Современные технологии и решения cisco для обеспечения...

© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Public

Современные технологии и решения Cisco для обеспечения синхронизации в пакетных сетях

1

Денис КоденцевСистемный инженер[email protected]

Version 1.0


О чем пойдет речь

Необходимость синхронизации в пакетных сетях Обзор синхронизации по частоте и времени Поддержка синхронизации в продуктах Cisco Сценарии внедрения Заключение и выводы

2

Часть 1.Зачем нужна синхронизация впакетных сетях?


Две «стороны» синхронизацииЧастота и время

Частота Время

BITS in

Output Data

Output Data

Output Data

205-12#sh clock*13:38:54.805 UTC Mon Apr 2 2012

4


Smart Grid

Операторы связи Промышленность

High Frequency Trading

5


Зачем синхронизировать частоту?

Отсутствие SLIP ошибок на TDM интерфейсах (E1/T1, …) Обеспечение работы синхронной сети (SONET/SDH) Развертывание 2G и 3G Radio Access Network (RAN)

Основные приложения

RAN … Radio Access Network; TDM … Time Division Multiplexing; SONET … Synchronous Optical Network; SDH … Synchronous Digital Hierarchy

Clock SourceBTS

Cell Site Router

Aggregation Router

BSC

Same Clock

6


Зачем синхронизировать время?Пример применения – Mobile Network LTE TDD

7WCDMA … Wideband Code Division Multiple Access; LTE … Long Term Evolution; TDD … Time Division Duplex

Ex: Требования 3GPP: ±3µs между БС (WCDMA/LTE TDD)

Ex: Фактические требования : ≤ ±1.5µs от общего источника

Time Reference

±3µs

±3µs

≤ ±1.5µs

≤ ±1.5µs

≤ ±1.5µs


Зачем синхронизировать время?Пример применения – Y.1731 Performance Management

8ToD … Time of Day; NE … Network Element; MEP … Maintenance End Point

MEP MEP

CustomerEquipment

CustomerEquipmentService Provider

(RxTimeStampb – TxTimeStampf) –(TxTimeStampb – RxTimeStampf)

Two-Way Delay

RxTimeStampf – TxTimeStampf

One-Way Delay (Forward)

RxTimeStampb – TxTimeStampb

One-Way Delay (Backward)

OptionalTimestamps

TxTimeStampf000

DMM

TxTimeStampfRxTimeStampf00

DMM

DMM

TxTimeStampfRxTimeStampfTxTimeStampbRxTimeStampb

DMR

TxTimeStampfRxTimeStampfTxTimeStampb0

DMRDMR

NEs must be synchronized (ToD) for one-way delay


Почему GNSS недостаточно?

Причины «за» GPS‒ Доступно практически везде‒ Осциллятор синхронизированный с GPS дает точность до 100ns

Причины «против» GPS‒ Официальные директивы: www.pnt.gov, from Nov 3rd ,2010

"GPS should not be used as the unique reference in any critical civilian system"

‒ Надежность (спутниковый сигнал довольно слабый)‒ Атаки (jamming и spoofing)‒ Стоимость

Global Navigation Satellite System (GNSS) – aka GPS, COMPASS, Galileo, …

9GPS …Global Positioning System; GNSS … Global Navigation Satellite System

GPS Jammer Handheld


Что такое частота?

Типовые интерфейсы‒ 2,048 kHz‒ E1/T1 Framed‒ 10 MHz

Прямоугольный или синус сигнал

Интервал T [sec]

Частота = 1 / T [Hz]

Typically BITSPins 1&2 = External Timing InputPins 4&5 = External Timing Output

Line Interfaces1GE, 10GE, …

10


Частотная синхронизация

Часы двух NE синхронизированы по частоте (frequency synchronized), если у частот есть общий знаменатель .

Разница между фронтами синхросигнала называется фазовым сдвигом (phase offset)

Часы двух NE, разница фаз которых постоянна находятся в состоянии «phase-locked» и как следствие «frequency synchronized».

