精品1588V2协议介绍解析(共27页)【在线阅读】

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1、2018/10/6 Security Level:Internal IEEE 1588V2协议介绍协议介绍 网络产品服务部 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential 第第1章章 无线网络的同步需求无线网络的同步需求 第第2章章 1588V2协议介绍协议介绍 第第3章章 其他其他IP时钟技术介绍时钟技术介绍 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 2 需求基站同步需求基站同步 基站同步基站同步 RNC/BSC 无线制式无线制式 GSM WCDMA TD-SCDMA CDMA2000 WiMax FDD WiMax TDD 时钟频率精度要求时钟频率精度要求 0.05ppm 0.05ppm 0.的要求?可以实现时间同步?时钟精度为亚us级,应用范围广?协议自动协商、无需配置 1588v2?PTP(精确时钟同步协议),?要求全网设备支持,必须全网部署?新技术,要求硬件支持,协议较复杂,利用协议报文传递同步信息,可 应用于电信、测量和工业控制领 域的同步 部署成本较高 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 25 IP同步技术对比 同步技术同步技术 TOP 频率同步频率同步 时间同步时间同步 相关标准相关标准 ITU-T G.8261 以太网物理层同步 1588 NTP ITU-T G.8262 IEEE 1588v2 RFC 1305 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 26 Thank you 。

2、05ppm 0.05ppm 0.05ppm 0.05ppm 0.05ppm 时钟相位同步要求时钟相位同步要求 NA NA 1.5us 3us NA 1us 倾向于采用时间同倾向于采用时间同 步步1.66us MS LTE?时间和频率的偏差影响移动台在基站间切换成功率时间和频率的偏差影响移动台在基站间切换成功率。
TDMTDM业务同步业务同步?频率同步的作用就是要保证写入频率同步的作用就是要保证写入 的时钟速率与接收的速率在一个误的时钟速率与接收的速率在一个误 差范围内,消除滑动,以保证数据差范围内,消除滑动,以保证数据 的正确传送和处理。
的正确传送和处理。
PRC TNC/LNC TNC/LNC Switch SDH SDH Switch HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei C数据包(packet)中发送,在接收端 从包中恢复时钟,通过算法和封 装格式尽量规避PSN传送过程中 所带来的损伤 以太网物理 层同步?利用以太网物理层同步技术,设备支持TOP,运用灵活?厂商芯片支持较好,我司也有相 络,受网络延迟抖动、丢包、错序的 影响非常大,需要保证业务高QoS?没有标准化协议,不同设备间兼容 关技术开发,实现技术较成熟 性差?不支持时间同步?时钟同步质量接近SDH?不受PSN网络影响?系统时钟架构与SDH方案相似,?需要全网部署?不是所有的以太接口都可以恢复时钟?不支持时间同步 最后达到包网络的全面同步 实现技术较成熟 NTP?NTP(网络时间协议),时钟?可以同时实现频率与时间同步?时钟精度为ms级,不能满足3G电信 定时方式类似与1588,广泛用 于Internet网络定时 网络。

3、onfidential Page 3 传统解决方案传统解决方案 G.811 Core network Building G.812(Type 2)Core Ring SDH SDH Others Switch Convergence network Building Convergence Ring SDH Switch 传统解决方案:传统解决方案:?G.812(Type3)Local network Building Access Ring SDH Others WCDMAWCDMA、GSMGSM基站基站 TD/WINMAXTD/WINMAX、CDMA200CDMA200基站基站 时钟源为BITS设备;承载设备为 传输设备,主要是 SDH。
同步网 为BITSSDH。
GSM、WCDMA基站主要从 SDH的EPage 23 NTP?还有另外一种技术可以同时实现频率与时间同步,就是当前 Internet上广泛用于网络定时的NTP(网络时间协议)?NTP最新的版本为V4,但目前尚未定稿,其实现定时的方式 NTP实现的定时精度不如1588 server Client T1 T2 T3 T4 Offset?1 与IEEE1588类似?T 2?T1?T 3?T 4?2 Delay?T 4?T1?T 3?T 2?HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 24 IP同步技术对比 同步技术同步技术 TOP 技术特点技术特点?将本地时钟(timing)信息根 优势优势?支持PSN网络透传,不要求中间 局限局限?恢复时钟的质量依赖于承载的PSN网 据一定的封装格式放入。

