V特性原理實(shí)用教案

1、Page 1Page 11588V2原理(yunl)1588V2在OTN的運(yùn)用(ynyng)123業(yè)界1588v2技術(shù)的發(fā)展第1頁(yè)/共27頁(yè)第一頁(yè)，共28頁(yè)。Page 2業(yè)界業(yè)界1588v2技術(shù)技術(shù)(jsh)的發(fā)展的發(fā)展u 隨著3G/LTE的發(fā)展，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)間同步性能的要求越來(lái)越高，GPS衛(wèi)星系統(tǒng)存在安裝選址難、維護(hù)難、饋纜敷設(shè)難、安全隱患高、成本高等問(wèn)題，因此高精度的地面時(shí)間同步方案成為一大需求。u 2008年底IEEE推出的1588v2國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)成為了最佳方案，同年各設(shè)備廠家開(kāi)始(kish)了1588v2技術(shù)的設(shè)備研發(fā)工作，經(jīng)過(guò)近兩年的發(fā)展，1588v2同步技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟。u 由于158

2、8時(shí)間同步技術(shù)早期應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域，電信領(lǐng)域如ITU-T仍在制定1588v2時(shí)間同步正式標(biāo)準(zhǔn)，1588v2在電信領(lǐng)域應(yīng)用是一項(xiàng)嶄新的技術(shù)，穩(wěn)定可靠的運(yùn)行部署仍然是目前業(yè)界各廠家研究的重點(diǎn)。第2頁(yè)/共27頁(yè)第二頁(yè)，共28頁(yè)。Page 3Page 31588V2原理(yunl)1588V2在OTN的運(yùn)用(ynyng)213業(yè)界1588v2技術(shù)的發(fā)展u 2.1 同步概述u 2.2 1588V2原理第3頁(yè)/共27頁(yè)第三頁(yè)，共28頁(yè)。Page 42.1：同步(tngb)概述 同步基本概念 同步網(wǎng)絡(luò)需求(xqi) IEEE1588v2優(yōu)勢(shì)第4頁(yè)/共27頁(yè)第四頁(yè)，共28頁(yè)。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(gè)或兩個(gè)以上信號(hào)之間，在頻率或相位上保持某種特定關(guān)系，即兩個(gè)或兩個(gè)以上信號(hào)在相對(duì)應(yīng)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(nèi)。同步可分為：時(shí)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(shí)間不同 / UTC時(shí)間不一致時(shí)間同步（相位同步） 頻率相同 / 頻率鎖定；相位相同 / 無(wú)相位差；時(shí)間相同 / UTC時(shí)間一致 相位相位(xingwi)同步同步頻率同步頻率同步第5頁(yè)/共27頁(yè)第五頁(yè)，共28頁(yè)。Page 6無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的同步(tngb)需求Clock1Clock2無(wú)線制式無(wú)線制式時(shí)鐘頻率時(shí)鐘頻率精度要求精度要

4、求時(shí)鐘相位時(shí)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(shí)間同步傾向于采用時(shí)間同步第6頁(yè)/共27頁(yè)第六頁(yè)，共28頁(yè)。Page 7目前無(wú)線系統(tǒng)中時(shí)間(shjin)同步的解決方案-GPS提供提供(tgng)時(shí)間時(shí)間同步同步提供提供(tgng)頻率頻率同步同步無(wú)線基站本地時(shí)鐘通過(guò)同步到GPS提供的信號(hào)保證基站時(shí)鐘頻率的長(zhǎng)期穩(wěn) 定性,保證基站射頻的頻率穩(wěn)定性小于 0.05ppm 通過(guò)GPS保證無(wú)線