11

System A

System B

Reference timing signal to system A

A

BReference timing signal to system B

:N

:MCommon f

θθ = phase offset of signal from system B relative to signal from system A


Распространение частотыРаспространение частоты на физическом уровне или в пакетной среде

Packet Layer Frequency Distribution

Source Recovered Clock

SEC SEC EEC EEC

Physical Layer Frequency Distribution

Master Slave

SyncE/ESMC

SyncE/ESMC

SONET/SDH/SSM

SONET/SDH/SSM

IEEE1588 PTP Exchange

12


Физический уровень

Синхросигнал зачастую реализуется в виде цифрового периодического сигнала.

CDR … Clock Data Recovery

NE clock

CDR

time (t)t(n-1) t(n) t(n+1)

Rate: 8 kHz to 100’s of MHz

13


Физический уровень – significant instanceСинхронизация и шум

Timing jitter andwander

Time

Timing signal Significant instants

G.8260(10)_F04Source: ITU-T G.8260 (201007)

Example : 25 MHz signal

Rate: 8 kHz to 100’s of MHz

14


Частота в пакетной среде

Три ключевых шага:‒ Генерация: из физической среды в пакетную сеть‒ Передача: транспорт пакетов или фреймов по пакетной сети‒ Восстановление: из пакетной сети в физический сигнал

Adaptive Clock Recovery (ACR) или IEEE1588 Precision Time Protocol (PTP)

Reference Clock

Recovered Clock

Packet-based timing Flow

Packet master

Packet slave

15


Пакетная среда - significant Instants

Сигнал синхронизации может быть‒ периодическим (e.g., CES) или

‒ апериодическим (e.g., NTP, PTP) с

Дополнительной информацией (например, timestamps) определяя точное положение во времени синхроимпульса по временной шкале источника

Источник: ITU-T G.8260 (201007)

CES … Circuit Emulation Service; NTP … Network Time Protocol

G.8260(10)_F05

Significant instants

Payload HF

Packet delay variationEvent packets(header, payload and footer)

Time

Payload HF Payload HF Payload HF

Rate : typical 1-64 Hz

16


Типовая архитектура Маршрутизатора / Коммутатора

PDV … Packet Delay Variation

Ingress classification, policing, queuing

Forwarding decision

Egress queuing, scheduling, shaping

Egress queuing, scheduling, shaping

Ingress classification, policing, queuing

Packet Delay Variation (PDV): prop_time_pkt#n != prop_time_pkt#m

Ассиметрия: prop_time != prop_time17


Packet Delay Variation

Каждый тип оборудования обладает своим профилем PDV (и ассиметрии)

Нагрузка и QoS

Idle

80% background

20% background with strict priority

without strict

priority

with strict

priority

80% background

w/strict priority20%

background w/strict priority

X-axis: number of observed packetsY-axis: packet delay from the minimum delay observed during measurement

18


Восстановление в пакетной сети

1. Классификация пакетов2. Выбор «хороших» пакетов3. Обработка «хороших» пакетов и

восстановление временного сигнала

Три основных задачи

XO … Oscillator; PLL … Phase Locked Loop

Reference Clock

Recovered Clock


Packet master

Packet Slave

Packet selection

PLLXOLocal reference

Servo

19


Выбор источника синхронизации в NE

SETG … Synchronous Equipment Timing Generator (PLL - Phase Locked Loop) Three Selector table to control

‒ System Frequency

‒ Output Interface Frequency

SETS - Synchronous Equipment Timing Source

SETS … Synchronous Equipment Timing Source; SETG … Synchronous Equipment Timing Generator

Network Element (NE)

PTP

20


Quality Level & TraceabilityСравнение уровня качества источника

21

S1 byteBits 5-8 are used for SSM

EEC EECESMC PDUs

ESMC PDUs

SSM QL G.781 ESMCPTP

Clock Class

Option I Option II Option I Option II0001 QL-PRS 800000 QL-STU 820010 QL-PRC 840111 QL-ST2 860011 880100 QL-SSU-A QL-TNC 900101 920110 941000 QL-SSU-B 961001 981101 QL-ST3E 1001010 QL-ST3 QL-EEC2 1021011 QL-SEC QL-EEC1 1041100 QL-SMC 1061110 QL-PROV 1081111 QL-DNU QL-DUS 110

IEEE802.3 Slow ProtocolInformational and Event PDUs with TLVs

clockClassPTP Attribute Value


Quality Level & TraceabilityОпределение лучшего источника синхронизации

References: ITU-T G.871 / G.8261 and Telcordia GR-253-COREQL … Quality Level

NE

NE

NE

NE

Какой источник использовать?

