一种时钟频率的同步方法及通信装置与流程

1.本技术涉及光通信技术领域，尤其涉及一种时钟频率的同步方法及通信装置。


背景技术：

2.伴随着带宽需求的逐步增大，多点到多点全光通信成为未来的一个发展趋势。如图1所示，多点到多点全光通信系统中，每个通信节点的光信号发送向其他通信节点，同时每个通信节点也接收来自不同通信节点的光信号。各通信节点的发送信号相互间都正交不会干扰，正交的实现方式包括频分复用(frequency division multiple access，fdma)、时分复用(time division multiple access，tdma)和码分复用(code division multiple access，cdma)以及各种混合复用。每个通信节点只有一个发射机(transmitter，图中tx)和接收机(transmitter，图中rx)，发射机和接收机都有一个时钟晶振产生时钟信号来驱动数据调制为光信号，或驱动光信号解调为数据。
3.通常在点到点光通信中，接收机的时钟晶振会产生与发送端的驱动时钟频率同步的时钟信号，实现时钟频率同步(这里的同步是指两个时钟信号的频率相差固定的倍数)。然而在多点到多点全光通信系统中，由于不同通信节点的驱动时钟晶振相互独立，相互间存在频偏。因此，无法保证多点到多点全光通信系统中的通信节点之间的时钟频率同步。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种时钟频率的同步方法及通信装置，有利于实现多点到多点全光通信系统中的通信节点之间的时钟频率同步。
5.第一方面，本技术提供了一种时钟频率的同步方法，该方法包括：网络设备接收合路光信号，该合路光信号是由多个通信节点发送的光信号耦合得到；若网络设备不是主节点，则网络设备检测合路光信号中是否存在主标签，该主标签用于指示主节点；若检测到合路光信号中存在第一主标签，该第一主标签用于指示第一主节点，则网络设备将本地的时钟频率与第一主节点的时钟频率进行同步。
6.基于第一方面所描述的方法，多个通信节点均可以与同一个通信节点(即主节点)进行时钟频率同步。因此，基于第一方面所描述的方法，有利于实现多点到多点全光通信系统中的通信节点之间的时钟频率同步。
7.在一种可能的实现中，若检测到第一主标签消失，且网络设备不是备节点，则网络设备检测合路光信号中是否存在备标签，该备标签用于指示备节点；若检测到合路光信号中存在第一备标签，该第一备标签用于指示第一备节点，则网络设备将本地的时钟频率与第一备节点的时钟频率进行同步。基于该可能的实现方式，在主节点消失之后，其他通信节点之间也能够及时进行时钟频率同步。
8.在一种可能的实现中，网络设备将本地的时钟频率与第一备节点的时钟频率进行同步之后，网络设备再次检测合路光信号中是否存在主标签；若检测到合路光信号中存在第二主标签，该第二主标签用于指示第二主节点，则网络设备将本地的时钟频率与第二主
节点的时钟频率进行同步。基于该可能的实现方式，系统中又出现主节点时，网络设备能够及时与主节点的时钟频率进行同步。
9.在一种可能的实现中，若检测到第一主标签消失，且网络设备为备节点，则网络设备从发送携带第二备标签的光信号切换为发送携带第三主标签的光信号，该第二备标签用于指示网络设备为备节点，该第三主标签用于指示网络设备为主节点。基于该可能的实现方式，能够使系统中及时出现主节点，从而其他通信节点就可以竞争备节点。
10.在一种可能的实现中，在本地的时钟频率与主节点的时钟频率进行同步的过程中，若网络设备不是备节点，则网络设备检测合路光信号中是否存在备标签，该备标签用于指示备节点；若检测到合路光信号中不存在备标签，则网络设备竞争作为备节点。基于该可能的实现方式，能够在系统中不存在备节点时，及时地选择一个通信节点为备节点，以便在主节点消失时，其他通信节点可以及时与备节点的时钟频率进行同步，实现主备节点的零时延切换。
11.在一种可能的实现中，竞争作为备节点的具体实施方式为：网络设备发送携带第二备标签的光信号；网络设备检测接收到的合路光信号中是否存在除第二备标签之外的备标签；若未检测到除第二备标签之外的备标签，则网络设备成功竞争为备节点。基于该可能的实现方式，能够合理地选择一个通信节点作为备节点。
12.在一种可能的实现中，竞争作为备节点的具体实施方式为：网络设备发送携带第二备标签的光信号；网络设备检测接收到的合路光信号中是否存在除第二备标签之外的备标签；若检测到除第二备标签之外的备标签，则网络设备在随机时延之后，再次检测接收到的合路光信号中是否存在除第二备标签之外的备标签；若未检测到除第二备标签之外的备标签，则网络设备再次发送携带第二备标签的光信号，以再次竞争作为备节点。基于该可能的实现方式，能够合理地选择一个通信节点作为备节点。
13.在一种可能的实现中，在检测到合路光信号中不存在主标签和备标签时，网络设备竞争作为主节点，备标签用于指示备节点。基于该可能的实现方式，网络设备能够在不存在主节点和备节点时，及时地竞争作为主节点，以便多个通信节点之间能够及时进行时钟频率同步。
14.在一种可能的实现中，竞争作为主节点的具体实施方式为：网络设备发送携带第三主标签的光信号；网络设备检测接收到的合路光信号中是否存在除第三主标签之外的主标签；若未检测到除第三主标签之外的主标签，则网络设备成功竞争为主节点。基于该可能的实现方式，能够合理地选择一个通信节点作为主节点。