4、1支路上恢复时钟。
TD/WINMAX/CDMA2000 的基 站由于需要时间需求,只能从 GPS获取时间。
时间同步靠每个基站一个 GPS 模块解决,只有频率同步需求 的主要靠BITSSDH解决同步要 求 Page 4 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential 传统解决方案中时间同步的问题传统解决方案中时间同步的问题GPS存在问题存在问题 安装选址难安装选址难 馈缆敷设难馈缆敷设难 维护难维护难 安全隐患高安全隐患高 建设成本高建设成本高 安装选址困难,尤其是室内覆盖站 馈线较长时需加装放大器并考虑馈电 室内覆盖基站馈线长,情况更困难 GPS系统故障率和失效率较高(超过1),需要上站维护 依赖美国GPS系统,紧急状况下整网可能因失步瘫痪 每个基站均需配备一游进行同步,但与上层业务无关?以太网物理层同步,采用与 SDH相同的时钟质量分类信息,但与 SDH在开销中传递 不同,以太网物理层同步采用专用的数据包来实现SSM信息传递 PHY PHY 时钟板 PHY 利用以太网利用以太网 PHYPHY具备从串行码流恢复时钟的能力,提取源时钟具备从串行码流恢复时钟的能力,提取源时钟 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 22 以太网物理层同步?优点?时钟同步质量接近 SDH?不受PSN网络影响?系统时钟架构与SDH方案相似,实现技术较成熟?局限?需要全网部署?不是所有的以太接口都可以恢复时钟?不能支持时间同步 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 。

5、套GPS系统,物料成本费用为3000/个,维护、安装成本更高(尤其是海外)。
?基站空口同步的需求,不会随网络基站空口同步的需求,不会随网络 IP化而减弱。
化而减弱。
TD、CDMA、WINMAX、LTE等运营商迫切等运营商迫切 希望有地面的高精度时间同步方案。
希望有地面的高精度时间同步方案。
?由于时间同步能够有效提高无线空间频谱的利用率;因此,时间同步将成为未来所有无线基由于时间同步能够有效提高无线空间频谱的利用率;因此,时间同步将成为未来所有无线基 站发展趋势,即使是传统的站发展趋势,即使是传统的 GSM,在增加时间同步后,频谱利用率可以提高,在增加时间同步后,频谱利用率可以提高 60%左右。
左右。
HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 5 dential TOP?优点?支持PSN网络透传,不要求中间设备支持 TOP,运用灵活?厂商芯片支持较好,我司也有相关技术开发,实现技术较成熟?局限?恢复时钟的质量依赖于承载的 PSN网络,受网络延迟抖动、丢 包、错序的影响非常大,需要保证业务高 QoS?没有标准化协议,不同设备间兼容性差?不能支持时间同步 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 21 以太网物理层同步?解决包网络同步的另外一种技术,就是彻底改造现有的异步包网络,使包网络的每 一个节点都实现同步,这就是以太网物理层同步?以太网物理层同步,与 TOP技术利用数据包进行同步信息传递不同,而是采用与 SDH类似的方式,直接利用以太网物理层面上的特性,从串行数据码流恢复时钟,从而与上。

6、分组时钟的需求分组时钟的需求?网络IP化引发分组网络时钟同步问题?IP化是未来网络和业务的发展趋势,但是以SDH为基础的传统网 络过渡到以IP为基础的分组传送网络目前还存在很多困难,一个关 键技术是解决新网络对传统TDM业务的承载。
传统TDM有两个主 要的应用,语音业务和时钟同步业务。
对于语音,VoIP化后,在 IP网络上承载的技术已经成熟并且大规模应用,但是对于时钟同步 业务相关的各种技术还在发展中,于是分组时钟技术开始崭露头角。
?业界提出了几种实现分组网络(PSN)同步的技术方案?TOP(Timing Over Packet-switching network)以太网物理层同步 IEEE1588V1/IEEE 1588V2 NTP Huawei Confidential Page 6 HUAWEI TE介绍 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 19 TOP?TOP(Timing Over Packet-switching network),就是将本地时钟(timing)信息根据一定的封装格式放入数据包(packet)中发送,在接收端从包中恢复 时钟,通过算法和封装格式尽量规避 PSN传送过程中所带来的损伤?具有TOP的设备可以实现包网的全网同步,实现与异步包网络相连的同步包网 络的同步 TOP Client 产生Timing包 PSN Timing 包队列 Time Stamp f recovery 利用数据包的timing信息进行时钟恢复 Page 20 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confi。