5、網(wǎng)絡(luò)中所有基站間的空口同步, 保證了無(wú)線系統(tǒng)中連續(xù)覆蓋區(qū)域中任意兩個(gè)基站之間的幀頭的最大偏差不超過(guò)3s 第7頁(yè)/共27頁(yè)第七頁(yè)，共28頁(yè)。Page 8GPS時(shí)間(shjin)同步的解決方案存在的問(wèn)題 施工難度大 GPS天線對(duì)安裝環(huán)境有特殊要求 ，長(zhǎng)距離下GPS天線饋線較粗 失效率高，無(wú)失效備份保護(hù) GPS每年失效率大約在10；基站每站只配置1塊星卡，無(wú)失效保護(hù) 可維護(hù)性差 GPS失效需要現(xiàn)場(chǎng)硬件更換，無(wú)法遠(yuǎn)程維護(hù) 有安全隱患 戰(zhàn)爭(zhēng)情況下GPS可能被關(guān)掉，從而造成(zo chn)整網(wǎng)的癱瘓由于以上的問(wèn)題，華為提出由于以上的問(wèn)題，華為提出(t ch)了了1588V2高精度時(shí)間解決方案替代無(wú)線系統(tǒng)中

6、的高精度時(shí)間解決方案替代無(wú)線系統(tǒng)中的GPS設(shè)備設(shè)備第8頁(yè)/共27頁(yè)第八頁(yè)，共28頁(yè)。Page 92.2：IEEE1588v2介紹(jisho) IEEE1588v2概述(i sh) IEEE1588v2關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn) IEEE1588v2技術(shù)總結(jié)第9頁(yè)/共27頁(yè)第九頁(yè)，共28頁(yè)。Page 101588V2是什么(shn me)IEEE1588v2的全稱是：網(wǎng)絡(luò)測(cè)量和控制系統(tǒng)的精密時(shí)鐘同步(tngb)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) IEEE1588協(xié)議設(shè)計(jì)用于精確同步分布式網(wǎng)絡(luò)通訊中各個(gè)(gg)結(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘。其基本構(gòu)思為通過(guò)硬件和軟件將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（客戶機(jī)）的內(nèi)時(shí)鐘與主控機(jī)的主時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)同步 ；頻頻率同步率同步時(shí)間時(shí)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(yè)/共27頁(yè)第十頁(yè)，共28頁(yè)。Page 11IEEE1588v2概述(i sh)1588 Master1588 SlaveDelay_RespFollow_UpSyncDelay_ReqIEEE 1588v2是網(wǎng)絡(luò)測(cè)量和控制系統(tǒng)的精密時(shí)鐘同步協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，定義了以太網(wǎng)絡(luò)的PTP(精密時(shí)鐘同步)協(xié)議，精度可以達(dá)到亞微秒級(jí)，實(shí)

8、現(xiàn)頻率同步和時(shí)間(相位)同步同步原理：Master和Slave端采用Sync、Follow_Up、Delay_Req、Delay_Resp協(xié)議報(bào)文通告精確的時(shí)間戳，通過(guò)BMC算法選出最佳時(shí)鐘源，完成頻率和時(shí)間同步13IEEE 1588V2協(xié)議的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)可以分為四個(gè)：主從同步原理、 透明時(shí)鐘TC模型、時(shí)戳處理、 BMC(最佳主時(shí)鐘)算法2第11頁(yè)/共27頁(yè)第十一頁(yè)，共28頁(yè)。Page 12IEEE1588v2基本概念網(wǎng)絡(luò)(wnglu)模型OCOC：Ordinary Clock，普通，普通(ptng)時(shí)鐘時(shí)鐘OC模型只能接收模型只能接收時(shí)間，用于整個(gè)網(wǎng)時(shí)間，用于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間源或時(shí)鐘絡(luò)的時(shí)間源或