15.在一种可能的实现中，竞争作为主节点的具体实施方式为：网络设备发送携带第三主标签的光信号；网络设备检测接收到的合路光信号中是否存在除第三主标签之外的主标签；若检测到除第三主标签之外的主标签，则网络设备在随机时延之后，再次检测接收到的合路光信号中是否存在除第三主标签之外的主标签；若未检测到除第三主标签之外的主标签，则网络设备再次发送携带第三主标签的光信号，以再次竞争作为主节点。基于该可能的实现方式，能够合理地选择一个通信节点作为主节点。
16.在一种可能的实现中，备标签中包括生成该备标签的通信节点的标识信息。通过在备标签中携带生成备标签的通信节点的标识信息，这样可以保证每个通信节点生成的备标签不相同，从而在备节点的竞争过程中，通信节点能够识别出是否其他通信节点也发送
了携带备标签的光信号。
17.在一种可能的实现中，备标签通过导频的方式调制于光信号中。基于该可能的实现方式，能够成功地将备标签调制于光信号中。
18.在一种可能的实现中，主标签中包括生成该主标签的通信节点的标识信息。通过在主标签中携带生成主标签的通信节点的标识信息，这样可以保证每个通信节点生成的主标签不相同，从而在主节点的竞争过程中，通信节点能够识别出是否其他通信节点也发送了携带主标签的光信号。
19.在一种可能的实现中，主标签通过导频的方式调制于光信号中。基于该可能的实现方式，能够成功地将主标签调制于光信号中。
20.第二方面，本技术提供了一种通信装置，该装置可以是网络设备，也可以是网络设备中的装置，或者是能够和网络设备匹配使用的装置。其中，该通信装置还可以为芯片系统。该通信装置可执行第一方面所述的方法。该通信装置的功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的单元或模块。该单元或模块可以是软件和/或硬件。该通信装置执行的操作及有益效果可以参见上述第一方面所述的方法以及有益效果，重复之处不再赘述。
21.第三方面，本技术提供了一种通信装置，所述通信装置包括处理器，当所述处理器调用存储器中的计算机程序时，如第一方面的方法被执行。
22.第四方面，本技术提供了一种通信装置，通信装置包括处理器和收发器，该收发器用于接收或发送光信号；处理器用于实现如第一方面所述的方法。
23.第五方面，本技术提供了一种芯片，通信装置包括处理器和接口，处理器和所述接口耦合；所述接口用于接收或发送光信号，所述处理器用于执行所述代码指令，以使第一方面所述的方法被执行。
24.第六方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，存储介质中存储有计算机程序或指令，当计算机程序或指令被通信装置执行时，实现如第一方面所述方法。
25.第七方面，本技术提供一种包括指令的计算机程序产品，当计算机读取并执行计算机程序产品时，使得计算机执行如第一方面所述方法。
附图说明
26.图1是本技术实施例提供的一种通信系统的示意图；
27.图2是本技术实施例提供的另一种通信系统的示意图；
28.图3是本技术实施例提供的又一种通信系统的示意图；
29.图4是本技术实施例提供的一种时钟频率的同步方法的流程示意图；
30.图5是本技术实施例提供的另一种时钟频率的同步方法的流程示意图；
31.图6是本技术实施例提供的一种网络设备竞争作为备节点的流程示意图；
32.图7是本技术实施例提供的一种网络设备竞争作为主节点的流程示意图；
33.图8是本技术实施例提供的一种备标签通过导频的方式调制于光信号的示意图；
34.图9是本技术实施例提供的另一种备标签通过导频的方式调制于光信号的示意图；
35.图10是本技术实施例提供的一种训练序列占据部分数据传输时隙的示意图；
36.图11是本技术实施例提供的又一种备标签通过导频的方式调制于光信号的示意图；
37.图12是本技术实施例提供的又一种时钟频率的同步方法的流程示意图；
38.图13是本技术实施例提供的又一种时钟频率的同步方法的流程示意图；
39.图14是本技术实施例提供的一种通信装置的结构示意图；
40.图15是本技术实施例提供的一种通信装置的结构示意图。
具体实施方式
41.下面结合附图对本技术具体实施例作进一步的详细描述。
42.本技术的说明书、权利要求书及附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
43.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
44.在本技术中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上，“至少两个(项)”是指两个或三个及三个以上，“和/或”，用于描述关联对象的对应关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：只存在a，只存在b以及同时存在a和b三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
45.为了更好地理解本技术提供的方案，下面对本技术实施例的通信系统进行介绍：
46.请参见图1，图1是本技术实施例提供的一种通信系统的示意图。如图1所示，该通信系统包括n个通信节点，n大于或等于2。
47.本技术提供的技术方案可以应用于数据中心，通信节点可以为数据中心服务器的网卡。或者，本技术提供的技术方案可以应用于车载网络，通信节点可以为车辆识别单元(vehicle identification unit，viu)。或者，本技术提供的技术方案可以应用于卫星通信，通信节点可以为卫星。本技术提供的技术方案还可以应用于其他光通信的场景，本技术实施例不做限定。
