同步基本概念与需求

1、同步专题page 2主要内容同步基本概念与需求1物理层同步21588 V2时间同步3同步配置介绍4page 3同步是移动网络发展的客观要求 移动网络对高精度同步有严格的要求，基站工作的切换、漫游等都需要精确的时间控制，避免用户在基站之间切换过程中出现掉线、影响其它用户的现象，目前各种无线技术对同步的要求如表所示。page 4频率同步和时间同步4时间时间同步同步：两个表每时每刻的时间都保持一致：两个表每时每刻的时间都保持一致;频率频率同步同步：两个表时间不一样，保持一个恒定的差：两个表时间不一样，保持一个恒定的差同步包括时钟同步和时间同步两个概念。时钟同步：主要是指频率同步，是指信号之间的频率或

2、相位上保持某种严格的特定关系。时间同步：频率与相位都同步。page 5时钟类型目前实际使用的时钟类型主要分为以下几类：n 铯原子钟：利用铯原子的能量跃迁现象构成的谐振器来稳定石英晶体振荡器的频率。n 铷原子钟：工作原理与铯原子钟基本相似，都是利用能级跃迁的谐波频率作为基准。n 石英晶体振荡器：应用范围十分广泛，廉价频率源，可靠性高，寿命长，价格低，频率稳定度范围很宽。n GPS：GPS（全球定位系统）是Navigation Satellite Timing and Range/Global Positioning System的缩写词NAVSTAR/GPS的简称，是全天候的、基于高频无线电的卫

3、星导航系统，能提供精确的定位（经度、纬度、高度）和速度、时间信息。page 6时钟工作模式n 跟踪模式（LOCK） 本地时钟同步于输入的基准时钟信号；n 保持持模式（HOLD） 当所有定时基准源都丢失后，从时钟可以进入保持模式，保持上个跟踪源的频率24小时或者永久；n 自由振荡模式（FREE） 当所跟踪的时钟基准源丢失时间超过24小时或跟踪模式下储存的控制数据已被取空，则时钟模块由保持工作模式进入到自由振荡工作模式，跟踪本网元内部时钟源。page 7主要内容同步基本概念与需求1物理层同步21588 V2时间同步3同步配置介绍4page 8物理层同步原理 同步以太1 传统以太网是一个异步系统，各

4、网元之间不处于严格的同步状态也能正常工作，但实际上在物理层，设备都会从以太网端口进入的数据流中提取时钟，然后对业务进行处理，由于网元之间、端口之间无明确的同步要求，导致整个网络也是不同步的。 为了实现网络同步，可以参考SDH技术的实现方式实现同步以太网。仿照SDH机制，可以将以太PHY恢复出的时钟，送到时钟盘上进行处理，然后通过时钟盘将时钟送到各个单盘，用这个时钟进行数据的发送。这样上游时钟与下游时钟就产生级连的关系，实现了在以太网络上时钟同步的目标。page 9物理层同步原理 同步以太2n 线卡恢复的时钟上报时钟板n 以太/外时钟接口n 时钟板比较恢复时钟等级n 以太OAM报文SSM信息n

5、时钟板发布高精度时钟n 选择最高等级n 滤抖时钟板输出高精度系统时钟Switchfabric线卡 一线卡 二线卡 X时钟板线卡 三子卡上报恢复时钟光链路包交换路径FE/GE/10GE接口线路时钟提取接口系统page 10同步以太应用场景GE/10GE 汇聚环GE/FENodeBNodeBNodeBFE分组MicrowareRNCFE/GE汇聚层接入层FEFEFE/GERNCRNCFE/GENodeBNodeBFEGPSGE/FEFE/GE同步以太同步GE/FE中间所有设备都支持以太同步page 11主要内容同步基本概念与需求1物理层同步21588 V2时间同步3同步配置介绍4page 1215

6、88 是什么IEEE1588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 1588V2OKIEEE P1588 TM D2.2Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems page 13IEEE 1588V2 时钟基本架构OC（Ordinary Clock