1. Внешние команды2. Сбой3. Local Priority (per interface)

QL-Disabled Mode1. Внешние команды2. Quality level3. Сбой4. Local Priority (per interface)

QL-Enabled Mode

PRC

SSU-A

+ QL

+ QL

+ QL + QL

22


Регенерация физического сигнала

Передача восстановленного сигнала в физическую среду Например:

‒ E1/T1, 2,048kHz, 2,048kbps/1,544kbps

Распространение частоты

Clock stability quantities

Physical layer timing interface

G.823/G.824/G.8261/G.8265

Reference Clock

Recovered Clock + εPacket-based timing Flow

Packet master

Packet Slave

PSN

SEC/EEC SEC/EEC SEC/EEC SEC/EEC

Physical Timing Chain

23


Точность при передаче частоты

Исходный сигнал(e.g. 10 MHz signal)

Полученный или восстановленный сигналPhase offset

Оценка точности частоты основано на длительном измерении среднего фазового сдвига

1ns

1 second observation period Frequency offset = ΔTime / Time= 1 ns / 1 second = 1 x 10-9 = 1 ppb

Other examples:•50 µs / 1 second = 50 x 10-8 = 0.05 ppb = 50 ppm •1 µs / 100 seconds = 1 x 10-5 = 10 ppb

24


Метрики качества частоты (Wander)

TIE (Time Interval Error)‒ Phase Difference measured in ns

… определяет точность в определенный момент

MTIE (Maximum TIE)‒ Largest Peak-to-Peak TIE for a particular Observation Interval

… определяет точность и стабильность

TDEV (Time Deviation)‒ Route Mean Square of Bandpass filtered TIE (statistical representation of TIE

variance) … оценивает систематические эффекты

Расчеты на основе фазового сдвига

Source: http://users.rcn.com/wpacino/jitwtutr/jitwtutr.htm / Reference: ITU-T G.81025


Проверка распространения частотыТиповой тестовый стенд

EEC/SEC E1

Frequency Verification

ANT-20

SyncESONET/SDH

E1

PRC/PRS

EEC/SEC EEC/SEC EEC/SEC

SyncESONET/SDH

SyncESONET/SDH

MTIE & TDEVTIE

E1

Masks per G.823/G.824/G.8261

26

Часть 2.Обзор временной синхронизации (Time)


Что такое время?Time = Phase + Time of Day

1PPS Pulse Фаза(analog signal on the DIN connector)

Time of Day (TOD) Information(serial interface on the RJ45 connector)

*13:38:54.805 UTC Mon Apr 2 2012

28


Форматы Time-of-Day

Множество разных форматов‒ NTP‒ Cisco‒ ISO8601‒ NMEA‒ UBX‒ …

29

Cisco Format

NTP Format


Распространение времениРаспространение фазы и ToD в пакетной сети

See also ITU-T G.8260

00:00:02

00:00:01

00:00:00 ToD messages

Pulse per Second

time

Источник ToD & 1PPS

Восстановленные ToD & 1PPS

00:00:02

00:00:01

00:00:00 ToD messages

Pulse per Second

time

IEEE1588 PTP Exchange

Master

Slave

Phase Offset

30


Введение в IEEE1588-2008

Стандарт для задач точной синхронизации сетевых систем управления и контроля Precision Time Protocol (PTP) похож на NTP, является Two Way Time

Transfer protocol (TWTT). PTP разработан с целью обеспечить точность синхронизации вплоть

до наносекунд … при условии, что каждый элемент правильно внедрен Изначально предполагалось, что IEEE 1588 будет plug-and-play для

решения задач синхронизации Интерес среди операторов связи вызван стандартизацией и

точностью протокола

31


Режимы IEEE 1588-2008

OC – только один PTP порт, либо slave либо master. В качестве промежуточных узлов, BC и TC призваны корректировать PDV, в

обоих направлениях (ассиметрия).