9、時(shí)鐘宿，不能同時(shí)作為宿，不能同時(shí)作為始端和終端。始端和終端。OC模型對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的純粹時(shí)鐘源和時(shí)的純粹時(shí)鐘源和時(shí)鐘宿鐘宿 BCBC：Boundary Clock，邊界時(shí)鐘，邊界時(shí)鐘BC模型相當(dāng)于時(shí)間中模型相當(dāng)于時(shí)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(fù)時(shí)鐘，又可以作為復(fù)時(shí)鐘，又可以作為時(shí)鐘源往下游傳遞時(shí)時(shí)鐘源往下游傳遞時(shí)鐘鐘BC模型對(duì)應(yīng)處于中間模型對(duì)應(yīng)處于中間位置的網(wǎng)絡(luò)位置的網(wǎng)絡(luò)(wnglu)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)TC TC：Transparent Clock，透明時(shí)鐘，透明時(shí)鐘 TC模型自身不恢復(fù)時(shí)模型自身不恢復(fù)時(shí)間和頻率，只對(duì)間和頻率，只對(duì)1588報(bào)文做延時(shí)

10、修正。報(bào)文做延時(shí)修正。TC模型對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中模型對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中僅需配合處理僅需配合處理1588 v2報(bào)文，自身不需報(bào)文，自身不需恢復(fù)時(shí)鐘的設(shè)備?；謴?fù)時(shí)鐘的設(shè)備。第12頁(yè)/共27頁(yè)第十二頁(yè)，共28頁(yè)。Page 13IEEE1588v2基本概念端口狀態(tài)(zhungti)Master狀態(tài)意味著狀態(tài)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(fā)送口向下游端口發(fā)送時(shí)鐘信息。時(shí)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(tài)，但口狀態(tài)，但BC可以可以同時(shí)存在同時(shí)存在(cnzi)Slave端口端口狀態(tài)，而狀態(tài)，而OC不行。不行。MasterSlavePassive Sla

11、ve狀態(tài)意味著該狀態(tài)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(fā)送來(lái)的時(shí)鐘信口發(fā)送來(lái)的時(shí)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(tài)，但態(tài)，但BC可以同時(shí)可以同時(shí)存在存在Master端口狀態(tài)，端口狀態(tài)，而而OC不行。不行。 Passive狀態(tài)意味不轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)意味不轉(zhuǎn)發(fā)sync協(xié)議報(bào)文，不傳遞協(xié)議報(bào)文，不傳遞時(shí)鐘相關(guān)信息，只能處時(shí)鐘相關(guān)信息，只能處理理P2P TC相關(guān)的報(bào)文。相關(guān)的報(bào)文。在在BC模型中存在。當(dāng)模型中存在。當(dāng)BMC發(fā)現(xiàn)時(shí)鐘源出現(xiàn)環(huán)發(fā)現(xiàn)時(shí)鐘源出現(xiàn)環(huán)路，或出現(xiàn)次優(yōu)時(shí)鐘源路，或出現(xiàn)次優(yōu)時(shí)鐘源時(shí)，將把端口置為時(shí)，將把端口

12、置為passive模式。模式。第13頁(yè)/共27頁(yè)第十三頁(yè)，共28頁(yè)。Page 14IEEE1588v2關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)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(guò)程：同步過(guò)程：1.t1時(shí)刻主時(shí)鐘時(shí)刻主時(shí)鐘(shzhng)發(fā)送發(fā)送syn message報(bào)文，帶報(bào)文，帶t1時(shí)刻信息。時(shí)刻信息。t1的時(shí)刻值由的時(shí)刻值由Master通過(guò)通過(guò)MAC層以下的邏層以下的邏輯直接填充。輯直接填充。2.t2時(shí)刻從時(shí)鐘時(shí)刻從時(shí)鐘(shzhng)接收到接收到syn message報(bào)文。報(bào)文。3.t3時(shí)刻從時(shí)