7、）：仅有一个物理接口同网络通信，所在的子域仅支持单个PTP协议和PTP状态，既可以是Grandmaster Clock，也可以是Slave Clock，可看作是网络终端。 BC（Boundary Clock）：有多个物理接口同网络通信，每个物理端口行为都类似于OrdinaryClock的端口，可用于多个子域连接，可看作是中继器、交换机、路由器等网络设备 TC（Transparent Clock）：不终结PTP报文，而是把在本地驻留处理的时间延时记录在PTP报文的校正域，下游节点可以获取每节点的延时信息，从而实现中间节点延时逐点累加，终节点可以根据校正域信息实现更精确时间恢复；page 14IE

8、EE 1588V2同步机理MastertimeSlavetimeT1T2T3T4d1-msSyncReqd2-smRespT1：Master端Sync报文的发送时间；T2：Slave端收到Sync报文的时间；T3：Slave端Request报文的发送时间；T4：Master端收到Request报文的时间；Master端收到Request报文后响应携带T4信息的Response报文，这样经过握手后，Slave端就得到了T1、T2、T3、T4信息。 根据T1、T2、T3、T4，可以求得（Master/Slave间频率差）、d（链路延时）来调整Slave端的时间。 21d2 - T3 T4d1 T1

9、 T2dddT3)-(T4 T1)-(T22T3)-(T4- T1)-(T2 d假设来回报文路径对称，即d1=d2，则可解得：可以看出、d只与T2T1差值、T3T4差值相关，而与T2T3差值无关，即最终的结果与Slave端处理请求所需的时间无关。Slave端根据实时调整以保持和Master端的时钟同步，结合计算得到的路径延时d1=d2=d/2可以实现时间的同步。page 15Timestamp（TS） 产生TS点：就是MAC地址开始的位置，用两个连续的“1”表示；看到前导码就计时间。 在C点：应用层CPU处理时间引入的时间抖动；在B点：协议栈和MAC层FIFO引入时间抖动；在A点：尽量在靠近物

10、理层打时戳；。1588V2报文中时戳尽量靠近物理层产生page 16OC（Ordinary Clock）模型OC时钟只有一个物理端口与网络连接；本地时钟必不可少，用来产生时戳；有一套时钟数据集和端口数据集；OC在系统里能做grandmaster时钟设备或作为主从体系里的slave时钟设备。page 17BC（Boundary Clock）模型BC时钟有N个端口与物理网络连接；一个本地时钟也是不可少，为所有端口共用；一个时钟数据集为所有端口共用；每个端口都单独有一套数据集与协议引擎；只能做网元，不能连接网络中的终端设备。page 18TC（Transparent Clock）模型 E2E TC这

11、种模型是端到端的模型结构，这种结构容易在网络延时方面不能够准确的计算和动态更新占用带宽较高的缺点。 page 19TC（Transparent Clock）模型 P2P TC这种时钟模型是V2版本新增加的一种，包括了中间的路径延迟能够更好的达到时间同步，报文在中间的阶段TC是透传的。page 20E2E路径延时计算引入透明时钟概念路径上每台设备在报文里添加入境和离境时间可以排除交换网造成的延迟End to End 方案主钟表从钟表TS0到达：TS1离开：TS2到达：TS3离开：TS4到达：TS5离开：TS6到达：TS7离开：TS8TS9链路延迟 (TS9-TS0) ( TS2-TS1) (TS

12、4-TS3) (TS6-TS5) (TS8 TS 7)page 21P2P路径延时计算时间同步过程只在相邻设备上进行Peer to Peer 方案设备自己通过带外方式实现接口之间的时间同步主钟表从钟表page 22BMC算法BMC算法 最佳时钟算法（Best Master Clock Algorithm）简称BMC算法通过比较由Announce报文提供的外部时钟信息和本地时钟的数据集，找出一个grandmaster clock ，作为本地时钟的master，算法避免了出现多个master或者无master自由振荡的情况。算法由两部分组成： 数据组比较算法，比较两组数据的优劣，一组是代表本地时钟

