《otn1588v2特性原理和组网-20110928-b》由会员分享，可在线阅读，更多相关《otn1588v2特性原理和组网-20110928-b（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2019/10/14,IEEE1588v2特性原理和组网,Page 2,Page 2,目录,1588V2原理,1588V2在OTN的运用,1,2,3,业界1588v2技术的发展,Page 3,业界1588v2技术的发展,随着3G/LTE的发展，无线网络对时间同步性能的要求越来越高，GPS卫星系统存在安装选址难、维护难、馈缆敷设难、安全隐患高、成本高等问题，因此高精度的地面时间同步方案成为一大需求。 2008年底IEEE推出的1588v2国际标准成为了最佳方案，同年各设备厂家开始了1588v2技术的设备研发工作，经过近两年的发展，1588v2同步技术已经逐渐成熟。 由于1588时间同步技术早期应
2、用在工业自动控制领域，电信领域如ITU-T仍在制定1588v2时间同步正式标准，1588v2在电信领域应用是一项崭新的技术，稳定可靠的运行部署仍然是目前业界各厂家研究的重点。,Page 4,Page 4,目录,1588V2原理,1588V2在OTN的运用,2,1,3,业界1588v2技术的发展,2.1 同步概述,2.2 1588V2原理,Page 5,2.1：同步概述,同步基本概念 同步网络需求 IEEE1588v2优势,Page 6,同步的基本概念,同步的定义和分类 同步是指两个或两个以上信号之间，在频率或相位上保持某种特定关系，即两个或两个以上信号在相对应的有效瞬间，其相位差或频率差保持在
3、约定的允许范围之内。同步可分为： 时钟同步（频率同步） 频率相同 / 频率锁定；相位不同 / 固定相位差；时间不同 / UTC时间不一致 时间同步（相位同步） 频率相同 / 频率锁定；相位相同 / 无相位差；时间相同 / UTC时间一致,相位同步,频率同步,Page 7,无线网络的同步需求,Clock1,Clock2,Page 8,目前无线系统中时间同步的解决方案-GPS,提供时间同步,提供频率同步,无线基站本地时钟通过同步到GPS提供的信号保证基站时钟频率的长期稳 定性,保证基站射频的频率稳定性小于 0.05ppm,通过GPS保证无线网络中所有基站间的空口同步, 保证了无线系统中连续覆盖区域
4、中任意两个基站之间的帧头的最大偏差不超过3us,Page 9,GPS时间同步的解决方案存在的问题,施工难度大 GPS天线对安装环境有特殊要求 ，长距离下GPS天线馈线较粗 失效率高，无失效备份保护 GPS每年失效率大约在10；基站每站只配置1块星卡，无失效保护 可维护性差 GPS失效需要现场硬件更换，无法远程维护 有安全隐患 战争情况下GPS可能被关掉，从而造成整网的瘫痪,由于以上的问题，华为提出了1588V2高精度时间解决方案替代无线系统中的GPS设备,Page 10,2.2：IEEE1588v2介绍,IEEE1588v2概述 IEEE1588v2关键技术点 IEEE1588v2技术总结,P
5、age 11,1588V2引入,为什么需要1588 无论是TOP，还是以太网物理层同步，都只能实现频率同步，却都不能实现时间上的同步 什么是1588 IEEE 1588是网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准，采用PTP（精密时钟同步）协议，精度可以达到微秒级。此标准的目的是为了精确地把测量与控制系统中分散、独立运行的时钟同步起来,Page 12,1588V2是什么,IEEE1588v2的全称是：网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准,IEEE1588协议设计用于精确同步分布式网络通讯中各个结点的实时时钟。其基本构思为通过硬件和软件将网络设备（客户机）的内时钟与主控机的主时钟实现同步 ；,
6、频率同步,时间同步,IEEE 1588v2,OK,IEEE P1588 TM D2.2 Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems,Page 13,IEEE1588v2概述,IEEE 1588V2是网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准，采用PTP（精密时钟同步）协议，精度可以达到亚微秒级，实现频率同步和时间(相位)同步。,IEEE 1588V2协议的关键技术点可以分为三个：BMC（最佳主时钟）算法、主从同步原理、透明时钟TC模型。,
7、1588V2采用握手的方式，利用精确的时间戮完成频率和时间同步。,Page 14,IEEE1588v2基本概念网络模型,OC,OC：Ordinary Clock，普通时钟 OC模型只能接收或发送时间，用于整个网络的时间源或时钟宿，不能同时作为始端和终端。 OC模型对应网络的纯粹时钟源和时钟宿,BC,BC：Boundary Clock，边界时钟 BC模型相当于时间中继器，是OC两种类型的混合体，既可以恢复时钟，又可以作为时钟源往下游传递时钟 BC模型对应处于中间位置的网络节点,TC,TC：Transparent Clock，透明时钟 TC模型自身不恢复时间和频率，只对1588报文做延时修正。 T
8、C模型对应网络中仅需配合处理1588 v2报文，自身不需恢复时钟的设备。,Page 15,IEEE1588v2基本概念端口状态,Master状态意味着该端口作为上游端口向下游端口发送时钟信息。 OC和BC模型中都可以存在Master端口状态，但BC可以同时存在Slave端口状态，而OC不行。,Master,Slave,Passive,Slave状态意味着该端口作为下游端口接收上游端口发送来的时钟信息。 OC和BC模型中都可以存在Slave端口状态，但BC可以同时存在Master端口状态，而OC不行。,Passive状态意味不转发sync协议报文，不传递时钟相关信息。 在BC模型中存在。当BMC
