1、Page 1Page 11588V2原理(yunl)1588V2在OTN的運用(ynyng)123業界1588v2技術的發展第1頁/共27頁第一頁，共28頁。Page 2業界業界1588v2技術技術(jsh)的發展的發展u 隨著3G/LTE的發展，無線網絡對時間同步性能的要求越來越高，GPS衛星系統存在安裝選址難、維護難、饋纜敷設難、安全隱患高、成本高等問題，因此高精度的地面時間同步方案成為一大需求。u 2008年底IEEE推出的1588v2國際標準成為了最佳方案，同年各設備廠家開始(kish)了1588v2技術的設備研發工作，經過近兩年的發展，1588v2同步技術已經逐漸成熟。u 由于158

2、8時間同步技術早期應用在工業自動控制領域，電信領域如ITU-T仍在制定1588v2時間同步正式標準，1588v2在電信領域應用是一項嶄新的技術，穩定可靠的運行部署仍然是目前業界各廠家研究的重點。第2頁/共27頁第二頁，共28頁。Page 3Page 31588V2原理(yunl)1588V2在OTN的運用(ynyng)213業界1588v2技術的發展u 2.1 同步概述u 2.2 1588V2原理第3頁/共27頁第三頁，共28頁。Page 42.1：同步(tngb)概述 同步基本概念 同步網絡需求(xqi) IEEE1588v2優勢第4頁/共27頁第四頁，共28頁。Page 5同步(tngb)

3、的基本概念同步的定義和分類 同步是指兩個或兩個以上信號之間，在頻率或相位上保持某種特定關系，即兩個或兩個以上信號在相對應的有效瞬間(shn jin)，其相位差或頻率差保持在約定的允許范圍之內。同步可分為：時鐘同步（頻率同步） 頻率相同 / 頻率鎖定；相位不同 / 固定相位差；時間不同 / UTC時間不一致時間同步（相位同步） 頻率相同 / 頻率鎖定；相位相同 / 無相位差；時間相同 / UTC時間一致 相位相位(xingwi)同步同步頻率同步頻率同步第5頁/共27頁第五頁，共28頁。Page 6無線網絡的同步(tngb)需求Clock1Clock2無線制式無線制式時鐘頻率時鐘頻率精度要求精度要

4、求時鐘相位時鐘相位同步要求同步要求GSM0.05ppmNAWCDMA 0.05ppmNATD-SCDMA0.05ppm3usCDMA20000.05ppm3usWiMax FDD0.05ppmNAWiMax TDD0.05ppm1usLTE0.05ppm傾向于采用時間同步傾向于采用時間同步第6頁/共27頁第六頁，共28頁。Page 7目前無線系統中時間(shjin)同步的解決方案-GPS提供提供(tgng)時間時間同步同步提供提供(tgng)頻率頻率同步同步無線基站本地時鐘通過同步到GPS提供的信號保證基站時鐘頻率的長期穩 定性,保證基站射頻的頻率穩定性小于 0.05ppm 通過GPS保證無線

5、網絡中所有基站間的空口同步, 保證了無線系統中連續覆蓋區域中任意兩個基站之間的幀頭的最大偏差不超過3s 第7頁/共27頁第七頁，共28頁。Page 8GPS時間(shjin)同步的解決方案存在的問題 施工難度大 GPS天線對安裝環境有特殊要求 ，長距離下GPS天線饋線較粗 失效率高，無失效備份保護 GPS每年失效率大約在10；基站每站只配置1塊星卡，無失效保護 可維護性差 GPS失效需要現場硬件更換，無法遠程維護 有安全隱患 戰爭情況下GPS可能被關掉，從而造成(zo chn)整網的癱瘓由于以上的問題，華為提出由于以上的問題，華為提出(t ch)了了1588V2高精度時間解決方案替代無線系統中

