時(shí)間同步和時(shí)鐘同步原理及配置方法介紹

1、11GPONGPON系統(tǒng)系統(tǒng)1588V21588V2時(shí)間同步功能和時(shí)時(shí)間同步功能和時(shí)鐘同步功能簡介鐘同步功能簡介吳曉鐘吳曉鐘22同步概念同步概念1588v21588v2時(shí)鐘模型時(shí)鐘模型 1588v21588v2同步實(shí)現(xiàn)機(jī)制同步實(shí)現(xiàn)機(jī)制時(shí)間同步網(wǎng)管參數(shù)配置時(shí)間同步網(wǎng)管參數(shù)配置1588v21588v2同步典型應(yīng)用方案同步典型應(yīng)用方案提綱提綱33時(shí)間同步和頻率同步同步概念同步概念 上圖給出了時(shí)間同步與頻率同步的區(qū)別，如果兩個(gè)表（Watch A 與Watch B）每時(shí)每刻的時(shí)間都保持一致，這個(gè)狀態(tài)叫時(shí)間同步（Phase Synchronization）;如果兩個(gè)表的時(shí)間不一樣，但是保持一個(gè)恒定的差，比

2、如6小時(shí)，那么這個(gè)狀態(tài)稱為頻率同步（Frequency Synchronization）。44同步概念1. 時(shí)間同步幾種方式 同步1PPS+TOD接口（1PPS為秒脈沖, TOD:日時(shí)間精確到秒)1588V2協(xié)議同步1588V2+SYNCE(時(shí)鐘同步)混合方式2. 時(shí)鐘同步幾種方式 同步以太網(wǎng)SYNCE1588V2恢復(fù)出時(shí)鐘55 在IEEE1588v2建議中定義了頻率同步技術(shù)。該技術(shù)通過從節(jié)點(diǎn)與主節(jié)點(diǎn)快速交換報(bào)文，獲取時(shí)間戳。再計(jì)算相鄰?fù)街芷跁r(shí)間戳（t2-t1）值的相對(duì)差值來計(jì)算同步周期內(nèi)從時(shí)鐘相對(duì)主時(shí)鐘頻率的漂移值，通過這個(gè)值調(diào)整本地時(shí)鐘，從而實(shí)現(xiàn)頻率恢復(fù)。 在國內(nèi)1588v2同步技術(shù)應(yīng)用

3、早期，部分傳送設(shè)備不具備SyncE這種基于硬件的頻率恢復(fù)功能，有較多采取1588v2頻率恢復(fù)應(yīng)用場景。到現(xiàn)在傳送設(shè)備大多采取了SyncE這種基于硬件的頻率恢復(fù)技術(shù)，1588v2頻率恢復(fù)技術(shù)成為備用方案。同步概念概念66同步概念時(shí)間同步和時(shí)鐘同步有何區(qū)別？兩者概念相互獨(dú)立時(shí)鐘同步可服務(wù)于時(shí)間同步1588V2時(shí)間同步又可恢復(fù)出頻率實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步77同步概念同步概念1588v21588v2時(shí)鐘模型時(shí)鐘模型 1588v21588v2同步實(shí)現(xiàn)機(jī)制同步實(shí)現(xiàn)機(jī)制時(shí)間同步網(wǎng)管參數(shù)配置時(shí)間同步網(wǎng)管參數(shù)配置1588v21588v2同步典型應(yīng)用方案同步典型應(yīng)用方案提綱提綱881588V21588V2時(shí)鐘模型時(shí)鐘模型時(shí)

4、 鐘 模 型普通時(shí)鐘邊界時(shí)鐘透傳時(shí)鐘（Ordinary clock）（ Boundary clock ）（ Transparent clock ）E2E透傳時(shí)鐘P2P透傳時(shí)鐘（ End-to-end transparent clock ） （ Peer-to-peer transparent clock ）991588V21588V2時(shí)鐘模型時(shí)鐘模型 普通普通時(shí)鐘時(shí)鐘 OC（Ordinary Clock）是網(wǎng)絡(luò)始端或終端設(shè)備，只有一個(gè)1588 端口，該端口作為Slave 或Master。 邊界時(shí)鐘邊界時(shí)鐘 BC（Boundary Clock）是網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘設(shè)備，該設(shè)備有多個(gè)1588 端口。

5、其中一個(gè) 端口可作為Slave，設(shè)備系統(tǒng)時(shí)鐘的頻率和時(shí)間同步于上一級(jí)設(shè)備，其他端口作為Master， 可以實(shí)現(xiàn)逐級(jí)的時(shí)間傳遞。10101588V21588V2時(shí)鐘模型時(shí)鐘模型 透明時(shí)鐘透明時(shí)鐘TC TC（Transparent Clock）是網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘設(shè)備，其可分為E2E TC（End to End TC) 和P2P TC（Peer to Peer TC）兩種 : E2E只測量駐留時(shí)間； P2P測量駐留時(shí)間、鏈路延時(shí)。從鐘表T1correctionField= correctionField+TR1T2主鐘表各節(jié)點(diǎn)自行測量鏈路時(shí)延correctionField= correctionFi

