Ports des Netzelementes NE A zu den Netzelementen NE B und NE F zur Synchronisation von NE A her angezogen wird. Alle anderen Netzelemente des Netzes erhalten Prioritäten an den Ports zu den Nachbar-Netzelementen. Am Netzelement NE C liegt an einem externen Takteingang ein Takt der Qualität Q2 an und erhält an dieser Stelle keine Priori tät für Q1. Durch die Vergabe der Priorität P1 kann festge legt werden, an welcher Stelle im Netzwerk eine Ringteilung zur Synchronisation erfolgt. In Fig. 7 ist die Ringteilung zur Synchronisation zwischen den Netzelementen NE D und NE E. Die Trennung wurde an dieser Stelle vorgenommen, damit die Anzahl der Netzelemente zwischen Taktgatewayelement und dem zu syn chronisierenden Netzelement so gering wie möglich ist. In Fig. 7, a configuration is shown in which a loading humor of the priorities in the network elements NE A, NE B, C NE, NE D, E and NE NE F is performed for the clock T3 with the quality Q1. The clock T3 with the quality Q1 has access to the network element NE A via an external clock input to which the priority P1 is assigned. The clock T3 with the quality Q1 applied to the clock input of the network element NE A is sent with the data signal to the neighboring network elements NE B passed on to NE F. The information about the quality Q1 of the clock T3 is transmitted in the timing marker byte as previously described. No priorities are assigned to the other ports of the network element NE A. This prevents the timing marker, which was sent from network element NE A, from being pulled at the ports of network element NE A to network elements NE B and NE F in order to synchronize NE A in the event of a fault. All other network elements of the network receive priorities on the ports to the neighboring network elements. A clock of quality Q2 is present at the network element NE C at an external clock input and does not receive any priority for Q1 at this point. By assigning priority P1 it can be determined at which point in the network there is a ring division for synchronization. In Fig. 7, the ring partition is for synchronization between the network elements NE D and NE E. The separation was carried out at this point, so that the number of network elements between clock gateway element and the chronisierenden to syn network element is as low as possible.

Im Falle einer Störung wird die Priorität P2 wirksam. Durch diese separate Einstellung wird es möglich auch an Netzele menten, die eine Taktgatewayfunktion haben Prioritäten zu vergeben z. B. Netzelement NE C.In the event of a fault, priority P2 takes effect. By this separate setting is also possible on Netzele elements that have a clock gateway function have priorities award z. B. Network element NE C.

Die Bestimmung der Prioritäten an den Ports die für die Syn chronisation der Netzelemente vorgesehen sind kann auch für den externen Takt mit der Qulität Q2 der an dem Netzelement NE C anliegt erfolgen. Diese Planung kann unabhängig von der Planung für den externen Takt mit der Taktqualität Q1 der am Netzelment NE A anliegt vorgenommen werden.The determination of the priorities on the ports that are necessary for the syn Chronization of the network elements can also be provided for the external clock with the quality Q2 on the network element NE C is applied. This planning can be done independently Planning for the external clock with the clock quality Q1 of the Network element NE A is applied.

Fig. 8 zeigt die Einstellung der Prioritäten für die Takt versorgung mit einem Takt der Qualität Q2. Auch hier wird an dem Taktmaster NE C nur die Priorität am externen Takteingang vergeben um Taktschleifen auszuschließen. Das Netzelement NE A kann durch die Prioritätenvergabe für Q2 diese Taktquelle auch verwenden. Die Synchronisationsringteilung erfolgt jetzt zwischen den NE E und NE F. Das bedeutet durch diese Einstel lung ist es möglich den Synchronisationsfluß und die Lage der Ringteilung für die verschiedenen Qualitätslevel getrennt zu optimieren. Fig. 8 shows the setting of the priorities for the clock supply with a clock of quality Q2. Here too, the clock master NE C only assigns priority to the external clock input to prevent clock loops. The network element NE A can also use this clock source by assigning priorities for Q2. The synchronization ring division now takes place between NE E and NE F. This means that it is possible to optimize the synchronization flow and the position of the ring division separately for the different quality levels.

Für eine eventuell vorhandene Synchronisationsquelle mit der Qualität Q3 könnte der gleiche Algorithmus angewendet werden.For a possible existing synchronization source with the Quality Q3 the same algorithm could be applied.

Eine weitere Möglichkeit der Synchronisationsplanung ergibt sich dadurch auch für die Qualität Q4, den internen Quarzge nerator. Für diesen Fall, daß heißt das keine externe Taktquelle zur Verfügung steht, kann festgelegt werden wel ches Netzelement als Taktmaster dienen soll und wie der Syn chronisationsfluß erfolgt. Wenn also die Stabilität und Ge nauigkeit der internen Taktgeneratoren in den Netzelementen unterschiedlich ist, kann genau das Netzelement zum Taktma ster erklärt werden, das am stabilsten und genauesten ist. In Fig. 9 ist eine weitere Möglichkeit der Synchronisations planung gezeigt. Das NE E ist hier der Taktmaster und die Ringteilung erfolgt zwischen NE B und NE C.Another possibility of planning the synchronization also results for quality Q4, the internal quartz generator. In this case, that is to say that no external clock source is available, it can be determined which network element is to serve as the clock master and how the synchronization flow takes place. So if the stability and Ge accuracy of the internal clock generators in the network elements is different, exactly the network element can be declared the clock master, which is the most stable and accurate. In Fig. 9 a further possibility of synchronization planning is shown. The NE E is the clock master here and the ring division takes place between NE B and NE C.

Für die Implementierung dieser neuen Funktionen in den Netzen bedarf es im wesentlichen nur einer Firmwareänderung der be reits im Einsatz befindlichen Geräte.For the implementation of these new functions in the networks essentially only a firmware change of the be devices already in use.

Claims

1. Method for the synchronization of a network, in particular special communication networks configured in a ring, connected network elements (NE A, NE B,..., NE X), in which at least one first network element (NE A) with a first clock source ( T3 (Q1), T3 (Q2)) is connected and, starting from the respective first network element (NE A), a timing marker to the further network elements (NE B,..., NE F.) Connected to the first network element (NE A) ,...), characterized in that for synchronization in the network elements (NE A, NE B,...) priorities (P1, P2,...) related to clock qualities of possible clock sources (T3, T0,... .) be awarded.

2. The method according to claim 1, characterized, that for each clock quality (Q1, Q2,...) an independent, independent network plan is created.

3. The method according to claim 1, characterized, that the synchronization directions in a network and in part networks can be different for individual qualities.

4. The method according to claim 1, characterized, that the clock distribution paths can be optimized individually.

5. The method according to claim 1, characterized, that determining which network element is a clock master radio tion, also for a quality Q4 of an internal Clock source of a network element is variably possible.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that if an external clock source (T3, Q1; T3, Q2; . . .) a circulation of the timing marker in the ringför mig interconnected network elements (NE A, NE B,..., NE X) is prevented by at least one network element for the existing quality (Q1, Q2,...) of the current Clock at the ports belonging to ring-shaped structures no priority is given.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that if an external clock source (T3, Q1; T3, Q2; . . .) a circulation of the timing marker in the ringför mig interconnected network elements (NE A, NE B,..., NE X) is prevented by at least one Net Z element connection in the respective NE for the existing one Quality (Q1, Q2,...) Of the current clock to the ringför Do not assign priority to ports belonging to structures becomes.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that with a mesh of at least two ring-shaped Networks or subnetworks within a network, each in the Transitions or in at least one network element each ring shaped network or subnetwork to prevent circulation timing marker no port priorities for the quality of the current bar used.