6、的高精度時間解決方案替代無線系統中的GPS設備設備第8頁/共27頁第八頁，共28頁。Page 92.2：IEEE1588v2介紹(jisho) IEEE1588v2概述(i sh) IEEE1588v2關鍵技術點 IEEE1588v2技術總結第9頁/共27頁第九頁，共28頁。Page 101588V2是什么(shn me)IEEE1588v2的全稱是：網絡測量和控制系統的精密時鐘同步(tngb)協議標準 IEEE1588協議設計用于精確同步分布式網絡通訊中各個(gg)結點的實時時鐘。其基本構思為通過硬件和軟件將網絡設備（客戶機）的內時鐘與主控機的主時鐘實現同步 ；頻頻率同步率同步時間時間同步同

7、步IEEE 1588v2OKOK IEEE P1588 TM D2.2Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems 第10頁/共27頁第十頁，共28頁。Page 11IEEE1588v2概述(i sh)1588 Master1588 SlaveDelay_RespFollow_UpSyncDelay_ReqIEEE 1588v2是網絡測量和控制系統的精密時鐘同步協議標準，定義了以太網絡的PTP(精密時鐘同步)協議，精度可以達到亞微秒級，實

8、現頻率同步和時間(相位)同步同步原理：Master和Slave端采用Sync、Follow_Up、Delay_Req、Delay_Resp協議報文通告精確的時間戳，通過BMC算法選出最佳時鐘源，完成頻率和時間同步13IEEE 1588V2協議的關鍵技術點可以分為四個：主從同步原理、 透明時鐘TC模型、時戳處理、 BMC(最佳主時鐘)算法2第11頁/共27頁第十一頁，共28頁。Page 12IEEE1588v2基本概念網絡(wnglu)模型OCOC：Ordinary Clock，普通，普通(ptng)時鐘時鐘OC模型只能接收模型只能接收時間，用于整個網時間，用于整個網絡的時間源或時鐘絡的時間源或

9、時鐘宿，不能同時作為宿，不能同時作為始端和終端。始端和終端。OC模型對應網絡模型對應網絡的純粹時鐘源和時的純粹時鐘源和時鐘宿鐘宿 BCBC：Boundary Clock，邊界時鐘，邊界時鐘BC模型相當于時間中模型相當于時間中繼器，是繼器，是OC兩種類型兩種類型的混合體，既可以恢的混合體，既可以恢復時鐘，又可以作為復時鐘，又可以作為時鐘源往下游傳遞時時鐘源往下游傳遞時鐘鐘BC模型對應處于中間模型對應處于中間位置的網絡位置的網絡(wnglu)節點節點TC TC：Transparent Clock，透明時鐘，透明時鐘 TC模型自身不恢復時模型自身不恢復時間和頻率，只對間和頻率，只對1588報文做延時

10、修正。報文做延時修正。TC模型對應網絡中模型對應網絡中僅需配合處理僅需配合處理1588 v2報文，自身不需報文，自身不需恢復時鐘的設備。恢復時鐘的設備。第12頁/共27頁第十二頁，共28頁。Page 13IEEE1588v2基本概念端口狀態(zhungti)Master狀態意味著狀態意味著該端口作為上游端該端口作為上游端口向下游端口發送口向下游端口發送時鐘信息。時鐘信息。OC和和BC模型中都模型中都可以存在可以存在(cnzi)Master端端口狀態，但口狀態，但BC可以可以同時存在同時存在(cnzi)Slave端口端口狀態，而狀態，而OC不行。不行。MasterSlavePassive Sla

11、ve狀態意味著該狀態意味著該端口作為下游端口端口作為下游端口接收接收(jishu)上游端上游端口發送來的時鐘信口發送來的時鐘信息。息。 OC和和BC模型中都可模型中都可以存在以存在Slave端口狀端口狀態，但態，但BC可以同時可以同時存在存在Master端口狀態，端口狀態，而而OC不行。不行。 Passive狀態意味不轉發狀態意味不轉發sync協議報文，不傳遞協議報文，不傳遞時鐘相關信息，只能處時鐘相關信息，只能處理理P2P TC相關的報文。相關的報文。在在BC模型中存在。當模型中存在。當BMC發現時鐘源出現環發現時鐘源出現環路，或出現次優時鐘源路，或出現次優時鐘源時，將把端口置為時，將把端口