6、eld+TD1correctionField= correctionField+TD2correctionField= correctionField+TR2correctionField= correctionField+TD3correctionField= correctionField+TR3correctionField= correctionField+TR4correctionField= correctionField+TD4TDi: 上聯(lián)線路的延時(shí)，通過peer延時(shí)測量機(jī)制獲得Tri: 各中間節(jié)點(diǎn)的駐留時(shí)間 11111588V21588V2時(shí)鐘模型時(shí)鐘模型PON系統(tǒng)的1588

7、V2時(shí)鐘模型？總體來看OLT+ONU為BC時(shí)鐘模型單獨(dú)來看OLT或者ONU其時(shí)鐘模型都為OC1212同步概念同步概念1588v21588v2時(shí)鐘模型時(shí)鐘模型 1588v21588v2同步實(shí)現(xiàn)機(jī)制同步實(shí)現(xiàn)機(jī)制時(shí)間同步網(wǎng)管參數(shù)配置時(shí)間同步網(wǎng)管參數(shù)配置1588v21588v2同步典型應(yīng)用方案同步典型應(yīng)用方案提綱提綱1313時(shí)間同步實(shí)現(xiàn)機(jī)制時(shí)間同步實(shí)現(xiàn)機(jī)制分為帶內(nèi)（1588協(xié)議接口）和帶外（1PPS+TOD接口）兩種接口。 帶外（1PPS+TOD接口）接口的幀格式規(guī)范遵從“中國移動(dòng) TD無線系統(tǒng)高精度時(shí)間同步技術(shù)規(guī)范 1ppsTOD時(shí)間接口規(guī)范”的要求。 帶內(nèi)（1588協(xié)議接口，以太網(wǎng)業(yè)務(wù)接口）接口通

8、過交換1588報(bào)文，并實(shí)現(xiàn)1588協(xié)議棧。1414時(shí)間同步實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步實(shí)現(xiàn)機(jī)制機(jī)制-1PPS+TOD-1PPS+TOD1）1pps：秒脈沖信息，脈沖的上升沿標(biāo)記一秒的開始；2） TOD：絕對(duì)時(shí)間信息；按照GPS時(shí)鐘格式表示，記時(shí)起點(diǎn)是1980年1月1日00：00：00；TOD消息分為時(shí)間信息消息和時(shí)間狀態(tài)消息兩種。TOD幀格式定義：幀頭消息頭消息域長度載荷域校驗(yàn)域23 BYTES2字節(jié)2字節(jié)2字節(jié)16字節(jié)1字節(jié)0 x4d0 x430 x010 x00101515時(shí)間同步實(shí)現(xiàn)機(jī)制時(shí)間同步實(shí)現(xiàn)機(jī)制-1PPS+TOD-1PPS+TOD TOD信息波特率默認(rèn)為 9600，無奇偶校驗(yàn)，1 個(gè)起始位（用低

9、電平表示），1 個(gè)停止位（用高電平表示），空閑幀為高電平，8 個(gè)數(shù)據(jù)位，應(yīng)在 1PPS上升沿 1ms 后開始傳送 TOD信息，并在 500ms 內(nèi)傳完，此 TOD消息標(biāo)示當(dāng)前 1PPS 上升沿時(shí)間。TOD協(xié)議報(bào)文發(fā)送頻率為每秒 1 次。 對(duì)于1PPS秒脈沖，采用上升沿作為準(zhǔn)時(shí)沿，上升時(shí)間應(yīng)小于50ns，脈寬應(yīng)為20ms200ms。1616時(shí)間同步實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步實(shí)現(xiàn)機(jī)制機(jī)制-1588V2-1588V2協(xié)議協(xié)議1588協(xié)議報(bào)文包括：設(shè)備應(yīng)支持事件報(bào)文和通用報(bào)文等兩類 PTP 協(xié)議報(bào)文。 事件報(bào)文：在離開和到達(dá)一臺(tái)設(shè)備時(shí)必須打時(shí)標(biāo)（記錄本地時(shí)間） (1) Sync (1) Sync (2) (2) D

10、elay_ReqDelay_Req (3) Pdelay_Req (4) Pdelay_Resp 通用報(bào)文（General 報(bào)文）：不需要打時(shí)間戳 (1) Announce (1) Announce (2) Follow_Up (3) (3) Delay_RespDelay_Resp (4) Pdelay_Resp_Follow_Up (5) Management （可選，本規(guī)范暫不作規(guī)定具體報(bào)文內(nèi)容） (6) Signaling （可選，本規(guī)范暫不作規(guī)定具體報(bào)文內(nèi)容） 1717時(shí)間同步實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步實(shí)現(xiàn)機(jī)制機(jī)制-1588V21588V2協(xié)議協(xié)議 Sync、Follow_Up、Delay_Req

