基于IEEE1588V2的精密時(shí)鐘同步協(xié)議

傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)同步依賴于頻率的分配就能夠滿足同步的需求。但是在4G，5G等網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)同步的要求更高，不僅要求頻率同步還要求相位同步。而無論是TOP還是以太網(wǎng)物理層同步，都只能實(shí)現(xiàn)頻率同步，不能實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步。因此就需要引入基于IEEE1588V2的精密時(shí)鐘同步協(xié)議。

我們知道，從無線接入到核心網(wǎng)，端到端的網(wǎng)絡(luò)，有分組網(wǎng)PTN/IPRAN，也有DWDM/OTN網(wǎng)絡(luò)。那么當(dāng)回程業(yè)務(wù)需要穿通DWDM/OTN時(shí)，如何讓DWDM/OTN也支持并進(jìn)行準(zhǔn)確的時(shí)鐘時(shí)間傳輸？

基于1588v2，它支持三種模式，分別是OC： Ordinary Clock， BC： Boundarty Clock， TC： Transparent Clock。

在1588模式中，OC模式應(yīng)用于首末節(jié)點(diǎn)，BC應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的中間節(jié)點(diǎn)。在端到端的回程傳輸時(shí)，處于DWDM/OTNkh中的1588基本上是T-BC模式的。以下圖為例。

下面我們就來看看，1588 PTP報(bào)文在DWDM/OTN網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行準(zhǔn)確的時(shí)間/相位傳輸?shù)膸追N方式。大體上可以有以下三種方式：

（1）OSC方式：使用光監(jiān)控信道（OSC）傳輸IEEE1588v2 Sync數(shù)據(jù)包。屬于帶外傳輸。

帶外OSC傳輸時(shí)間時(shí)鐘信號(hào)，從客戶信號(hào)中提取1588v2的PTP報(bào)文，1588v2報(bào)文的比特流以透明或者說近乎透明的方式被封裝在光傳送單元中。由于業(yè)務(wù)均為雙向處理，而且在處理過程中的時(shí)延也是雙向?qū)ΨQ的，所以并不會(huì)對(duì)1588時(shí)間時(shí)鐘的精度恢復(fù)造成影響。這種方式也就要求DWDM/OTN設(shè)備支持1588功能，以對(duì)其報(bào)文進(jìn)行處理。

（2）ESC方式：使用OTN光信道數(shù)據(jù)單元k（ODUk）保留的開銷字節(jié)來傳輸IEEE1588v2 Sync數(shù)據(jù)包。如下為OTN幀格式（ITU-T G.709）中的RES保留開銷字段，屬于帶內(nèi)傳輸。

以ESC方式，因此直接涉及到OTUk幀的開銷，時(shí)間時(shí)鐘報(bào)文在業(yè)務(wù)上下節(jié)點(diǎn)需要對(duì)1588報(bào)文處理，OTN設(shè)備就必須支持1588功能。

上面的兩種1588v2傳輸方式中，或多或少都會(huì)面臨時(shí)延變化和雙向不對(duì)稱的問題，這是DWDM/OTN承載1588 PTP報(bào)文的主要問題：

第一個(gè)問題：時(shí)延變化，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)和鏈路都會(huì)引入時(shí)延。時(shí)延變化是DWDMDWDM/OTN技術(shù)對(duì)1588v2 PTP性能影響最為主要的考慮因素。我們知道，當(dāng)業(yè)務(wù)接入后，以半透明的GFP-F映射時(shí)，又或者當(dāng)引入L2層交換功能時(shí)，都會(huì)造成以太網(wǎng)幀緩沖帶來的時(shí)延不對(duì)稱，從而對(duì)其精度造成嚴(yán)重的影響?；赥-BC模式的時(shí)間傳輸模式的時(shí)延可以用如下圖表示。

第二個(gè)問題：雙向不對(duì)稱性，1588協(xié)議最重要的前提是雙向的對(duì)稱。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中會(huì)帶來各種不對(duì)稱因素。例如，光纖鏈路的不對(duì)稱，某些網(wǎng)絡(luò)保護(hù)倒換機(jī)制形成的雙向路徑的不一致造成的不對(duì)稱。當(dāng)然除了上面說的最明顯的光纖鏈路長(zhǎng)度不對(duì)稱，在波分復(fù)用（WDM）中，同一條光纖上承載的多個(gè)波長(zhǎng)通道，由于色散，使用不同的波長(zhǎng)也會(huì)導(dǎo)致光纖鏈路時(shí)延的不對(duì)稱性。

針對(duì)光纖鏈路長(zhǎng)度的不對(duì)稱性，可以在一開始就設(shè)計(jì)好光纖鏈路，將鏈路長(zhǎng)度的不對(duì)稱性減小到可以容忍的程度。而對(duì)由于不同波長(zhǎng)的色散引起的不對(duì)稱性問題，也可以通過計(jì)算通過NMS來補(bǔ)償。下圖為單模光纖G.652上兩個(gè)極端波長(zhǎng)的最大光纖鏈路因色散導(dǎo)致的延遲參數(shù)。

（3）透?jìng)鞣绞?，由于PTP 1588報(bào)文直接作為客戶側(cè)信號(hào)承載，OTN設(shè)備不需要對(duì)其做任何的1588處理，因此此種情況下，并不需要DWDM/OTN支持1588功能。

雖然這種方式比較容易實(shí)現(xiàn)，但是考慮到不同光纖鏈路不同波長(zhǎng)的時(shí)延影響，而又沒有任何有效的補(bǔ)償辦法，其精度較低，滿足不了高精度的同步要求。