12、置為passive模式。模式。第13頁/共27頁第十三頁，共28頁。Page 14IEEE1588v2關鍵技術點主從(zhcng)同步原理MasterSlavet1t2t3t4從端獲取到的從端獲取到的Timestampt1、t2t1、t2、t3t1、t2、t3t4 同步過程：同步過程：1.t1時刻主時鐘時刻主時鐘(shzhng)發送發送syn message報文，帶報文，帶t1時刻信息。時刻信息。t1的時刻值由的時刻值由Master通過通過MAC層以下的邏層以下的邏輯直接填充。輯直接填充。2.t2時刻從時鐘時刻從時鐘(shzhng)接收到接收到syn message報文。報文。3.t3時刻從時

13、鐘時刻從時鐘(shzhng)發送發送Req報文。報文。4.t5時刻主時鐘時刻主時鐘(shzhng)發送發送Resp報文，帶報文，帶t4時刻信時刻信息。息。Offset和和Delay的計算方法：的計算方法：1.t2t1=DelayOffset2.t4t3=DelayOffset3.Offset=( (t4t3) (t2t1) ) / 24.Delay=( (t4t3) (t2t1) ) / 2t5Sync Delay_Req Delay_Resp 第14頁/共27頁第十四頁，共28頁。Page 15IEEE1588v2關鍵技術點TC模型(mxng)1588V2比V1增加了TC模型，用于解決報文在

14、中間站點駐留引起的時延問題，消除網絡設備內部的延時不確定性（Packet Delay Variance，即PDV）TC分為E2ETC（end-to-end）和P2PTC（peer-to-peer）兩種模式 E2ETC只計算設備內部時延，對兩端同步節點完全透明，鏈路延時由兩端節點計算，推薦鏈形網絡使用 P2PTC同時計算設備內部及鏈路時延，可以支持鏈路快速倒換，推薦MESH網絡使用132MasterSlave駐留(zh li)時間駐留(zh li)時間駐留時間駐留時間第15頁/共27頁第十五頁，共28頁。Page 16IEEE1588v2關鍵技術點BMC算法(sun f)BMC算法過程(guch

15、ng)：1.各端口定期發送announce報文，通告時鐘信息。2.每單板上的各端口，比較收到時鐘信息，得出這個單板的最佳時鐘源Erbest。3.時鐘板比較各單板選出的Erbest，決定出最佳時鐘源Ebest，下發給各端口進行同步。4.同時，根據Ebest、Erbest和其它相關信息，BMC算法+端口狀態機決定出端口的狀態。Router/SwitchBMC (Best Master Clock)算法，最佳時鐘算法，目的是避免同時出現多個時鐘源或者沒有時鐘源BMC通過Announce報文宣告各端口上的時鐘源信息，BMC算法通過維護本地獲得的時鐘數據組，按嚴格時鐘等級選擇出最佳時間源，并確定端口狀態

16、BMC算法對整網時鐘生成時鐘樹，產生一級級的主從關系，從時鐘同步主時鐘，從而消除時鐘環路132第16頁/共27頁第十六頁，共28頁。Page 17Page 171588V2原理(yunl)1588V2在OTN的運用(ynyng)321業界1588v2技術的發展u 3.1 OTN產品1588V2模型u 3.2 物理層時鐘同步方案u 3.3 PTP時鐘同步方案u 3.4 OTN典型組網第17頁/共27頁第十七頁，共28頁。Page 183.1 OTN支持(zhch)的1588v2模型OC1588v2設備設備(shbi)模型模型 BCBC+TCTCTC+OC第18頁/共27頁第十八頁，共28頁。Pa