48.本技术实施例中，每个通信节点只有一个发射机(transmitter，图中tx)和一个接收机(transmitter，图中rx)。发射机用于发送光信号，且发射机发出的光信号可以被多个通信节点接收到。接收机用于接收合路光信号，该合路光信号是由多个通信节点发送的光信号耦合得到的。例如，如图1所示，通信节点1的发射机发送的光信号可以被通信节点2～通信节点n接收到。通信节点1的接收机可以接收合路光信号，该合路光信号由通信节点2～通信节点n发送的光信号耦合得到的。可选的，该合路光信号也可以是由通信节点1～通信
节点n发送的光信号耦合得到的。其他通信节点发送光信号以及接收光信号的原理与通信节点1相同，在此不赘述。
49.如图1所示，每个通信节点还具有一个时钟晶振，该时钟晶振用于产生时钟信号来驱动数据调制为光信号，或驱动光信号解调为数据。
50.在一种可能的实现中，如图2所示，该通信系统中还可包括第一设备。第一设备具有光分路和光合路的功能。通信节点1～通信节点n通过发射机向第一设备分别发送光信号1～光信号n。第一设备将光信号1～光信号n耦合之后得到的合路光信号，并将该合路光信号分别发送至通信节点1～通信节点n的接收机。因此，每个通信节点接收到的合路光信号相同，都是由光信号1～光信号n耦合得到的。
51.在另一种可能的实现中，如图3所示，该通信系统中还包括n个分路器和n个合路器。一个发射机对应一个分路器，一个接收机对应一个合路器。通信节点1通过发射机向分路器1发送光信号1，分路器1将光信号1发送至除合路器1之外的合路器。同理，通信节点2通过发射机向分路器2发送光信号2，分路器2将光信号2发送至除合路器2之外的合路器。通信节点n通过发射机向分路器n发送光信号n，分路器n将光信号n发送至除合路器n之外的合路器。
52.如图3所示，合路器1可以接收到除分路器1之外的分路器发送的光信号，即光信号2～光信号n。合路器1将光信号2～光信号n进行耦合，得到合路光信号1，并将合路光信号1发送至通信节点1的接收机。同理，合路器2将接收到的光信号进行耦合，得到合路光信号2，并将合路光信号2发送至通信节点2的接收机。合路器n将接收到的光信号进行耦合，得到合路光信号n，并将合路光信号n发送至通信节点n的接收机。在这种架构下，合路光信号1～合路光信号n不相同。
53.为了实现多点到多点全光通信系统中的通信节点之间的时钟频率同步，本技术实施例提供了一种时钟频率的同步方法及通信装置，下面对本技术实施例提供的时钟频率的同步方法进行详细描述：
54.请参见图4，图4是本技术实施例提供的一种时钟频率的同步方法的流程示意图。如图4所示，该时钟频率的同步方法包括如下步骤401～步骤403。图4所示的方法执行主体可以为网络设备，例如，网络设备中的芯片。图4以网络设备为方法的执行主体为例进行说明。其中：
55.401、网络设备接收合路光信号，该合路光信号是由多个通信节点发送的光信号耦合得到。
56.其中，该网络设备为系统中的一个通信节点。例如，假设网络设备为图2中的通信节点1。通信节点1可以接收合路光信号，该合路光信号为通信节点1～通信节点n发送的光信号耦合得到的。再如，假设网络设备为图3中的通信节点1。通信节点1可以接收合路光信号，该合路光信号为通信节点2～通信节点n发送的光信号耦合得到的。
57.402、若该网络设备不是主节点，则该网络设备检测该合路光信号中是否存在主标签，该主标签用于指示主节点。
58.403、若检测到该合路光信号中存在第一主标签，该第一主标签用于指示第一主节点，则该网络设备将本地的时钟频率与该第一主节点的时钟频率进行同步。
59.本技术实施例中，可以选择一个通信节点作为主节点。在同一时间，系统中有一个
主节点。主节点可生成主标签，并在发送的光信号中携带该主标签。该主标签用于指示哪个通信节点为主节点。其中，主标签也可以称为其他名称，本技术实施例不做限定。非主节点检测到接收的合路光信号中存在主标签之后，就能将本地的时钟频率与主节点的时钟频率进行同步。本技术实施例中，时钟频率同步也可以称为时钟信号的频率同步。时钟频率同步可以指两个时钟信号的频率相差固定的倍数，即两个时钟信号的频率不一定相同。或者，时钟频率同步可以指两个时钟信号的频率相同。
60.因此，在本技术实施例中，如果网络设备不是主节点，那么网络设备在接收合路光信号之后，检测该合路光信号中是否存在主标签。如果检测到该合路光信号中存在第一主标签，该第一主标签用于指示第一主节点。那么，该网络设备将本地的时钟频率与该第一主节点的时钟频率进行同步。可选的，网络设备具体可以基于第一主标签从合路光信号中确定出来自第一主节点的光信号，再基于来自第一主节点的光信号确定本地的时钟频率与第一主节点的时钟频率之间的时钟频率差，再基于该时钟频率差将本地的时钟频率与第一主节点的时钟频率进行同步。
61.举例来说，假设具有4个通信节点，分别为通信节点1～通信节点4。其中，通信节点1为主节点。通信节点1发送携带主标签的光信号，该主标签用于指示通信节点1为主节点。通信节点2～通信节点4也发送光信号。通信节点2～通信节点4发送的光信号中不携带主标签。