Reference Clock

Recovered Clock

Ordinary Slave

Ordinary Master

TC

Transparent Clock

Boundary Clock

BC

PTPPTP

PTP

32


Протокол PTP v2

Множество ключевых сообщений:‒ Sync

‒ Delay_Req

‒ Pdelay_Req

‒ Pdelay_Resp

Множество базовых сообщений:- Follow_Up

- Delay_Resp

- Pdelay_Resp_Follow_Up

- Announce

- Signaling

- Management L2 Ethernet, IPv4, IPv6

Режимы передачи: unicast или multicast (можно совмещать)

Переменные и настраиваемые частота обмена и таймауты

Различные TLVs и гибкие расширения TLV

33


IEEE1588-2008. Ключевые допущения

Временное расхождение (offset) считается постоянным в процессе одного обмена PTP сообщениями между Master и Slave Время передачи PTP пакетов Master -> Slave = Slave -> Master Оборудование способно точно измерить момент получения и

отправки PTP пакетов

34


TWTT – основы протоколаТиповой обмен сообщениями PTP

Timestamps known by slave

t1, t2, t3, t4

Delay

Delay

Offset = TS - TM

t1, t2, t3

t1, t2Delay - Offset = B = t4 – t3 t2 = t1 + Offset + Delay

Offset + Delay = A = t2 – t1

t4 = t3 - Offset + Delay

Master time = TM Slave time = TS = TM + offset

Offset = ((t2 – t1)–(t4 – t3))/2Delay = ((t2 – t1)+(t4 – t3))/2

MASTER SLAVE

Delay_Resp

t1

t3

t4

t2

SYNC

Delay_Req

35


Регенерация физического сигнала

Задача: передать восстановленный сигнал во внешние интерфейсы Например:

‒ Time of Day (RJ48C, RS232/RS422)‒ Phase (DIN, 1PPS)

Распространение времени

Clock stability quantities

Physical layer timing interface

TBD


Packet master

Packet Slave

PSNReference Clock

Recovered Clock + ε

36


Точность фазовой синхронизации

Источник A(E.g., 1 PPS)

Источник B (или восстановлено из A)Phase error (точность)

Требования к точности фазы определяются через максимальное отклонение относительно

источника сигнала

- 1 µs+0.5 µs

37


Оценка влияния нагрузки на сеть и количества NE

Master Slave

Traffic Generator

Traffic Generator

Hop 1 Hop 2 Hop 3 Hop 4 Hop n

Simulated Network Load

Packet Network

PTP SessionPTP Session

1PPSE1

1PPS

Frequency Verification

Phase Verification

ANT-20 Frequency Counter or Oscilloscope

10MHz

402-3402-2

E1

PRC/PRS

Типовой тестовый стенд

ToD

RS422 Console

38

Поддержка синхронизации в продуктах Cisco


Портфолио SP продуктов CiscoРаспространение частоты (SyncE)

1) SyncE is not supported with 1GE Coppper SFPs 3) 10MHz on RSP440 only 4) 10MHz on ASR901 only2) SyncE in+out support on Fiber SFPs and 1GE Copper Interface Module 5) ME3600X-24CX only

ASR9000 Cisco7600 ASR903 ME3600XME3800X

MWR2941ASR901

Traffic Interfaces

STM-1/4/16/64OC-3/12/48/192

1GE1)

10GE (LAN & WAN)

E1/T1STM-1/4/16OC-3/12/48

1GE1)

10GE (LAN & WAN)

E1/T1STM-1/4OC-3/121GE 1) 2)

10GE (LAN & WAN)

E1/T1 5)

STM-1 5)

OC-3 5)

1GE 1) 2), 10GE (LAN only)

E1/T1

1GE 1)

External Timing

Interfaces

Input/Output2048kHz/2048kbps/15

44kbps/10MHz3)


4kbps/10MHz


544kbps/10MHz

Input/Output2048kHz/2048kbps/

1544kbps

Input/Output2048kHz/2048kbps/1544kbps/10MHz4)

