时间同步和时钟同步基本知识及配置方法介绍.ppt

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1、GPON系统1588V2时间同步功能和时钟同步功能简介,吴晓钟,同步概念 1588v2时钟模型 1588v2同步实现机制 时间同步网管参数配置 1588v2同步典型应用方案,提纲,时间同步和频率同步,同步概念,上图给出了时间同步与频率同步的区别，如果两个表（Watch A 与Watch B）每时每刻的时间都保持一致，这个状态叫时间同步（Phase Synchronization）;如果两个表的时间不一样，但是保持一个恒定的差，比如6小时，那么这个状态称为频率同步（Frequency Synchronization）。,同步概念,1. 时间同步几种方式 同步1PPS+TOD接口（1PPS为秒脉冲

2、, TOD:日时间精确到秒) 1588V2协议同步 1588V2+SYNCE(时钟同步)混合方式,2. 时钟同步几种方式 同步以太网SYNCE 1588V2恢复出时钟,在IEEE1588v2建议中定义了频率同步技术。该技术通过从节点与主节点快速交换报文，获取时间戳。再计算相邻同步周期时间戳（t2-t1）值的相对差值来计算同步周期内从时钟相对主时钟频率的漂移值，通过这个值调整本地时钟，从而实现频率恢复。 在国内1588v2同步技术应用早期，部分传送设备不具备SyncE这种基于硬件的频率恢复功能，有较多采取1588v2频率恢复应用场景。到现在传送设备大多采取了SyncE这种基于硬件的频率恢复技术，

3、1588v2频率恢复技术成为备用方案。,同步概念,同步概念,时间同步和时钟同步有何区别？,两者概念相互独立,时钟同步可服务于时间同步,1588V2时间同步又可恢复出频率实现时钟同步,同步概念 1588v2时钟模型 1588v2同步实现机制 时间同步网管参数配置 1588v2同步典型应用方案,提纲,1588V2时钟模型,时 钟 模 型,普通时钟,边界时钟,透传时钟,（Ordinary clock）,（ Boundary clock ）,（ Transparent clock ）,E2E透传时钟,P2P透传时钟,（ End-to-end transparent clock ）,（ Peer-to-

4、peer transparent clock ）,1588V2时钟模型,普通时钟 OC（Ordinary Clock）是网络始端或终端设备，只有一个1588 端口，该端口作为Slave 或Master。 边界时钟 BC（Boundary Clock）是网络中间节点时钟设备，该设备有多个1588 端口。其中一个 端口可作为Slave，设备系统时钟的频率和时间同步于上一级设备，其他端口作为Master， 可以实现逐级的时间传递。,1588V2时钟模型,透明时钟TC TC（Transparent Clock）是网络中间节点时钟设备，其可分为E2E TC（End to End TC) 和P2P TC（

5、Peer to Peer TC）两种 : E2E只测量驻留时间； P2P测量驻留时间、链路延时。,从钟表,T1,correctionField= correctionField+TR1,T2,主钟表,各节点自行测量链路时延,correctionField= correctionField+TD1,correctionField= correctionField+TD2,correctionField= correctionField+TR2,correctionField= correctionField+TD3,correctionField= correctionField+TR3,cor

6、rectionField= correctionField+TR4,correctionField= correctionField+TD4,TDi: 上联线路的延时，通过peer延时测量机制获得 Tri: 各中间节点的驻留时间,1588V2时钟模型,PON系统的1588V2时钟模型？ 总体来看OLT+ONU为BC时钟模型 单独来看OLT或者ONU其时钟模型都为OC,同步概念 1588v2时钟模型 1588v2同步实现机制 时间同步网管参数配置 1588v2同步典型应用方案,提纲,时间同步实现机制,分为带内（1588协议接口）和带外（1PPS+TOD接口）两种接口。 带外（1PPS+TOD接口