62.通信节点2接收合路光信号，该合路光信号由通信节点1～通信节点4发送的光信号耦合得到。由于通信节点2不是主节点，通信节点2检测该合路光信号中是否存在主标签。通信节点2检测到该合路光信号中存在主标签之后，通信节点2基于主标签从该合路光信号中确定出来自通信节点1的光信号，再基于来自通信节点1的光信号确定本地的时钟频率与通信节点1的时钟频率之间的时钟频率差，再基于该时钟频率差将本地的时钟频率与通信节点1的时钟频率进行同步。
63.同理，通信节点3接收合路光信号，该合路光信号由通信节点1～通信节点4发送的光信号耦合得到。由于通信节点3不是主节点，通信节点3检测该合路光信号中是否存在主标签。通信节点3检测到该合路光信号中存在主标签之后，基于主标签从该合路光信号中确定出来自通信节点1的光信号，再基于来自通信节点1的光信号确定本地的时钟频率与通信节点1的时钟频率之间的时钟频率差，再基于该时钟频率差将本地的时钟频率与通信节点1的时钟频率进行同步。
64.同理，通信节点4也与通信节点1进行时钟频率同步。通信节点4的时钟频率同步原理与通信节点2和通信节点3的时钟频率同步原理相同，在此不赘述。
65.可见，基于图4所描述的方法，多个通信节点均可以与同一个通信节点(即主节点)进行时钟频率同步。因此，通过实施图4所描述的方法，有利于实现多点到多点全光通信系统中的通信节点之间的时钟频率同步。
66.请参见图5，图5是本技术实施例提供的另一种时钟频率的同步方法的流程示意图。如图5所示，该时钟频率的同步方法包括如下步骤501～步骤505。图5所示的方法执行主体可以为网络设备，例如可以为网络设备中的芯片。图5以网络设备为方法的执行主体为例进行说明。其中：
67.501、网络设备接收合路光信号，该合路光信号是由多个通信节点发送的光信号耦
合得到。
68.502、若该网络设备不是主节点，则该网络设备检测该合路光信号中是否存在主标签，该主标签用于指示主节点。
69.503、若检测到该合路光信号中存在第一主标签，该第一主标签用于指示第一主节点，则该网络设备将本地的时钟频率与该第一主节点的时钟频率进行同步。
70.其中，步骤501～步骤503的具体实现方式，可以参照图4所对应的方法实施例中步骤401～步骤403的描述，在此不赘述。
71.504、若检测到第一主标签消失，且网络设备不是备节点，则网络设备检测合路光信号中是否存在备标签，该备标签用于指示备节点。
72.505、若检测到合路光信号中存在第一备标签，该第一备标签用于指示第一备节点，则网络设备将本地的时钟频率与第一备节点的时钟频率进行同步。
73.本技术实施例中，可以选择一个通信节点作为备节点。在同一时间，系统中有一个备节点。备节点可生成备标签，并在发送的光信号中携带该备标签。该备标签用于指示哪个通信节点为备节点。其中，备标签也可以称为其他名称，本技术实施例不做限定。在主节点消失之后，其他通信节点检测到接收的合路光信号中存在备标签之后，就能将本地的时钟频率与备节点的时钟频率进行同步。
74.因此，在本技术实施例中，如果网络设备检测到第一主标签消失，且网络设备不是备节点，则网络设备检测合路光信号中是否存在备标签。若检测到合路光信号中存在第一备标签，该第一备标签用于指示第一备节点。那么，该网络设备将本地的时钟频率与该第一备节点的时钟频率进行同步。可选的，网络设备具体可以基于第一备标签从合路光信号中确定出来自第一备节点的光信号，再基于来自第一备节点的光信号确定本地的时钟频率与第一备节点的时钟频率之间的时钟频率差，再基于该时钟频率差将本地的时钟频率与第一备节点的时钟频率进行同步。
75.举例来说，假设具有4个通信节点，分别为通信节点1～通信节点4。其中，通信节点1为主节点。通信节点2为备节点。通信节点1发送携带主标签的光信号，该主标签用于指示通信节点1为主节点。通信节点2发送携带备标签的光信号，该备标签用于指示通信节点2为备节点。通信节点3和通信节点4也发送光信号。通信节点3和通信节点4发送的光信号中不携带主标签，也不携带备标签。
76.通信节点2～通信节点4接收合路光信号之后，由于该合路光信号中存在主标签，所以通信节点2～通信节点4与通信节点1进行时钟频率同步。
77.通信节点3和通信节点4检测到合路光信号中的主标签消失之后，通信节点3和通信节点4检测合路光信号中是否存在备标签。通信节点3和通信节点4检测到合路光信号中存在备标签之后，基于备标签从该合路光信号中确定出来自通信节点2的光信号，再基于来自通信节点2的光信号确定本地的时钟频率与通信节点2的时钟频率之间的时钟频率差，再基于该时钟频率差将本地的时钟频率与通信节点2的时钟频率进行同步。
78.可见，在实施图5所描述的方法中，系统中存在备节点，在主节点消失之后，其他通信节点可以分别与备节点的时钟频率进行同步。因此，通过实施图5所描述的方法，在主节点消失之后，其他通信节点之间也能够及时进行时钟频率同步。
79.在一种可能的实现中，在本地的时钟频率与主节点的时钟频率进行同步的过程
中，若网络设备不是备节点，则检测合路光信号中是否存在备标签。若检测到合路光信号中不存在备标签，则网络设备竞争作为备节点。
80.如果网络设备不是备节点，且网络设备检测到合路光信号中不存在备标签，则证明当前系统中不存在备节点。因此，基于该可能的实现方式，能够在系统中不存在备节点时，及时地选择一个通信节点为备节点，以便在主节点消失时，其他通信节点可以及时与备节点的时钟频率进行同步，实现主备节点的零时延切换。