ITU-T G.8262 Compliance today

40

ASR901

MWR2941

ME3600X-24CX

ME3600X/3800X


Портфолио SP продуктов CiscoРаспространение частоты и времени (IEEE1588)

1) MWR2941 only 2) First release to support PTP on MWR2941 3) First Release to support PTP on ASR901

ASR9000 Cisco7600 ASR903 ME3600X-24CX MWR2941ASR901

Hardware RSP440 & 2nd Gen Linecards

SIP-400SYNCE-SPA All Interfaces All Interfaces All Interfaces

Supported Clock Modes

Ordinary MasterOrdinary SlaveBoundary Clock




Ordinary SlaveBoundary Clock

PTP Transport Options

IPv4 Unicast Negotiation

IPv4 Unicast & Unicast NegotiationIPv4 Mixed Multicast

IPv4 Unicast & Unicast

Negotiation


NegotiationIPv4 Mixed Multicast


NegotiationIpv4 Mixed Multicast 1)

ITU-T G.8265.1 Telecom Profile

planned

41

ASR901

MWR2941

ME3600X-24CX


Внешние интерфейсыЧастота и время

42

ASR9000 RSP-440

ASR903 RSP1

ASR901

2048kHz2048kbps / 1544kbps

10MHz1PPS

ME3600X/ME3800X

ToD


NPU

Архитектура ASR9000

NPU

PTP

Encoder

DPLL

SETS

MAC

MAC

…

Encoder

DTI/UTI

BITS #0

BITS #1

10MHz1PPS

ETHETH

ETH

PTP

SETS

Encoder

DTI/UTI

BITS #0

BITS #1

10MHz

MAC

Encoder

DPLL

MAC

MAC

…

ETHETH

ETH

RSP0 RSP1

Ingress Linecard Egress Linecard

ToD1PPSToD

N:2

MAC

CPU

PTP Stack and Servo Algorithm

Frequency Selection

PTP Packets

Hardware based Time Stamping

PTP PacketsDistributed PTP Packet Generation

2x

Prim & Sec

43


Архитектура ASR903

PTP

SETSBITS

10MHz1PPS PTP

SETS BITS

10MHz

Ingress Interface Module (IM)

Egress Interface Module (IM)

ToD1PPSToD

RSP0 RSP1

PHYPHY

PHY

…

ETHETH

ETH

DPLL

PHY

DPLL

PHY

PHY

…

ETHETH

ETH

N:2

CPU2x

CPUPrim &

Sec

ToD2x

ToD

1ppsToD

1pps

ToD

1pps

PTP Packets

Centralized PTP Packet Generation

PTP Stack and Servo Algorithm

Frequency Selection

PTP Packets

Hardware based Time Stamping

44

Сценарии применения


Профили IEEE1588-2008

BMCA … Best Master Clock Algorithm QL … Quality Level PTSF … Packet Timing Signal Fail

IEEE1588Default Profiles

ITU G.8265.1Telecom Profile Frequency

IEEE C37.238Power Profile

Segment Industrial SolutionsHigh Speed Trading

2G Mobile RAN3G Mobile RAN Smart Grid

Profile ID / Version

00-19-A7-00-01-00 / v1.000-19-A7-00-02-00 / v2.0 00-19-A7-00-01-00 / v1.0 1C-12-9D-00-00-00 / v1.0

PTP Modes One-way & two-wayOne-step & two-step

One-way & two-wayOne-step & two-step

Two-wayOne-step & two-step

PTP Transport IPv4 & Layer 2 Multicast IPv4 Unicast Negotiation Layer 2 Multicast

Master Selection BMCA

Alternate BMCA•QL (Clock Class)•PTSF•Local Priority

BMCA

Path Delay Mechanism

Delay request/responsePeer-to-Peer Delay request/response Peer-to-Peer

Management Option Mgmt Message per Clause 15 Не определено IEEE C37.238 MIB

Node Types Ordinary Master/Slave, Boundary и Transparent Ordinary Master и Slave Ordinary Master/Slave,

Boundary and Transparent

ITU G.8275.1Telecom Profile TimeОжидается в 2013 г.