7、）接口的帧格式规范遵从“中国移动 TD无线系统高精度时间同步技术规范 1ppsTOD时间接口规范”的要求。 带内（1588协议接口，以太网业务接口）接口通过交换1588报文，并实现1588协议栈。,时间同步实现机制-1PPS+TOD,1）1pps：秒脉冲信息，脉冲的上升沿标记一秒的开始； 2） TOD：绝对时间信息；按照GPS时钟格式表示，记时起点是1980年1月1日00：00：00；TOD消息分为时间信息消息和时间状态消息两种。 TOD帧格式定义：,时间同步实现机制-1PPS+TOD,TOD信息波特率默认为 9600，无奇偶校验，1 个起始位（用低电平表示），1 个停止位（用高电平表示），空

8、闲帧为高电平，8 个数据位，应在 1PPS上升沿 1ms 后开始传送 TOD信息，并在 500ms 内传完，此 TOD消息标示当前 1PPS 上升沿时间。TOD协议报文发送频率为每秒 1 次。 对于1PPS秒脉冲，采用上升沿作为准时沿，上升时间应小于50ns，脉宽应为20ms200ms。,时间同步实现机制-1588V2协议,1588协议报文包括：设备应支持事件报文和通用报文等两类 PTP 协议报文。 事件报文：在离开和到达一台设备时必须打时标（记录本地时间） (1) Sync (2) Delay_Req (3) Pdelay_Req (4) Pdelay_Resp 通用报文（General 报

9、文）：不需要打时间戳 (1) Announce (2) Follow_Up (3) Delay_Resp (4) Pdelay_Resp_Follow_Up (5) Management （可选，本规范暂不作规定具体报文内容） (6) Signaling （可选，本规范暂不作规定具体报文内容）,时间同步实现机制-1588V2协议,Sync、Follow_Up、Delay_Req、Delay_Resp用于产生和传递时序信息，这种时序信息用来同步普通时钟和边界时钟。 Pdelay_Req、Pdelay_Resp、Pdelay_Resp_Follow_Up用来测量两个时钟端口之间的路径延迟，测得的路

10、径延迟用于校正Sync与Follow_Up消息中的时间信息。 Announce消息用于建立同步分层结构 Management消息用于查询和更新时钟所维护的PTP数据集。 Signaling消息用于其他的目的，例如在主从之间协调单播消息的发送频率。,时间同步实现机制-1588V2协议,假设主从时钟之间的链路延迟是对称的，从时钟根据已知的4个时间值，可以计算出与主时钟的时间偏移量和链路延迟。 offset: slave_time master_time(时间偏差) t2-t1 = Delay + offset t4-t3 = Delay - offset,M与S的时间偏移量(假设Tms=Tsm)：

11、 Offset=(t2-t1)-(t4-t3)/2 M与S之间的时间延迟： Delay=(t2-t1)+(t4-t3)/2,时间同步实现机制-BMC算法,最优时间源算法BMC（Best Master Clock ）是1588时间同步的应用层技术，能够自动选择时间同步网中的最优时间源，自动选择同步路径，在时间源故障和链路故障时，自动实现时间源和同步路径的切换。,选择同步时钟和路径,采集源时钟信息,决断端口工作状态,发布时钟信息,Master Clock,Slave Clock,Announce报文,Priority1 ClockClass ClockAccuracy Priority2 Step

12、sMoved,Master Slave Passive,同步概念 1588v2时钟模型 1588v2同步实现机制 时间同步网管参数配置 1588v2同步典型应用方案,提纲,时间同步网管参数配置（TIMA盘),同步参数配置说明： PTP模式:一般而言配置成BMC 时间源选择:当源为1588V2配置为PORT, 源为1PPS+TOD配置为TOD 时钟模型配置：OC/BC 频率同步:时间同步方式为1588V2+SYCE配置为去使能, 同步方式为纯1588V2则此处配置为使能。 时间域:和上游MASTER配置保持一致。,时间同步网管参数配置（TIMA),1PPS+TOD接口配置:延时补偿作用 TOD输