13、的缺省特性的数据，一组代表从某端口接收的同步报文所包含的信息。这个比较算法是要对各种数据组进行比较。 根据数据组比较结果计算每个端口的推荐状态（主站、从站、待机、未校正、只听、禁止、初始化、故障状态）。n BMC算法在每个时钟的每个端口本地运行，它规定数据比较的顺序和判据，所使用的数据除上面提到的时钟级，时钟标识符，时钟变量外还有路径长度、是不是边界时钟等条件，通过比较可得到每个时钟的每个端口当时应取的状态。 page 231588v2 应用场景1GE/10GE/SDHNodeBBTSNodeBNodeBFEE1/分组MicrowareE1RNCFE/GE会聚层接入层STM-1FEFEFE/G

14、EE1/STM-1/GE/FEFE/GERNC1588时间透传RNCRNCGE/FEGPSGPSNodeBNodeBFEGPSGE/FEGPS中间网络必须都支持1588V2page 241588v2 应用场景2SLAVE同步以太时钟GE/10GEFE/GENodeBFERNCFE/GE1588时间信息路径会聚层接入层FEFE/GEFE/GEPRCFERNCBCBCBCBCBCMASTEROCNodeBBCMASTERSLAVEGPSGPSPRCpage 251588v2 应用场景3同步以太时钟GE/10GEPRC1588时间信息主路径会聚层接入层FERNCBCP2P TCP2P TCP2P T

15、CP2P TC1588时间信息从路径MASTERGPSSLAVENodeBNodeBFEFEFEpage 26技术前景展望n 城域以太网的同步需求： 在ALL IP的进程中，各种时钟技术会并存一段时间，各有优势，适用的场景也不一样，同步需求也会一直是城域以太网一个重要需求。n 相关技术实现和前景展望： IEEE1588V2 ：由于有传递时间的功能，后续应该会得到推广，主要能替代现在GPS应用，节约建网成本，但是由于各种限制，还有较长的路要走。page 27主要内容同步基本概念与需求1物理层同步21588 V2时间同步3同步配置介绍4page 28时间同步网络总体框架page 29时间同步网络总

16、体框架 时间同步网络以本地网为单位建设，为TD-SCDMA基站和TD-LTE基站提供高精度时间同步信号。时间同步网由三部分组成：时间服务器从卫星接收时间信号、进行时间分配并提供保持功能。传输网络从时间服务器获取时间源，通过1588v2时间协议进行时间信息的传送。基站通过传输设备获取高精度时间同步信号。（1）每个本地网配置主用和备用两台时间服务器。时间服务器连接本地频率同步网BITS设备，频率溯源一级基准钟PRC。（2）传输网络选择合适的核心层设备分别接入到本地的主备用时间服务器和频率同步网BITS设备，获取时间和频率源。（3）本地传输网络所有OTN和PTN设备应支持并开通基于1588v2的时间

17、同步和基于同步以太网的频率同步传送功能。（4）基站设备通过以太网接口从PTN设备传递的同步以太获取频率信号，从1588v2协议获取时间信号。page 30频率同步网管配置主BITS注入点BITS注入点以C iTRANS660设备为例（680设备相似）。1）在XCU盘的单盘配置中选择时钟配置块 。主时钟接入节点配置界面时钟工作模式时钟工作模式：选择自动。QL使能选择：使能选择：选择使能。时钟优先级排列：时钟优先级排列：主用外时钟接入点优先将外时钟放在前，来自线路时钟放在后。备用外时钟接入点优先将来自线路时钟放在前，外时钟放在后。外时钟外时钟1/2类型：类型：如果引入的时钟是数字的，则选择HDB3