13、鐘時(shí)刻從時(shí)鐘(shzhng)發(fā)送發(fā)送Req報(bào)文。報(bào)文。4.t5時(shí)刻主時(shí)鐘時(shí)刻主時(shí)鐘(shzhng)發(fā)送發(fā)送Resp報(bào)文，帶報(bào)文，帶t4時(shí)刻信時(shí)刻信息。息。Offset和和Delay的計(jì)算方法：的計(jì)算方法：1.t2t1=DelayOffset2.t4t3=DelayOffset3.Offset=( (t4t3) (t2t1) ) / 24.Delay=( (t4t3) (t2t1) ) / 2t5Sync Delay_Req Delay_Resp 第14頁(yè)/共27頁(yè)第十四頁(yè)，共28頁(yè)。Page 15IEEE1588v2關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)TC模型(mxng)1588V2比V1增加了TC模型，用于解決報(bào)文在

14、中間站點(diǎn)駐留引起的時(shí)延問(wèn)題，消除網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)部的延時(shí)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(jì)算設(shè)備內(nèi)部時(shí)延，對(duì)兩端同步節(jié)點(diǎn)完全透明，鏈路延時(shí)由兩端節(jié)點(diǎn)計(jì)算，推薦鏈形網(wǎng)絡(luò)使用 P2PTC同時(shí)計(jì)算設(shè)備內(nèi)部及鏈路時(shí)延，可以支持鏈路快速倒換，推薦MESH網(wǎng)絡(luò)使用132MasterSlave駐留(zh li)時(shí)間駐留(zh li)時(shí)間駐留時(shí)間駐留時(shí)間第15頁(yè)/共27頁(yè)第十五頁(yè)，共28頁(yè)。Page 16IEEE1588v2關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)BMC算法(sun f)BMC算法過(guò)程(guch

15、ng)：1.各端口定期發(fā)送announce報(bào)文，通告時(shí)鐘信息。2.每單板上的各端口，比較收到時(shí)鐘信息，得出這個(gè)單板的最佳時(shí)鐘源Erbest。3.時(shí)鐘板比較各單板選出的Erbest，決定出最佳時(shí)鐘源Ebest，下發(fā)給各端口進(jìn)行同步。4.同時(shí)，根據(jù)Ebest、Erbest和其它相關(guān)信息，BMC算法+端口狀態(tài)機(jī)決定出端口的狀態(tài)。Router/SwitchBMC (Best Master Clock)算法，最佳時(shí)鐘算法，目的是避免同時(shí)出現(xiàn)多個(gè)時(shí)鐘源或者沒(méi)有時(shí)鐘源BMC通過(guò)Announce報(bào)文宣告各端口上的時(shí)鐘源信息，BMC算法通過(guò)維護(hù)本地獲得的時(shí)鐘數(shù)據(jù)組，按嚴(yán)格時(shí)鐘等級(jí)選擇出最佳時(shí)間源，并確定端口狀態(tài)

16、BMC算法對(duì)整網(wǎng)時(shí)鐘生成時(shí)鐘樹(shù)，產(chǎn)生一級(jí)級(jí)的主從關(guān)系，從時(shí)鐘同步主時(shí)鐘，從而消除時(shí)鐘環(huán)路132第16頁(yè)/共27頁(yè)第十六頁(yè)，共28頁(yè)。Page 17Page 171588V2原理(yunl)1588V2在OTN的運(yùn)用(ynyng)321業(yè)界1588v2技術(shù)的發(fā)展u 3.1 OTN產(chǎn)品1588V2模型u 3.2 物理層時(shí)鐘同步方案u 3.3 PTP時(shí)鐘同步方案u 3.4 OTN典型組網(wǎng)第17頁(yè)/共27頁(yè)第十七頁(yè)，共28頁(yè)。Page 183.1 OTN支持(zhch)的1588v2模型OC1588v2設(shè)備設(shè)備(shbi)模型模型 BCBC+TCTCTC+OC第18頁(yè)/共27頁(yè)第十八頁(yè)，共28頁(yè)。Pa