11、、Delay_Resp用于產(chǎn)生和傳遞時(shí)序信息，這種時(shí)序信息用來同步普通時(shí)鐘和邊界時(shí)鐘。 Pdelay_Req、Pdelay_Resp、Pdelay_Resp_Follow_Up用來測量兩個(gè)時(shí)鐘端口之間的路徑延遲，測得的路徑延遲用于校正Sync與Follow_Up消息中的時(shí)間信息。 Announce消息用于建立同步分層結(jié)構(gòu) Management消息用于查詢和更新時(shí)鐘所維護(hù)的PTP數(shù)據(jù)集。 Signaling消息用于其他的目的，例如在主從之間協(xié)調(diào)單播消息的發(fā)送頻率。1818時(shí)間同步實(shí)現(xiàn)機(jī)制時(shí)間同步實(shí)現(xiàn)機(jī)制-1588V2-1588V2協(xié)議協(xié)議假設(shè)主從時(shí)鐘之間的鏈路延遲是對(duì)稱的，從時(shí)鐘根據(jù)已知的4個(gè)時(shí)

12、間值，可以計(jì)算出與主時(shí)鐘的時(shí)間偏移量和鏈路延遲。 offset: slave_time master_time(時(shí)間偏差) t2-t1 = Delay + offset t4-t3 = Delay - offsetM與S的時(shí)間偏移量(假設(shè)Tms=Tsm)：Offset=(t2-t1)-(t4-t3)/2M與S之間的時(shí)間延遲：Delay=(t2-t1)+(t4-t3)/21919時(shí)間同步實(shí)現(xiàn)機(jī)制時(shí)間同步實(shí)現(xiàn)機(jī)制-BMC-BMC算法算法最優(yōu)時(shí)間源算法BMC（Best Master Clock ）是1588時(shí)間同步的應(yīng)用層技術(shù)，能夠自動(dòng)選擇時(shí)間同步網(wǎng)中的最優(yōu)時(shí)間源，自動(dòng)選擇同步路徑，在時(shí)間源故障和鏈

13、路故障時(shí)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)時(shí)間源和同步路徑的切換。 選擇同步時(shí)鐘和路徑采集源時(shí)鐘信息決斷端口工作狀態(tài)發(fā)布時(shí)鐘信息Master ClockSlave ClockAnnounce報(bào)文Priority1ClockClassClockAccuracy Priority2StepsMoved MasterSlavePassive2020同步概念同步概念1588v21588v2時(shí)鐘模型時(shí)鐘模型 1588v21588v2同步實(shí)現(xiàn)機(jī)制同步實(shí)現(xiàn)機(jī)制時(shí)間同步網(wǎng)管參數(shù)配置時(shí)間同步網(wǎng)管參數(shù)配置1588v21588v2同步典型應(yīng)用方案同步典型應(yīng)用方案提綱提綱2121時(shí)間同步網(wǎng)管參數(shù)時(shí)間同步網(wǎng)管參數(shù)配置（配置（TIMATIMA盤

14、盤) )同步參數(shù)配置說明：1. PTP模式:一般而言配置成BMC2. 時(shí)間源選擇:當(dāng)源為1588V2配置為PORT, 源為1PPS+TOD配置為TOD3. 時(shí)鐘模型配置：OC/BC4. 頻率同步:時(shí)間同步方式為1588V2+SYCE配置為去使能, 同步方式為純1588V2則此處配置為使能。5. 時(shí)間域:和上游MASTER配置保持一致。2222時(shí)間同步網(wǎng)管參數(shù)時(shí)間同步網(wǎng)管參數(shù)配置（配置（TIMA)TIMA)1PPS+TOD接口配置:延時(shí)補(bǔ)償作用TOD輸入接口: TIMA單盤面板1PPS輸入的延時(shí)補(bǔ)償TOD輸出接口: TIMA單盤面板1PPS輸出的延時(shí)補(bǔ)償系統(tǒng)輸出接口: TIMA盤往線卡側(cè)發(fā)送的1