4G Mobile RAN

46


Требования приложенийTechnology Frequency

Read: better than…Phase or Time Synchronization

Read: less than…

GSM Macro BS: ±50 ppbPico BS: ±100 ppb N/A

WCDMA (and LTE) FDD

WideArea BS: ±50 ppbMedium/LocalArea BS: ±100 ppbHome BS: ±250 ppbOBSAI: ±16 ppb

N/A

WCDMA TDD WideArea BS: ±50 ppbLocalArea BS: ±100 ppb ± 2.5 µs between base stations

TD-SCDMA WideArea BS: ±50 ppbLocalArea BS: ±100 ppb ± 3 µs between base stations

LTE TDD WideArea BS: ±50 ppbLocalArea BS: ±100 ppb

± 3 µs between base stationsMay range from ±0.5µs to ±50µs

CDMA2K Macro Cell BS: ±50 ppb Pico Cell BS and Femto Cell: ±100 ppb

ToD (UTC) sync should be less than 3 μs and shall be less than 10 μs

WiMAX Mobile Up to ± 1 ppbAverage target : ± 15 ppb

Usual values between ± 0.5µs and ± 5µs

LTE-Advanced Services ±5 ppb (CoMP)CoMP, relaying function, carrier aggregation± 0.5 µs [± 1 µs]

Multi-Media Bcast SFN Service ± 50ppb ± 1 µs

DVB SFN Up to ± 1 ppb General agreement : ± 1 µs

TDM transmission G.823/G.824/G.8261 N/A

Network Monitoring N/A± 1 to 100 µs ToD synchronizationfor 10 µs to 1 ms measurement accuracy

47


ITU-T SG15 Q13 Work Plan

PRTC … Primary Reference Time Clock, T-GM … Telecom Grandmaster; T-BC … Telecom Boundary Clock; T-TC … Telecom Transparent Clock; T-TSC … Transparent Time Slave Clock;

G.8265.1(PTPprofileFrequency)

G.8275.1(PTPprofileTime/phase)

Clocks

Methods

Profiles

Frequency: G.826x Time/Phase:G.827x

G.8265.m(PTPprofileFrequency m)

G.8261.1(NetwkPDV_frequency)

G.8271.1(NetwkPDV_time/phase

Basic / Network requirements

SyncE NetwkJitter-Wander: Included in G.8261

G.8261 G.8271

G.8272PRTC

G.8273

G.8275(Packet-architecture-time)

G.8262 (SyncE -EEC)

G.8264(SyncE – incl. ESMC)

G.8265(Packet-architecture-Frequency)

G.8275.n(PTPprofileTime/phase n)

G.8271.2may be needed in future

Definitions /terminology

G.8260 (for synchronization in packet networks)

T-GM (T-PM)

T-TC

G.810

G.8263(Packet Clock)

T-BC (+T-TSC?)T-TSC

Supplements G Suppl. x: Simulation of Transport of time over packet network

Approved« In force »

Planned for09/2012 or

07/2013

Recently approved02/2012

FutureWorking

Items

48


Первый Telecom Profile: ITU-T G.8265.1

Поддержка распространения частотного синхросигнала‒ Функционирование в managed Wide Area Networks (WANs)

‒ Только Slave и Master модель (End-to-End PTP)

‒ IPv4 negotiated unicast transport (defined in IEEE1588-2008 as option),

Взаимодействие с существующими сетями‒ SONET/SDH (G.813)

‒ SyncE (G.8262)

‒ Quality Level for Traceability (G.781)

Схемы резервирования совместно с лучшими практиками‒ Статические master либо slave состояние порта

‒ Выбор источника (на основе G.781 модели) основано на QL Values и Local Priorities

Распространение частоты

BMCA … Best Master Clock AlgorithmWAN … Wide Area Network

49


Обмен сообщениями PTPОпционально для IEEE1588-2008, используется в G.8265.1 1)

G.8265.1 … PTP Telecom Profile for Frequency Synchronization

MASTER SLAVE

SYNC

Signaling (Announce-request)

Signaling (Announce-grant)

Announce

Signaling (Sync-request)

Signaling (Sync-grant)

Announce

Signaling (Announce-request)Signaling

(Announce-grant)Announce

Signaling (Sync-request)

……

Unicast Renewal

Announce Duration Interval

Sync Duration Interval

SYNCSYNC

SYNC…

One Way Example!

