同步以太网及其时钟

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同步以太网及其时钟

一吴先涛（深圳大唐电信科技股份有限公司，成都６１００２１）吴承洽（电信科学技术第五研究所，成都６１００６２）

摘要：本文描述了同步以太网的概念，同步以太网的网络结构及同步性能的总体要求。然后，介绍了同步以太网设备（ＥＥＣ）的时钟规范，网络应用及支持同步以太网的时钟芯片。

关键词：同步以太网；同步状态信息；以太网设备时钟

Ｓ．ｖｎｃｈｒｏｎｏｕｓＥｔｈｅｒｎｅｔＮｅｔｗｏｒｋｓ

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ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ

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ＳｙｎｃＥ；ＳＳＭ：ＥＥＣ

前言

在电信服务提供商网络向下一代网络的演进中，以太网将逐步取代ＰＤＨ以及ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ传输网。因此，在一些要求严格同步的应用（包括无线基站以及ＴＤＭ电路仿真（ＣＥＳ）设备）中，电信服务提供商将面临如何通过以太网传输高品质时钟同步的挑战。最新的标准解决办法是同步以太网（ＳｖｎｃＥ

在ＳｖｎｃＥ中，以太网采用与ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ相同的方式，通过高品质、可跟踪一级基准时钟信号同步其位时钟。２００６年，国际电信联盟在其Ｇ．８２６１中描述了ＳｖｎｃＥ概念。２００７年，在Ｇ．８２６２中对ＳｖｎｃＥ性能要求进行了标准化。规定了同步以太网网络设备中使用的时钟的最低性能要求。

同步以太网技术广泛用于ＤＳＬＡＭ、路由器、ＭＳＳＰ（多业务交换平台）、ＰＯＮ及多业务接入设备，支持通过高带宽。融合同步以太网链路来承载话音、数据、视频和传统业务。

１，同步以太网的概念和基准时钟信号的分配方式

Ｇ．８２６１定义了分组网中的定时同步网元，规定了网络中所容许的最大抖动和漂移值；分组网边界与ＴＤＭ接１２时需要７０＿垫＿＿ＡＦＩｆ现代传输达到的抖动和漂移容限的最小值；概述了网元实现同步功能的最小要求。提出了两种基准时钟信号的分配方式：网络同步方式（同步以太网）和基于分组方式，解决了分组网特别是以太网的同步问题。

１．１方式１：网络同步方式（同步以太网）

与现在的ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ链路一样，同步以太网通过ＯＳｌ七层协议的第一层即物理层实现网络同步，如图１所示。同步以太网方式称为ＰＲＣ分配方式（女１７ＧＰＳ）或用同步物理层（以太网（Ｅ丁Ｙ），ＳＴＭ—Ｎ）的主一从方式。它支持基于网络同步线路码方式的时钟分配，这种方式己广泛地运用到同步ＴＤＭ网。

图１物理层实现网络同步的以太网

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总体结构

从以太交换提供一个物理层时钟到互联功能（ＩＷＦ）的概念，如图２所示。

图２在以太网物理层提供定时至以太司ＩＷＦ

可跟踪一级基准时钟’（ＰＲＣ）的定时信号（图２中所示的两个可跟踪一级基准时钟（ＰＲＣ）的定时信号来自同一个源），用外时钟接口注入以太交换。然后抽出该信号，在注定时进以太网比特流之前，需经同步功能处理。同步功能提供过滤和所需的保持。

在被注入定时信号的网元和ＩＷＦ问可能存在多个以太交换。在这种情况下，以太交换内的同步功能必需能够从输入比特流来恢复同步即“线路定时”。

在部分结构中，网络时钟与业务时钟是不同的。

网络时钟

网络日寸钟是训练以太交换内同步功能的时钟并且以该肘钟的比特率离开以太交换。该时钟注入同步功能是用于同步，即锁到网络时钟。在这种情况下，产生的抖动和漂移必须限制，包括时钟精度、过滤功能、保持性能、产生的噪声等。

业务时钟

在现存以太网技术中。业务是异步的。在同步以太网中，现存的以太业务将继续以适当的速率映射进或出以太网物理层。

１．２方式２：基于分组方式

第二类方法是指定时信息由分组承载（即图３所示，发送专用的时戳消息；双向传送定时信息的方法可能是ＮＴＰ或类似的协议；值得注意的是双向协议还能传送ｍｌＮ信息）。在某些情况（如计费），仅此方式可以替代ＰＲＣ分配方式。基于分组方式及相关的性能有待进一步研究。

图３基于分组方式的案例：基准信号经时戳的定日＿Ｊ分配

１．３两种方式的比较

方式１：使用以太网物理层；仅能分配同步频率，不能分配同步时间；不会因网络高层产生损伤而受到影响，同步质量好，可靠性高。

方式２：与物理层无关；能分配同步频率和同步时间；会受电信网损伤的影响，如分组时延抖动。

两种方式的混合应用将构建既能实现频率同步又能实现时间同步的下一代同步网。

２．物理层同步以太网的网络结构

２．１一级（全国）基准时钟（ＰＲＣ）位置

一个典型的同步以太网结构中，在图４所示的三个位置之一具有ＰＲＣ。

图４基准时钟位置

●情况Ａ，核心位置：这种结构意味只有少量ＰＲＣ节点即以ＰＲＣ为ｍ，ｂ用某种形式分配定时到ＩＷＦ。

●情况Ｂ，接入位置：ＰＲＣ将位于网络中的某些点，典型的在多业务接入点。这种结构意味有比情况Ａ更多的ＰＲＣ节点即以ＰＲＣ为中心用某种形式分配定时到１ｗＦ。

●情况Ｃ，ＩＷＦ位置：ＰＲＣ将位于ＩＷＦ并直接同步连接到ＩＷＦ，这种结构意味有很多ＰＲＣ节点即每个ＩＷＦ有～个ＰＲＣ。

参照图３，提供的同步流是由核心网至ＩＷＦ。不试图从

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