81.例如，假设具有4个通信节点，分别为通信节点1～通信节点4。其中，通信节点1为主节点。系统中不存在备节点。通信节点2～通信节点4在与通信节点1进行时钟频率同步的过程中，检测合路光信号中是否存在备标签。通信节点2～通信节点4检测到合路光信号中不存在备标签之后，通信节点2～通信节点4竞争作为备节点。通信节点2～通信节点4中的一个通信节点可以成功竞争为备节点。
82.下面对网络设备竞争作为备节点的具体实现方式进行介绍：
83.请参见图6，图6是本技术实施例提供的一种网络设备竞争作为备节点的流程示意图。
84.如图6所示，网络设备竞争作为备节点的流程包括步骤601～步骤604，其中：
85.601、网络设备发送携带第二备标签的光信号。
86.602、网络设备检测接收到的合路光信号中是否存在除第二备标签之外的备标签。
87.本技术实施例中，网络设备发送携带第二备标签的光信号之后，检测接收到的合路光信号中是否存在除第二备标签之外的备标签。
88.603、若未检测到除第二备标签之外的备标签，则网络设备成功竞争为备节点。
89.如果未检测到除第二备标签之外的备标签，表示没有其他通信节点与网络设备同时竞争备节点。因此，若网络设备未检测到除第二备标签之外的备标签，那么网络设备成功竞争为备节点。
90.604、若检测到除第二备标签之外的备标签，则网络设备在随机时延之后，再次检测接收到的合路光信号中是否存在除第二备标签之外的备标签。
91.如果检测到除第二备标签之外的备标签，表示有其他通信节点与网络设备同时竞争备节点。因此，网络设备需要在随机时延之后，再次检测接收到的合路光信号中是否存在除第二备标签之外的备标签。如果再次检测到除第二备标签之外的备标签，则网络设备竞争失败。如果网络设备在随机时延之后，未检测到除第二备标签之外的备标签，则执行步骤601，即网络设备再次发送携带第二备标签的光信号，以再次竞争作为备节点。
92.举例来说，以通信节点2～通信节点4竞争作为备节点为例。
①
假设通信节点2最先发送携带备标签2的光信号。通信节点2发送携带备标签2的光信号之后，未检测到合路光信号中存在除备标签2之外的其他备标签。因此，通信节点2成功竞争为备节点。通信节点3和通信节点4由于在接收的合路光信号中检测到备标签2，通信节点3和通信节点4不发送携带备标签的光信号，即通信节点3和通信节点4放弃竞争备节点。也就是说，通信节点2～通信节点4中最先发送携带备标签的光信号的通信节点，可以成功竞争为备节点。
93.②
假设通信节点2～通信节点4同时发送携带备标签的光信号，即通信节点2～通信节点4同时竞争成为备节点。那么，通信节点2发送携带备标签2的光信号之后，可以在接收的合路光信号中检测到备标签3和备标签4。通信节点2在接收的合路光信号中检测到备
标签3和备标签4之后，在随机时延2s(秒)之后，再次检测接收的合路光信号中是否存在除备标签2之外的备标签。如果未检测到除备标签2之外的备标签，再次发送携带备标签2的光信号，以竞争成为备节点。通信节点2发送携带备标签2的光信号之后，未检测到合路光信号中存在除备标签2之外的其他备标签。因此，通信节点2成功竞争为备节点。
94.同理，通信节点3发送携带备标签3的光信号之后，可以在接收的合路光信号中检测到备标签2和备标签4。通信节点3在检测到备标签2和备标签4之后，在随机时延4s(秒)之后，再次检测接收的合路光信号中是否存在除备标签3之外的备标签。由于通信节点2在随机时延2s之后已经开始发送携带备标签2的光信号。因此，通信节点3在随机时延4s之后，可以检测到备标签2。因此，通信节点3竞争备节点失败。
95.同理，通信节点4发送携带备标签4的光信号之后，可以在接收的合路光信号中检测到备标签2和备标签3。通信节点4在检测到备标签2和备标签3之后，在随机时延6s(秒)之后，再次检测在接收的合路光信号中是否存在除备标签4之外的备标签。由于通信节点2在随机时延2s之后已经开始在发送携带备标签2的光信号。因此，通信节点4在随机时延6s之后，可以检测到备标签2。因此，通信节点4竞争备节点失败。最终，通信节点2成功竞争为备节点。
96.在一种可能的实现中，在检测到合路光信号中不存在主标签和备标签时，网络设备竞争作为主节点。
97.在检测到合路光信号中不存在主标签和备标签时，表示系统中不存在主节点和备节点。因此，基于该可能的实现方式，网络设备能够在系统中不存在主节点和备节点时，及时地竞争作为主节点，以便多个通信节点之间能够及时进行时钟频率同步。
98.下面对网络设备竞争作为主节点的具体实现方式进行介绍：
99.请参见图7，图7是本技术实施例提供的一种网络设备竞争作为主节点的流程示意图。如图7所示，网络设备竞争作为主节点的流程包括步骤701～步骤704，其中：
100.701、网络设备发送携带第三主标签的光信号。
101.702、网络设备检测接收到的合路光信号中是否存在除第三主标签之外的主标签。
102.本技术实施例中，网络设备发送携带第三主标签的光信号之后，检测接收到的合路光信号中是否存在除第三主标签之外的主标签。
103.703、若未检测到除第三主标签之外的主标签，则网络设备成功竞争为主节点。
104.如果未检测到除第三主标签之外的主标签，表示没有其他通信节点与网络设备同时竞争主节点。因此，若网络设备未检测到除第三主标签之外的主标签，那么网络设备成功竞争为主节点。
105.704、若检测到除第三主标签之外的主标签，则网络设备在随机时延之后，再次检测是否接收到除第三主标签之外的主标签。