9、发现时钟源出现环路，或出现次优时钟源时，将把端口置为passive模式。,Page 16,IEEE1588v2关键技术点主从同步原理,Master,Slave,t1,t2,t3,t4,同步过程： 1.t1时刻主时钟发送syn message报文，带t1时刻信息。t1的时刻值由Master通过MAC层以下的逻辑直接填充。 2.t2时刻从时钟接收到syn message报文。 3.t3时刻从时钟发送Req报文。 4.t4时刻主时钟接收到Req报文。 5.t5时刻主时钟发送Resp报文，带t4时刻信息。,Offset和Delay的计算方法： 1.t2t1=DelayOffset 2.t4t3=Del
10、ayOffset 3.Offset=( (t4t3) (t2t1) ) / 2 4.Delay=( (t4t3) (t2t1) ) / 2,t5,Sync,Delay_Req,Delay_Resp,Page 17,IEEE1588v2关键技术点其他要点,BMC( Best Master clock)算法通过announce报文，系统中每个时钟独立运算确定最佳时钟源 BMC是持续的，会不断调整网络时钟，带来不稳定。 主从状态建立时间长，算法复杂。,BMC算法,TC模型,时戳处理,TC模型用于解决报文传送过程中的时延问题。 TC有E2E-TC和P2P-TC两种模式 E2E-TC只计算设备时延，用于
11、节点不同步场景 P2P-TC同时计算设备及链路时延，用于节点同步场景,时戳(TS-Time stamp)是用于标记报文的进出端口时间的关键技术 1588V2将时戳处理下到了MAC层，极大提高了时戳的精确性 TS在每一报文有10 Byte，表示年月日时分秒纳秒,Page 18,IEEE1588v2关键技术点光纤不对称性,1588 Master,1588 Slave,Delay_Resp,Follow_Up,Sync,Delay_Req,1588V2协议的BMC算法，需要保证主从站点之间收、发光纤距离一致，才能准确还原时间，但是现网往往存在收、发不一致的情况，比如光纤跳接、熔接等，造成收、发光纤长
12、度不一致，这种现象称之为光纤不对称性。,1588V2协议本身无法解决光纤不对称的问题，属于业界难题，但是华为OTN的SFIU+ST2方案，完美解决了该问题。,Page 19,Page 19,目录,1588V2原理,1588V2在OTN的运用,3,2,1,业界1588v2技术的发展,3.1 OTN产品1588V2模型,3.2 物理层时钟同步方案,3.3 PTP时钟同步方案,3.4 OTN典型运用,Page 20,3.1 OTN支持的1588v2模型,OC,1588v2设备模型,BC BC+TC,TC,TC+OC,华为特有,Page 21,OTN支持的同步恢复模式,1588v2报文恢复频率 + 1
13、588v2报文恢复时间,物理层方式恢复频率 + 1588v2报文恢复时间,Page 22,OTN在1588v2上的优势,OTN的优势,完全支持1588v2定义的各种设备模型（OC、BC、TC），还支持华为特有的TC+OC模型,与华为的网管融合统一，提供类似传统时钟的网管管理方案，方便快捷完成1588v2系统的管理和维护,支持1588v2 BMC自动选源算法,经过多次的对外测试验证，测试结果成绩排名第一,除了恢复时间外，还可以通过1588v2报文恢复频率,多种接口支持1588v2，包括接口有GE、10GE(V1R6C01),Page 23,3.2 物理层/1588v2报文恢复时钟同步(8800T
14、32/T64),GE,GE,Time Stamp,System Clock,系统时钟,Time Stamp,GE,GE,System Clock,System Clock,站点 A,站点 B,支路板,支路板,时钟板,时钟板,ESC OSC,ESC OSC,Time stamp,Time Stamp,RTC Time,RTC Time,XCS,XCS,PTP Port,PTP Port,PTP Port,PTP Port,RTC Time,物理层时钟同步：物理层时钟+1588V2实现(主推方案),物理层时钟：业务恢复时钟（GE/OTUk)、OSC(ST2)、2M外时钟,时间同步：1588V2报文
15、同步、1PPS+TOD时间同步,物理层时钟路径,物理层 时钟源锁定,物理层 时钟源锁定,时钟板时钟直接分发业务单板，不经过交叉板。,Page 24,GE,GE,Time Stamp,System Clock,系统时钟,Time Stamp,GE,GE,System Clock,System Clock,站点 A,站点 B,支路板,支路板,时钟板,时钟板,ESC OSC,ESC OSC,Time stamp,Time Stamp,RTC Time,RTC Time,XCS,XCS,PTP Port,PTP Port,PTP Port,PTP Port,RTC Time,物理层时钟同步：物理层时钟+1588V2实现(主推方案),物理层时钟：业务恢复时钟（GE/OTUk)、OSC(ST2)、2M外时钟,时间同步：1588V2报文同步、1PPS+TOD时间同步,物理层时钟路径,物理层 时钟源锁定,物理层 时钟源锁定,时钟板时钟通过交叉板分发到各业务单板。,3.2 物理层/1588v2报文恢复时钟同步(6800),Page 25,3.3 1588v2报文恢复时间(8800/6800),GE,GE,Time Stamp,System Clock,系统时钟,Time Stamp,