7、CHNOLOGIES CO.,LTD.第第1章章 无线网络的同步需求无线网络的同步需求 第第2章章 1588V2协议介绍协议介绍 第第3章章 其他其他IP时钟技术介绍时钟技术介绍 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 7 1588协议介绍1588标准产生 IEEE1588的前世今生?以太网在1985年成为IEEE802.3标准后,在1995年将数据传输速度 从10Mb/s提高到100Mb/s的过程中,计算机和网络业界也在致力于 解决以太网的定时同步能力不足的问题,开发出一种软件方式的网 络时间协议(NTP),提高各网络设备之间的定时同步能力,但是 仍然不能满足测量仪器和工业控制所需的准确度;?为解决上述问题,2000年底成立网络精密时钟同步ave、N个端口为下级个端口为下级 Slave的的 Master。
2)本地站点与上级)本地站点与上级 Master的时钟(频率)同步,时间(相位)也同步。
的时钟(频率)同步,时间(相位)也同步。
HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 17 1588V2协议简介BMC算法 通过通过Announce报文传递时间源信息。
报文传递时间源信息。
通过通过BMC算法选择最优的网络时间源。
算法选择最优的网络时间源。
HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 18 第第1章章 无线网络的同步需求无线网络的同步需求 第第2章章 1588V2协议介绍协议介绍 第第3章章 其他其他IP时钟技术介绍时钟技术。

8、委员会,2001年 中获得IEEE仪器和测量委员会美国标准技术研究所(NIST)的支持,该委员会起草的规范在2002年底获得IEEE标准委员会支持并通过,IEEE1588标准诞生;?在通讯领域中,PSN网络传时钟的技术迅速发展,IEEE组织对1588 进行了重新修订,最新版本在2006.6月份输出,2007年完成V2修订。
HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 8 1588协议介绍 什么是1588??IEEE 1588是网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准,采用PTP(精确时钟同步)协议,精度可以达到微秒级。
此标准的目的是为了精 确地把测量与控制系统中分散、独立运行的时钟同步起来。
HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Hy_req Delay_resp HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 14 1588V2协议简介设备模型 E2ETC(Transparent Clock)模型)模型 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 15 1588V2协议简介设备模型 P2PTC(Transparent Clock)模型)模型 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 16 1588V2协议简介设备模型 BC(Boundary Clock)模型)模型 1)一个时钟晶振,一个端口做为上级)一个时钟晶振,一个端口做为上级 Master的的Sl。

9、uawei Confidential Page 9 1588协议介绍1588 组网?TD/CDMA2000/WINMAX/LTETD/CDMA2000/WINMAX/LTE 的的 IP RAN IP RAN的端到端解决方案(从的端到端解决方案(从 ServerServer到承载网,再到到承载网,再到 ClientClient)。
)。
PTN/MSTP/IP/OTN PTN/MSTP/IP/OTN BITS/CLK SRV GPON/EPON NODEB TD/CDMA2000/WINMAX RNC 时间同步流 业务流?相对相对GPSGPS每基站¥每基站¥30003000成本,最终降低到每基站¥成本,最终降低到每基站¥500500,同时解决,同时解决 GPSGPS存在的安全性存在的安全性(美国控制)、失效率高(入的驻留时间,从而实现主从间 模式,计算中间网络设备引入的驻留时间,从而实现主从间 精确时间同步精确时间同步 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 12 1588V2协议简介设备模型?IEEE1588V2定义TC模型(解决中间网络设备驻留时间)HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 13 1588V2协议简介设备模型 E2ETC 模型模型 Master Sync Follow_up P2PTC 模型模型 Slave Master Sync Follow_up TC TC Slave Delay_Req Delay_Res p Delay_req Delay_resp Dela。

10、室外雷击)、维护困难(无保护,现场更换)等问题。
(美国控制)、失效率高(室外雷击)、维护困难(无保护,现场更换)等问题。
HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 10 1588V2协议介绍原理 优点:时间和频率同步;时间和频率同步;同步精度高亚微秒级;同步精度高亚微秒级;网络网络PDV影响通过点到点的恢复方式解决;影响通过点到点的恢复方式解决;统一的业界标准;统一的业界标准;缺点:不支持非对称网络不支持非对称网络 需要硬件需要硬件/软件升级软件升级 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 11 1588V2协议简介实现 IEEE 1588 Code(application layer)OS B MAC Hardware Assist PHY Time Network APreambleHeader C Message timestamp point 1、NTP和和IEEE1588V2 的相同点 的相同点 1)需要计算偏移量和路径延迟)需要计算偏移量和路径延迟 2)假设主从双向路径对称)假设主从双向路径对称 2、NTP和和IEEE1588V2 的区别 的区别 1)如上图)如上图IEEE1588V2 的时间戳处理在的时间戳处理在 A点,点,NTP的时间戳处理在 的时间戳处理在 C点,点,A-C的不确的不确 定延时会导致定延时会导致 NTP的误差达到几十毫秒,严重影响时间恢复的精度。
的误差达到几十毫秒,严重影响时间恢复的精度。
2)IEEE1588V2 支持支持TC模式,计算中间网络设备引。

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