V2特性原理和组网-20110831-B.ppt

2019/7/21,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中任意两个基站之间的帧头的最大偏差不超过3s,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,Page 11,1588V2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 ；,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 12,IEEE1588v2概述,1588 Master,1588 Slave,Delay_Resp,Follow_Up,Sync,Delay_Req,1,3,2,Page 13,IEEE1588v2基本概念网络模型,OC,OC：Ordinary Clock，普通时钟 OC模型只能接收时间，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。 TC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 14,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，只能处理P2P TC相关的报文。 在BC模型中存在。当BMC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 15,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.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=DelayOffset 3.Offset=( (t4t3) (t2t1) ) / 2 4.Delay=( (t4t3) (t2t1) ) / 2,t5,Sync,Delay_Req,Delay_Resp,Page 16,IEEE1588v2关键技术点TC模型,1,3,2,Master,Slave,驻留时间,驻留时间,驻留时间,驻留时间,Page 17,IEEE1588v2关键技术点BMC算法,BMC算法过程： 1.各端口定期发送announce报文，通告时钟信息。 2.每单板上的各端口，比较收到时钟信息，得出这个单板的最佳时钟源Erbest。 3.时钟板比较各单板选出的Erbest，决定出最佳时钟源Ebest，下发给各端口进行同步。 4.同时，根据Ebest、Erbest和其它相关信息，BMC算法+端口状态机决定出端口的状态。,1,3,2,Page 18,Page 18,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典型组网,Page 19,3.1 OTN支持的1588v2模型,OC,1588v2设备模型,BC BC+TC,TC,TC+OC,Page 20,OTN支持的同步恢复模式,1588v2报文恢复频率 + 1588v2报文恢复时间,物理层方式恢复频率 + 1588v2报文恢复时间,Page 21,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报文恢复恢复,多种接品支持1588v2，包括接口有GE、10GE(V1R6C01),Page 22,3.2 物理层时钟同步(8800T32/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,时钟处理：时钟板时钟直接分发业务单板，时间信息是业务单板直接上报时钟板。,Page 23,3.2 物理层时钟同步(6800),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,时钟处理：时钟板时钟通过交叉板分发到各业务单板，时间信息业务单板直接上报时钟板。,Page 24,3.3 PTP时钟同步,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,PTP时钟同步：1588V2实现,PTP时钟：1588V2报文恢复时钟,时间同步：1588V2报文同步,PTP时钟路径,时间戳 锁定时钟,时间戳 锁定时钟,时钟处理：6800上业务单板的时钟同步是通过交叉板得到同步时钟。 8800上业务单板直接从时钟板得到同步时钟。,Page 25,Page 25,OTN,NodeB,主/BITS,1588时间/频率信息路径,汇聚层_OTN,接入层_PTN,FE,GE/1PP+TOD,A,B,C,D,NodeB,FE,E11PPS时间信息,BC,BC,BC,BC,BC,BC,OC,OC,NodeB,