106.如果检测到除第三主标签之外的主标签，表示有其他通信节点与网络设备同时竞争主节点。因此，网络设备需要在随机时延之后，再次检测接收到的合路光信号中是否存在除第三主标签之外的主标签。如果再次检测到除第三主标签之外的主标签，则网络设备竞争失败。如果网络设备在随机时延之后，未检测到除第三主标签之外的主标签，则执行步骤701，即网络设备再次发送携带第三主标签的光信号，以再次竞争作为主节点。
107.网络设备竞争作为主节点的原理与网络设备竞争作为备节点的原理相同，网络设
备竞争作为主节点的具体示例可以参见上述网络设备竞争作为备节点的具体示例，在此不赘述。
108.在一种可能的实现中，备标签中包括生成该备标签的通信节点的标识信息。该备标签可以为本技术实施例全文提到的任意备标签。例如，上述备标签2携带通信节点2的标识。上述备标签3携带通信节点3的标识。上述备标签4携带通信节点4的标识。
109.由于各个通信节点接收的光信号为合路光信号，所以如果每个通信节点发送的备标签相同，那么在备节点的竞争过程中，通信节点可能无法识别出是否其他通信节点也发送了携带备标签的光信号，也就无法竞争备节点。通过在备标签中携带生成备标签的通信节点的标识信息，这样可以保证每个通信节点生成的备标签不相同，从而在备节点的竞争过程中，通信节点能够识别出是否其他通信节点也发送了携带备标签的光信号。
110.在一种可能的实现中，主标签中包括生成该主标签的通信节点的标识信息。该主标签可以为本技术实施例全文提到的任意主标签。通过在主标签中携带生成主标签的通信节点的标识信息，这样可以保证每个通信节点生成的主标签不相同，从而在主节点的竞争过程中，通信节点能够识别出是否其他通信节点也发送了携带主标签的光信号。
111.在一种可能的实现中，备标签通过导频的方式调制于光信号中。该备标签可以为本技术实施例全文提到的任意备标签。
112.例如，通信节点将备标签通过导频的方式调制于光信号中具有如下四种具体实现方式：
113.①
通信节点将待调制电信号(即业务信号)和用于指示备节点的导频信号依次经过电耦合器、光调制器进行处理，得到携带备标签的光信号。
114.例如，如图8所示。通信节点先将待调制电信号和导频信号输入电耦合器。电耦合器将待调制电信号和导频信号进行耦合，得到耦合信号，并将耦合信号输入光调制器。光调制器将耦合信号进行调制，得到携带备标签的光信号。
115.可选的，用于指示备节点的导频信号可以为低速导频信号。可选的，用于指示备节点的导频信号也可以为高速导频信号。
116.可选的，如果没有待调制电信号，也可以直接将用于指示备节点的导频信号通过光调制器进行处理，得到携带备标签的光信号。
117.②
通信节点将待发送数据(即业务数据)和用于指示备节点的导频信号依次经过加法器、数模转换器(digital to analog convertor，dac)和光调制器进行处理，得到携带备标签的光信号。
118.例如，如图9所示。通信节点先将待调制电信号和导频信号输入加法器。加法器将待调制电信号和导频信号进行处理，得到处理后的信号，并将处理后的信号输入dac。dac将接收的信号转换为模拟信号，并将模拟信号输入光调制器。光调制器对该模拟信号进行调制，得到携带备标签的光信号。
119.可选的，加法器可处于数字信号处理单元(digital signal processing unit，dsp unit)中。dsp单元一般在通信节点的通信基带信号处理芯片中。
120.可选的，用于指示备节点的导频信号可以为低速导频信号。可选的，用于指示备节点的导频信号也可以为高速导频信号。
121.可选的，如果没有待发送数据，也可以直接将备标签对应的导频信号依次通过
dac、光调制器进行处理，得到携带备标签的光信号。
122.③
通信节点将用于指示备节点的训练序列依次经过dac和光调制器进行处理，得到携带备标签的光信号。该训练序列位于部分数据传输时隙。例如，如图10所示。训练序列位于数据传输时隙t1。其中，训练序列属于导频信号。
123.具体地，通信节点先将训练序列输入dac。dac将训练序列转换为模拟信号，并将模拟信号输入光调制器。光调制器对该模拟信号进行调制，得到携带备标签的光信号。
124.④
通信节点将待调制电信号(即业务信号)输入光调制器进行处理，再将光调制器处理之后得到的调制光信号和用于指示备节点的导频信号输入导频调制器进行处理，得到携带备标签的光信号。例如，如图11所示。
125.可选的，用于指示备节点的导频信号可以为低速导频信号。可选的，用于指示备节点的导频信号也可以为高速导频信号。
126.可选的，导频调制器可以为电吸收调制器或者为其他导频调制器。
127.在一种可能的实现中，主标签通过导频的方式调制于光信号中。该主标签可以为本技术实施例全文提到的任意主标签。主标签通过导频的方式调制于光信号中的具体实现方式与备标签通过导频的方式调制于光信号中的具体实现方式相同，在此不赘述。
128.请参见图12，图12是本技术实施例提供的另一种时钟频率的同步方法的流程示意图。如图12所示，该时钟频率的同步方法包括如下步骤1201～步骤1207。图12所示的方法执行主体可以为网络设备，例如，可以为网络设备中的芯片。图12以网络设备为方法的执行主体为例进行说明。其中：
129.1201、网络设备接收合路光信号，该合路光信号是由多个通信节点发送的光信号耦合得到。
130.1202、若该网络设备不是主节点，则该网络设备检测该合路光信号中是否存在主标签，该主标签用于指示主节点。
131.1203、若检测到该合路光信号中存在第一主标签，该第一主标签用于指示第一主节点，则该网络设备将本地的时钟频率与该第一主节点的时钟频率进行同步。