15、PPS延時(shí)補(bǔ)償如測試的時(shí)間同步結(jié)果為+52ns, 則系統(tǒng)輸出接口處配置成+52ns2323時(shí)間同步網(wǎng)管參數(shù)時(shí)間同步網(wǎng)管參數(shù)配置（配置（TIMA)TIMA)端口基本配置（不常用）主要作用: 配置1588V2方式的測量機(jī)制、消息模式、不對(duì)稱時(shí)延補(bǔ)償測量機(jī)制: 保留缺省值E2E消息模式: 保留缺省值一步不對(duì)時(shí)延屬性:一般情況保留默認(rèn)值，如果需要進(jìn)行延時(shí)補(bǔ)償才配置。2424時(shí)間同步網(wǎng)管參數(shù)時(shí)間同步網(wǎng)管參數(shù)配置（配置（TIMA)TIMA)報(bào)文傳輸設(shè)置主要作用:主要配置1588V2協(xié)議發(fā)協(xié)議報(bào)文的相關(guān)參數(shù)常用配置參數(shù)：報(bào)文封裝格式:可選配為Ethernet II或者UDP OVER IPV4，和上游設(shè)備保

16、持一致通信模式: 目前只能配置成組播VLAN標(biāo)簽:可選配為使能/去使能，根據(jù)協(xié)議報(bào)文是否帶VLAN配置VLAN ID: VLAN號(hào),使能時(shí)有效2525時(shí)鐘同步時(shí)鐘同步網(wǎng)管參數(shù)網(wǎng)管參數(shù)配置（配置（TIMA)TIMA)時(shí)鐘基本配置（常用)主要作用:配置時(shí)鐘的工作模式，和相關(guān)門限值常用配置參數(shù)：時(shí)鐘工作模式: 可配置為自動(dòng)/保持/自由振蕩, 一般配置為自動(dòng)時(shí)鐘使能選擇: 根據(jù)應(yīng)用場景配置, 需根據(jù)ESMC協(xié)議選源需要配置為使能；外時(shí)鐘SSM門限:保留默認(rèn)值即可（超過這個(gè)門限值才會(huì)進(jìn)行導(dǎo)出）系統(tǒng)時(shí)鐘SSM門限:保留默認(rèn)值（超過這個(gè)門限值才會(huì)鎖定）時(shí)鐘等待恢復(fù)時(shí)間: 源恢復(fù)后等Nmin然后再去鎖定，使能

17、后才有效2626時(shí)鐘同步時(shí)鐘同步網(wǎng)管參數(shù)網(wǎng)管參數(shù)配置（配置（TIMA)TIMA)定時(shí)源時(shí)鐘輸入配置（常用）:主要作用:配置時(shí)鐘源常用配置參數(shù)：時(shí)鐘源名稱:保含2路外時(shí)鐘, N路線路鐘輸入(SYNCE)QL選擇:指定這一路時(shí)鐘的時(shí)鐘精度；等待恢復(fù)定時(shí)開關(guān): 保留缺省值即可。時(shí)鐘優(yōu)先級(jí): 人為制定時(shí)鐘優(yōu)先級(jí), 時(shí)鐘同步去使能時(shí)，依靠此值選源。2727時(shí)鐘同步時(shí)鐘同步網(wǎng)管參數(shù)網(wǎng)管參數(shù)配置（配置（TIMA)TIMA)輸出時(shí)鐘源QL值、時(shí)鐘導(dǎo)出配置:作用: 主要是配置從TIMA單盤導(dǎo)出的外時(shí)鐘的相關(guān)特性2828時(shí)間同步時(shí)間同步網(wǎng)管參數(shù)網(wǎng)管參數(shù)配置（配置（ONU)ONU)本地時(shí)鐘配置：作用: 主要配置IE

18、EE1588V2 MASTER相關(guān)參數(shù)主要參數(shù)說明:1.時(shí)鐘ID1、時(shí)鐘ID2：PTP時(shí)鐘ID（8字節(jié)），配置為本地MAC（3、4字節(jié)插入0 xFF、0 xFE),如：AABBCC FF FE 112233；2.優(yōu)先級(jí)1：用于BMC，測試配置為小于128的值；3.時(shí)鐘等級(jí)：用于BMC，配置為6；4.時(shí)鐘精度：用于BMC，測試配置為25ns；5.優(yōu)先級(jí)2：用于BMC，配置為小于128的值；6.時(shí)鐘類型：配置為GPS或PTP；7.時(shí)間域：配置與測試儀表的時(shí)間域相同即可；8.不對(duì)稱時(shí)延補(bǔ)償：屬性可配置正/負(fù)補(bǔ)償，補(bǔ)償值配置為0100000ns整數(shù)。2929時(shí)間同步網(wǎng)管參數(shù)配置時(shí)間同步網(wǎng)管參數(shù)配置u 單步時(shí)鐘時(shí)，將只使用SyncMessage報(bào)文來計(jì)算主從路徑延遲，而不需要FollowUpMessage來攜帶SyncMessage報(bào)文的發(fā)出時(shí)間戳，SyncMessage報(bào)文的發(fā)出時(shí)間戳（EgressTimeStamp)會(huì)夾帶在SyncMes