13、入接口: TIMA单盘面板1PPS输入的延时补偿 TOD输出接口: TIMA单盘面板1PPS输出的延时补偿 系统输出接口: TIMA盘往线卡侧发送的1PPS延时补偿 如测试的时间同步结果为+52ns, 则系统输出接口处配置成+52ns,时间同步网管参数配置（TIMA),端口基本配置（不常用） 主要作用: 配置1588V2方式的测量机制、消息模式、不对称时延补偿 测量机制: 保留缺省值E2E 消息模式: 保留缺省值一步 不对时延属性:一般情况保留默认值，如果需要进行延时补偿才配置。,时间同步网管参数配置（TIMA),报文传输设置 主要作用:主要配置1588V2协议发协议报文的相关参数 常用配置参

14、数： 报文封装格式:可选配为Ethernet II或者UDP OVER IPV4，和上游设备保持一致 通信模式: 目前只能配置成组播 VLAN标签:可选配为使能/去使能，根据协议报文是否带VLAN配置 VLAN ID: VLAN号,使能时有效,时钟同步网管参数配置（TIMA),时钟基本配置（常用) 主要作用:配置时钟的工作模式，和相关门限值 常用配置参数： 时钟工作模式: 可配置为自动/保持/自由振荡, 一般配置为自动 时钟使能选择: 根据应用场景配置, 需根据ESMC协议选源需要配置为使能； 外时钟SSM门限:保留默认值即可（超过这个门限值才会进行导出） 系统时钟SSM门限:保留默认值（超过

15、这个门限值才会锁定） 时钟等待恢复时间: 源恢复后等Nmin然后再去锁定，使能后才有效,时钟同步网管参数配置（TIMA),定时源时钟输入配置（常用）: 主要作用:配置时钟源 常用配置参数： 时钟源名称:保含2路外时钟, N路线路钟输入(SYNCE) QL选择:指定这一路时钟的时钟精度； 等待恢复定时开关: 保留缺省值即可。 时钟优先级: 人为制定时钟优先级, 时钟同步去使能时，依靠此值选源。,时钟同步网管参数配置（TIMA),输出时钟源QL值、时钟导出配置: 作用: 主要是配置从TIMA单盘导出的外时钟的相关特性,时间同步网管参数配置（ONU),本地时钟配置： 作用: 主要配置IEEE1588

16、V2 MASTER相关参数 主要参数说明: 时钟ID1、时钟ID2：PTP时钟ID（8字节），配置为本地MAC（3、4字节插入0 xFF、0 xFE),如：AABBCC FF FE 112233； 优先级1：用于BMC，测试配置为小于128的值； 时钟等级：用于BMC，配置为6； 时钟精度：用于BMC，测试配置为25ns； 优先级2：用于BMC，配置为小于128的值； 时钟类型：配置为GPS或PTP； 时间域：配置与测试仪表的时间域相同即可； 不对称时延补偿：属性可配置正/负补偿，补偿值配置为0100000ns整数。,时间同步网管参数配置,单步时钟时，将只使用SyncMessage报文来计算主

17、从路径延迟，而不需要FollowUpMessage来携带SyncMessage报文的发出时间戳，SyncMessage报文的发出时间戳（EgressTimeStamp)会夹带在SyncMessage报文自己的originTimeStamp字段中 双步时钟时，需要FollowUpMessage来携带SyncMessage报文的发出时间戳，SyncMessage报文的发出时间戳（EgressTimeStamp)会夹带在FollowUpMessage报文的preciseOriginTimeStamp字段中,同步概念 1588v2时钟模型 1588v2同步实现机制 时间同步网管参数配置 1588v2同

18、步典型应用方案,提纲,1588v2同步典型应用方案,1588v2同步典型应用方案,1. 时间盘信号发送和接收： 直接从面板引入外部GPS源获取1PPS+TOD信号,并向面板和背板输出1PPS+TOD信号。 通过IEEE 1588以太网接口接收和发送PTP报文，端口实现slave功能。 2. GPON线卡信号发送和接收： 接收时间盘输出的8K 时钟（差分时钟线）和1PPS+TOD信号。 通过PON系统协议发送1PPS+TOD信号给ONU。 3. ONU信号发送和接收： 接收并解析PON线卡输出的1PPS+TOD信号。 输出1PPS+TOD信号到TOD口。 通过IEEE 1588以太网接口接收和发送PTP报文，端口实现master功能。,