18、。引入的时钟是模拟的，则选择HZ。时钟输出时钟输出1/2选择：选择：无需设置，使用默认值。SSM门限：门限：无需设置，使用默认值。QL使用使用SA选择：选择：无需设置，使用默认值。输入源输入源QL值：值：如果输入的是HDB3数值时钟，则配置成自动提取S1；如果输入的是HZ模拟时钟，则配置成G811时钟。page 31频率同步网管配置备BITS注入点page 32频率同步网管配置BITS注入点输入源QL值：如果输入的是HDB3数值时钟，则配置成自动提取S1；如果输入的是HZ模拟时钟，则配置成G811时钟。输出源QL值：所有端口都设置成自动提取S1。输入源QL值等待恢复定时开关：无需设置，使用默认

19、值。时钟定时恢复时间（0-12）：无需设置，使用默认值。page 33频率同步网管配置非BITS注入点在各设备的交叉盘配置中选择时钟配置块：时钟工作模式：时钟工作模式：选择自动。QLQL使能选择：使能选择：选择使能。（注：使能表示打开SSM）时钟优先级排列：时钟优先级排列：BITS非注入节点在此项中考虑主备两个线路方向。锁定主用线路时钟放在前，备用线路时钟放在后。 外时钟外时钟1/21/2类型：类型： BITS非注入节点无需设置，使用默认值。时钟输出时钟输出1/21/2选择：选择：无需设置，使用默认值。SSMSSM门限：门限：无需设置，使用默认值。QLQL使用使用SASA选择：选择：无需设置，

20、使用默认值。输入源输入源QLQL值：值：所有端口都设置成自动提取S1；输出源输出源QLQL值：值：所有端口都设置成自动提取S1。page 34时间同步网管配置主时间服务器注入点时间注入节点以CiTRANS660设备为例（680设备相似）1）在XCU盘的单盘配置中选择时间同步配置块：page 35时间同步网管配置主时间服务器注入点时间源选择：时间源选择：时间服务器接入节点，此项选择外时间接口1或外时间接口2。表示时间源是从TOD1还是TOD2接入。 时钟模型：时钟模型：固定选择为BC。BMC使能：使能：固定选择为Enable。源时钟节点：源时钟节点：如果是主备时间服务器接入节点，则此处选择Ena

21、ble，否则选择Disable。时钟时钟ID1：如果时间源从TOD接入，建议填写0X344B3DFF，标准中定义为烽火设备的代码；如果时间源从PTP接入，此处不需要配置（由时间服务器进行设置）； 时钟时钟ID2：用于区别主备时间服务器接入的时间源。建议：从主用时间服务器接入的TOD口设为1。从备用时间服务器接入的TOD口设为3。时钟类型：时钟类型：固定选择为GPS。时钟优先级时钟优先级1：对从输入的时间源的识别设置。（注意：A、此项主要用于对输入网络时间源信号的区别，因此网络从时间服务器输入的时间源设置为128。B、TOD口的设置在本盘内设置，GE口需要时间服务器方面设置。）时钟优先级时钟优先

22、级2：全网输入时间源的等级排序。建议：主用时间服务器接入节点的TOD口设置为31，GE口设置为32。备用时间服务器接入节点的TOD口设置为63，GE口设置为64。（注意：TOD口的设置在本盘内设置，GE口需要时间服务器方面设置。）时钟等级：时钟等级：无需设置，使用默认值。时钟精度：时钟精度：固定选择100ns。通告报文发包频率：通告报文发包频率：无需设置，使用默认值。时间域：时间域：无需设置，使用默认值。page 36时间同步网管配置备时间服务器注入点page 37时间同步网管配置时间服务器注入点2）在XSJ2盘的单盘配置中选择PTP配置块。PTPPTP模式：模式：固定选择BMC。时钟模型：时

23、钟模型：固定选择BC。源时钟模式：源时钟模式：线路盘内固定选择Disable。其它配置项其它配置项：无需设置，使用默认值。page 38时间同步网管配置时间服务器注入点索引：索引：无需设置，使用默认值。端口号：端口号：根据端口使用情况选择端口号。工作模式：工作模式：接基站的PTP端口建议设置为MASTER；其它的PTP端口建议设置为Auto。端口端口ID：无需设置，使用默认值。线路不对称时延属性：线路不对称时延属性：指定当前线路的对称情况。线路不对称时延补偿值（线路不对称时延补偿值（ns）：）：根据测量结果填写不对此补偿值。page 39时间同步网管配置非时间服务器注入点中间CiTRANS 6