17、ge 19OTN支持(zhch)的同步恢復模式1588v2報文恢復報文恢復(huf)頻率頻率 + 1588v2報文恢復報文恢復(huf)時間時間物理層方式恢復物理層方式恢復(huf)頻率頻率 + 1588v2報文恢復報文恢復(huf)時間時間第19頁/共27頁第十九頁，共28頁。Page 20OTN在1588v2上的優勢(yush)OTN的優勢的優勢(yush)完全支持完全支持1588v2定義定義(dngy)的各種的各種設備模型（設備模型（OC、BC、TC），還支持），還支持華為特有的華為特有的TC+OC模型模型與華為的網管融合統一，提供與華為的網管融合統一，提供類似傳統時鐘的網管管理方案，類

18、似傳統時鐘的網管管理方案，方便快捷完成方便快捷完成1588v2系統的系統的管理和維護管理和維護支持支持1588v2 BMC自動自動選源算法選源算法經過多次的對外測試驗證，測經過多次的對外測試驗證，測試結果成績排名第一試結果成績排名第一除了恢復時間外，還可以除了恢復時間外，還可以通過通過1588v2報文恢復恢復報文恢復恢復多種接品支持多種接品支持1588v2，包括接口有包括接口有GE、10GE(V1R6C01)第20頁/共27頁第二十頁，共28頁。Page 213.2 物理層時鐘(shzhng)同步(8800T32/T64)GEGETime StampSystem Clock系統(xtng)時鐘

19、Time Stamp GEGESystem ClockSystem Clock站點 A站點 B支路(zh l)板支路板時鐘板時鐘板ESCOSCESCOSCTime stampTime Stamp RTC TimeRTC TimeXCSXCSPTP PortPTP PortPTP PortPTP PortRTC Time物理層時鐘同步：物理層時鐘+1588V2實現(主推方案)物理層時鐘：業務恢復時鐘（GE/OTUk)、OSC(ST2)、2M外時鐘時間同步：1588V2報文同步、1PPS+TOD時間同步物理層時鐘路徑 物理層時鐘源鎖定 物理層時鐘源鎖定時鐘處理：時鐘板時鐘直接分發業務單板，時間信息

20、是業務單板直接上報時鐘板。第21頁/共27頁第二十一頁，共28頁。Page 223.2 物理層時鐘(shzhng)同步(6800)GEGETime StampSystem Clock系統(xtng)時鐘Time Stamp GEGESystem ClockSystem Clock站點 A站點 B支路(zh l)板支路板時鐘板時鐘板ESCOSCESCOSCTime stampTime Stamp RTC TimeRTC TimeXCSXCSPTP PortPTP PortPTP PortPTP PortRTC Time物理層時鐘同步：物理層時鐘+1588V2實現(主推方案)物理層時鐘：業務恢復時

21、鐘（GE/OTUk)、OSC(ST2)、2M外時鐘時間同步：1588V2報文同步、1PPS+TOD時間同步物理層時鐘路徑 物理層時鐘源鎖定 物理層時鐘源鎖定時鐘處理：時鐘板時鐘通過交叉板分發到各業務單板，時間信息業務單板直接上報時鐘板。第22頁/共27頁第二十二頁，共28頁。Page 233.3 PTP時鐘(shzhng)同步GEGETime StampSystem Clock系統(xtng)時鐘Time Stamp GEGESystem ClockSystem Clock站點 A站點 B支路(zh l)板支路板時鐘板時鐘板ESCOSCESCOSCTime stampTime Stamp RTC TimeRTC TimeXCSXCSPTP PortPTP PortPTP PortPTP PortRTC TimePTP時鐘同步：1588V2實現PTP時鐘：1588V2報文恢復時鐘時間同步：1588V2報文同步PTP時鐘路徑 時間戳鎖定時鐘 時間戳鎖定時鐘時鐘處理：6800上業務單板的時鐘同步是通過交叉板得到同步時鐘。 8800上業務單板直接從時鐘板得到同步時鐘。第23頁/共