132.1204、若检测到第一主标签消失，且网络设备不是备节点，则网络设备检测合路光信号中是否存在备标签，备标签用于指示备节点。
133.1205、若检测到合路光信号中存在第一备标签，该第一备标签用于指示第一备节点，则网络设备将本地的时钟频率与第一备节点的时钟频率进行同步。
134.其中，步骤1201～步骤1205的具体实现方式可参见上述步骤501～步骤505的具体实现方式，在此不赘述。
135.1206、网络设备再次检测合路光信号中是否存在主标签。
136.本技术实施例中，网络设备将本地的时钟频率与第一备节点的时钟频率进行同步之后，会再次检测合路光信号中是否存在主标签。
137.1207、若检测到合路光信号中存在第二主标签，该第二主标签用于指示第二主节点，则网络设备将本地的时钟频率与第二主节点的时钟频率进行同步。
138.在一种可能的实现中，第二主节点与第一备节点可以对应同一个通信节点。也就是说，第一备节点对应的通信节点可以在第一主节点消失之后，升级为第二主节点。这样能够使系统中及时出现主节点，从而其他通信节点就可以竞争备节点。
139.举例来说，假设具有4个通信节点，分别为通信节点1～通信节点4。其中，通信节点1为主节点。通信节点2为备节点。通信节点1发送携带主标签1的光信号，该主标签1用于指示通信节点1为主节点。通信节点2发送携带备标签2的光信号，该备标签2用于指示通信节点2为备节点。通信节点3和通信节点4也发送光信号。通信节点3和通信节点4广播的光信号中不携带主标签，也不携带备标签。
140.通信节点2～通信节点4接收合路光信号之后，由于该合路光信号中存在主标签1，所以通信节点2～通信节点4与通信节点1进行时钟频率同步。
141.通信节点2检测到合路光信号中的主标签1消失之后，从发送携带备标签2的光信号切换为发送携带主标签2的光信号。也就是说，通信节点2升级成为主节点。
142.由于通信节点2升级为主节点具有一定的时延，所以通信节点3和通信节点4检测到合路光信号中的主标签1消失之后，通信节点3和通信节点4先检测合路光信号中是否存在备标签。通信节点3和通信节点4检测到合路光信号中存在备标签2之后，通信节点3和通信节点4基于备标签2先与通信节点2的时钟频率进行同步。通信节点3和通信节点4与通信节点2的时钟频率进行同步之后，再检查检测合路光信号中是否存在主标签。通信节点3和通信节点4检测到主标签2之后，通信节点3和通信节点4基于主标签2与通信节点2的时钟频率进行同步。
143.在另一种可能的实现中，第二主节点也可以与第一备节点可以对应不同的通信节点。
144.请参见图13，图13是本技术实施例提供的另一种时钟频率的同步方法的流程示意图。如图13所示，该时钟频率的同步方法包括如下步骤1301～步骤1304。图13所示的方法执行主语可以为网络设备，或主语可以为网络设备中的芯片。图13以网络设备为方法的执行主体为例进行说明。其中：
145.1301、网络设备接收合路光信号，该合路光信号是由多个通信节点发送的光信号耦合得到。
146.1302、若该网络设备不是主节点，则该网络设备检测该合路光信号中是否存在主标签，该主标签用于指示主节点。
147.1303、若检测到该合路光信号中存在第一主标签，该第一主标签用于指示第一主节点，则该网络设备将本地的时钟频率与该第一主节点的时钟频率进行同步。
148.1304、若检测到第一主标签消失，且网络设备为备节点，则网络设备从发送携带第二备标签的光信号切换为发送携带第三主标签的光信号，第二备标签用于指示网络设备为备节点，第三主标签用于指示网络设备为主节点。
149.也就是说，在第一主节点消失之后，如果网络设备是备节点，那么网络设备可以升级为主节点。这样其他通信节点就能继续与主节点的时钟频率进行同步，并且其他通信节点就可以竞争备节点。例如，网络设备可以为图12所对应的方法实施例中通信节点2。
150.在一种可能的实现中，在本地的时钟频率与主节点的时钟频率进行同步的过程中，若网络设备不是备节点，则检测合路光信号中是否存在备标签。若检测到合路光信号中不存在备标签，则网络设备竞争作为备节点。网络设备竞争作为备节点的具体实现方式可参见前述方法实施例中的描述，在此不赘述。
151.在一种可能的实现中，在检测到合路光信号中不存在主标签和备标签时，竞争作
为主节点。网络设备竞争作为备节点的具体实现方式可参见前述方法实施例中的描述，在此不赘述。
152.在一种可能的实现中，备标签中包括生成该备标签的通信节点的标识信息。该备标签可以为本技术实施例全文提到的任意备标签。该可能的实现方式可参见前述方法实施例中的描述，在此不赘述。
153.在一种可能的实现中，主标签中包括生成该主标签的通信节点的标识信息。该主标签可以为本技术实施例全文提到的任意主标签。该可能的实现方式可参见前述方法实施例中的描述，在此不赘述。
154.在一种可能的实现中，备标签通过导频的方式调制于光信号中。该备标签可以为本技术实施例全文提到的任意备标签。该可能的实现方式可参见前述方法实施例中的描述，在此不赘述。
155.在一种可能的实现中，主标签通过导频的方式调制于光信号中。该主标签可以为本技术实施例全文提到的任意主标签。该可能的实现方式可参见前述方法实施例中的描述，在此不赘述。