17、ge 19OTN支持(zhch)的同步恢復(fù)模式1588v2報(bào)文恢復(fù)報(bào)文恢復(fù)(huf)頻率頻率 + 1588v2報(bào)文恢復(fù)報(bào)文恢復(fù)(huf)時(shí)間時(shí)間物理層方式恢復(fù)物理層方式恢復(fù)(huf)頻率頻率 + 1588v2報(bào)文恢復(fù)報(bào)文恢復(fù)(huf)時(shí)間時(shí)間第19頁(yè)/共27頁(yè)第十九頁(yè)，共28頁(yè)。Page 20OTN在1588v2上的優(yōu)勢(shì)(yush)OTN的優(yōu)勢(shì)的優(yōu)勢(shì)(yush)完全支持完全支持1588v2定義定義(dngy)的各種的各種設(shè)備模型（設(shè)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(wǎng)管融合統(tǒng)一，提供與華為的網(wǎng)管融合統(tǒng)一，提供類似傳統(tǒng)時(shí)鐘的網(wǎng)管管理方案，類

18、似傳統(tǒng)時(shí)鐘的網(wǎng)管管理方案，方便快捷完成方便快捷完成1588v2系統(tǒng)的系統(tǒng)的管理和維護(hù)管理和維護(hù)支持支持1588v2 BMC自動(dòng)自動(dòng)選源算法選源算法經(jīng)過(guò)多次的對(duì)外測(cè)試驗(yàn)證，測(cè)經(jīng)過(guò)多次的對(duì)外測(cè)試驗(yàn)證，測(cè)試結(jié)果成績(jī)排名第一試結(jié)果成績(jī)排名第一除了恢復(fù)時(shí)間外，還可以除了恢復(fù)時(shí)間外，還可以通過(guò)通過(guò)1588v2報(bào)文恢復(fù)恢復(fù)報(bào)文恢復(fù)恢復(fù)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(yè)/共27頁(yè)第二十頁(yè)，共28頁(yè)。Page 213.2 物理層時(shí)鐘(shzhng)同步(8800T32/T64)GEGETime StampSystem Clock系統(tǒng)(xtng)時(shí)鐘

19、Time Stamp GEGESystem ClockSystem Clock站點(diǎn) A站點(diǎn) B支路(zh l)板支路板時(shí)鐘板時(shí)鐘板ESCOSCESCOSCTime stampTime Stamp RTC TimeRTC TimeXCSXCSPTP PortPTP PortPTP PortPTP PortRTC Time物理層時(shí)鐘同步：物理層時(shí)鐘+1588V2實(shí)現(xiàn)(主推方案)物理層時(shí)鐘：業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)鐘（GE/OTUk)、OSC(ST2)、2M外時(shí)鐘時(shí)間同步：1588V2報(bào)文同步、1PPS+TOD時(shí)間同步物理層時(shí)鐘路徑 物理層時(shí)鐘源鎖定 物理層時(shí)鐘源鎖定時(shí)鐘處理：時(shí)鐘板時(shí)鐘直接分發(fā)業(yè)務(wù)單板，時(shí)間信息

20、是業(yè)務(wù)單板直接上報(bào)時(shí)鐘板。第21頁(yè)/共27頁(yè)第二十一頁(yè)，共28頁(yè)。Page 223.2 物理層時(shí)鐘(shzhng)同步(6800)GEGETime StampSystem Clock系統(tǒng)(xtng)時(shí)鐘Time Stamp GEGESystem ClockSystem Clock站點(diǎn) A站點(diǎn) B支路(zh l)板支路板時(shí)鐘板時(shí)鐘板ESCOSCESCOSCTime stampTime Stamp RTC TimeRTC TimeXCSXCSPTP PortPTP PortPTP PortPTP PortRTC Time物理層時(shí)鐘同步：物理層時(shí)鐘+1588V2實(shí)現(xiàn)(主推方案)物理層時(shí)鐘：業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)

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