24、60设备：1）在XCU盘的单盘配置中选择时间同步配置块； 时间源选择：时间源选择：中间节点无需设置。时钟模型：时钟模型：固定选择为BC。BMC使能：使能：固定选择为Enable。源时钟节点：源时钟节点：中间节点选择Disable。时钟类型：时钟类型：固定选择为GPS。时钟精度：时钟精度：固定选择100ns。其它配置项：其它配置项：无需设置，保持默认值。page 40时间同步网管配置非时间服务器注入点中间CiTRANS 660设备：2）在XSJ2盘的单盘配置中选择PTP配置块；PTP模式：模式：固定选择BMC。时钟模型：时钟模型：固定选择BC。索引：索引：无需设置，使用默认值。端口号：端口号：根

25、据端口使用情况选择端口号。工作模式：工作模式：接基站的PTP端口建议设置为MASTER；其它的PTP端口建议设置为Auto。端口端口ID：无需设置，使用默认值。线路不对称时延属性：线路不对称时延属性：指定当前线路的对称情况。线路不对称时延补偿值（线路不对称时延补偿值（ns）：）：根据测量结果填写不对此补偿值。page 41末端基站接入设备配置CiTRANS 640设备：时间同步网管配置非时间服务器注入点1）XCUK1：在XCU盘的单盘配置中选择时间同步；2）ESK3：在ESK3盘的单盘配置中选择PTP功能配置。子项的选择参考660设备配置介绍page 42时间同步网管配置非时间服务器注入点Ci

26、TRANS 620A设备在MPTN1盘的单盘配置中选择时间同步配置块：page 43时间同步网管配置检查1、确定各节点的属性是否按照上述配置说明设置。2、沿着时间源注入节点向下检查各节点设备相关单盘状态中获取到的时间信息是否准确（如下图红框部分）。时间显示为当前时间，表示设置正确，时间显示为非当前时间，表示设置错误，需要重现设置。（注意：GPS时间与北京时间有8个小时的时差）page 44时间精度补偿注入设备线缆补偿一、线缆补偿用于补偿时间服务器到设备1PPS+TOD接口之间的线缆时延和设备1PPS+TOD接口到基站或其他终端设备之间的线缆时延。时间服务器注入设备配置CiTRANS 660设备

27、（680设备相似）。在XCU盘的单盘配置中选择时间同步配置块； TOD1输入时延补偿（输入时延补偿（ns）：）：如果“时间源选择”项设置为“外时钟接口1”，本项目有效。输入的时间信息值将减去本项目设置的补偿值作为矫正后的时间信息输入。TOD1输出时延补偿（输出时延补偿（ns）：）：无需设置，使用默认值。TOD2输入时延补偿（输入时延补偿（ns）：如果）：如果“时间源选时间源选择择”项设置为项设置为“外时钟接口外时钟接口2”，本项目有效，本项目有效。输入的时间信息值将减去本项目设置的补偿值作为矫正后的时间信息输入。TOD2输出时延补偿（输出时延补偿（ns）：）：无需设置，使用默认值。其他选项设置参考前面介绍。page 45时间精度补偿注入设备线缆补偿2）在XSJ2盘的单盘配置中选择“PTP配置块”输入时延补偿属性：输入时延补偿属性：时延补偿方向。设置为“正”时将在输出的1PPS+TOD值中加上“输出时延补偿值(ns)”后再输入；设置为“负”时将在输出的1PPS+TOD值中减去“输出时延补偿值(ns)”后再输入。输入时延补偿值输入时延补偿值(ns)：具体的时延补偿值。备注：备注：XCU盘的输入时延配置和XSJ2盘的输入时延配置相互独立，可以同时配置或单独配置，区别在于：XCU盘的输入时延配置对整个