156.请参见图14，图14示出了本技术实施例的一种通信装置的结构示意图。图14所示的通信装置可以用于执行上述图4～图7、图12、图13所描述的方法实施例中网络设备的部分或全部功能。该装置可以是网络设备，也可以是网络设备中的装置，或者是能够和网络设备匹配使用的装置。其中，该通信装置还可以为芯片系统。图14所示的通信装置可以包括通信单元1401和处理单元1402。其中，处理单元1402，用于进行数据处理。通信单元1401集成有接收单元和发送单元。通信单元1401也可以称为收发单元。或者，也可将通信单元1401拆分为接收单元和发送单元。其中：
157.通信单元1401，用于接收合路光信号，该合路光信号是由多个通信节点发送的光信号耦合得到；处理单元1402，用于若网络设备不是主节点，则检测合路光信号中是否存在主标签，该主标签用于指示主节点；处理单元1402，还用于若检测到合路光信号中存在第一主标签，该第一主标签用于指示第一主节点，则将本地的时钟频率与第一主节点的时钟频率进行同步。
158.在一种可能的实现中，处理单元1402，还用于若检测到第一主标签消失，且通信装置不是备节点，则检测合路光信号中是否存在备标签，该备标签用于指示备节点；处理单元1402，还用于若检测到合路光信号中存在第一备标签，该第一备标签用于指示第一备节点，则将本地的时钟频率与第一备节点的时钟频率进行同步。
159.在一种可能的实现中，处理单元1402网络设备将本地的时钟频率与第一备节点的时钟频率进行同步之后，处理单元1402还用于再次检测合路光信号中是否存在主标签；处理单元1402还用于若检测到合路光信号中存在第二主标签，该第二主标签用于指示第二主节点，则将本地的时钟频率与第二主节点的时钟频率进行同步。
160.在一种可能的实现中，通信单元1401，还用于若检测到第一主标签消失，且通信装置为备节点，则从发送携带第二备标签的光信号切换为发送携带第三主标签的光信号，该第二备标签用于指示通信装置为备节点，该第三主标签用于指示通信装置为主节点。
161.在一种可能的实现中，处理单元1402，还用于在本地的时钟频率与主节点的时钟频率进行同步的过程中，若通信装置不是备节点，则检测合路光信号中是否存在备标签，该
备标签用于指示备节点；处理单元1402，还用于若检测到合路光信号中不存在备标签，则为通信装置竞争作为备节点。
162.在一种可能的实现中，处理单元1402为通信装置竞争作为备节点的方式具体为：处理单元1402通过通信单元1401发送携带第二备标签的光信号；处理单元1402检测接收到的合路光信号中是否存在除第二备标签之外的备标签；若未检测到除第二备标签之外的备标签，则通信装置成功竞争为备节点。
163.在一种可能的实现中，处理单元1402为通信装置竞争作为备节点的方式具体为：处理单元1402通过通信单元1401发送携带第二备标签的光信号；处理单元1402检测接收到的合路光信号中是否存在除第二备标签之外的备标签；若检测到除第二备标签之外的备标签，则处理单元1402在随机时延之后，再次检测接收到的合路光信号中是否存在除第二备标签之外的备标签；若未检测到除第二备标签之外的备标签，则处理单元1402通过通信单元1401再次发送携带第二备标签的光信号，以再次为通信装置竞争作为备节点。
164.在一种可能的实现中，处理单元1402，还用于在检测到合路光信号中不存在主标签和备标签时，为通信装置竞争作为主节点，该备标签用于指示备节点。
165.在一种可能的实现中，处理单元1402为通信装置竞争作为主节点的方式具体为：处理单元1402通过通信单元1401发送携带第三主标签的光信号；处理单元1402检测接收到的合路光信号中是否存在除第三主标签之外的主标签；若未检测到除第三主标签之外的主标签，则通信装置成功竞争为主节点。
166.在一种可能的实现中，处理单元1402为通信装置竞争作为主节点的方式具体为：处理单元1402通过通信单元1401发送携带第三主标签的光信号；处理单元1402检测接收到的合路光信号中是否存在除第三主标签之外的主标签；若检测到除第三主标签之外的主标签，则处理单元1402在随机时延之后，再次检测接收到的合路光信号中是否存在除第三主标签之外的主标签；若未检测到除第三主标签之外的主标签，则处理单元1402通过通信单元1401再次发送携带第三主标签的光信号，以再次为通信装置竞争作为主节点。
167.在一种可能的实现中，备标签中包括生成备标签的通信节点的标识信息。
168.在一种可能的实现中，备标签通过导频的方式调制于光信号中。
169.在一种可能的实现中，主标签中包括生成主标签的通信节点的标识信息。
170.在一种可能的实现中，主标签通过导频的方式调制于光信号中。
171.如图15所示为本技术实施例提供的一种通信装置150，用于实现上述图4～图7、图12、图13中网络设备的功能。该装置可以是网络设备或用于网络设备的装置。用于网络设备的装置可以为网络设备内的芯片系统或芯片。其中，芯片系统可以由芯片构成，也可以包含芯片和其他分立器件。
172.通信装置150包括至少一个处理器1520和通信接口1510。处理器1520用于实现本技术实施例提供的方法中网络设备的处理功能。
173.例如，处理器1520用于检测合路光信号中是否存在主标签；以及在检测到合路光信号中存在第一主标签时，将本地的时钟频率与第一主标签指示的第一主节点的时钟频率进行同步。
174.再如，处理器1520还用于在检测到第一主标签消失，且通信装置150不是备节点时，检测合路光信号中是否存在备标签；以及还用于在检测到合路光信号中存在第一备标
drive(ssd))等。