50


Упрощенная модель G.8265.1Модель Master/Slave для IEEE1588-2008 End2End

PTP port in master state

PTP port in slave state

clockClass value (mapped to QL)

Unicast Negotiation

Request messages

Select Packet Master based on clockClass (QL) and local priority

Track PTSFAnnounce, Sync and

Delay_Resp flow

Telecom Grandmaster

Telecom Slave

PTP communication path(IP source – IP dest. pair)

Frequency recovery from PTP Event messages

51


Процесс выбора источника синронизации

Параметры, используемые в процессе выбора источника синхронизации:‒ Quality Level (параметр clockClass)‒ Packet Timing Signal‒ Priority

Использование существующих подходов синхронных сетей SONET/SDH/SyncEPHY-layer Timing Chain Control (G.781)

52

Synchronous Equipment Timing Source (SETS)

PTP


Новый Telecom Profile: ITU-T G.8275.1

Вся сеть с поддержкой IEEE1588/PTP Модель распространения Hop-by-hop: цепочка Telecom BCs (T-BCs) Рекомендован гибридный режим – передача частоты на физическом уровне

‒ T-TSC and T-BC syntonization and holdover

Форматы: Ethernet (confirmed), IP (to be discussed) Транспорт: Layer 2 multicast (confirmed), IP (to be discussed) Режим: two-way only, one- and two-step BMCA: TBD

‒ Master and Slave Port State again static on T-TSC and T-GM as in G.8265.1

Границы возможностей модели и отдельных узлов: TBD‒ G.827x Specifications (work in progress)

Передача фазы/времени

53

T-TSC … Telecom Time Slave Clock T-BC … Telecom Boundary ClockT-GM … Telecom Grand Master

В процессе создания!!


Рекомендации ITU-T. Оценка PDV.G.8261 – Аспекты синхронизации в пакетных сетях

54

Packet Timing Flow


Эмуляция нагрузки

Appendix VI.5 – Test for Two Way Protocols Baseline Test (no Network Master/Slave back to back) Performance Tests (Network & Load)

G.8261 – Аспекты синхронизации в пакетных сетях

Test Case Description Network Load

12 Static Packet Load

13 Sudden large and persistent Load Changes

14 Slow Load Change over extremely long Time

15 Temporary Network Outage

16 Temporary Congestion

17 Routing Changes caused by failures

MasterSlaveSlaveMaster

80%

20%1h

80%

20%50%

10%6h3h

24h12h20%

80%55%

55


G.8261 – пример результата тестовOC Slave, MWR2941, Cisco IOS 15.1(1)MR, 10 hops

80%

20%1h

MasterSlave

SlaveMaster

Network Load

Frequency - TIE Frequency – MTIE/TDEV

OC … Ordinary Clock

56


BSC/RNC

Traffic Sync

SSU

Traffic Sync

SyncE + End2End IEEE1588Эволюция мобильных 2G и 3G RAN сетей

BTS … Base Transceiver Station; BSC … Base Station Controller

Frequency Reference

Access Aggregation Core

OC48/STM16SONET/SDH/ATM



BTS/NodeB RAN Traffic

57


Sync



Frequency Reference



BSC/RNCBTS/NodeB



Traffic

Sync

Traffic

SSURAN Traffic

58


Sync



Frequency ReferenceBSC/RNCBTS/NodeB

Traffic Traffic

SSUSync

RAN Traffic



Sync


59




Frequency ReferenceBSC/RNCBTS/NodeB

Traffic Traffic

SSUSyncSync

RAN Traffic

SLGM

IEEE 1588-2008 (PTP)

IEEE 1588-2008 (PTP) GM


CarrierE/IP/MPLS CarrierE/IP/MPLS

60


Варианты IEEE1588-2008 для БС

“Legacy” Базовые станции‒ Восстановление частоты на CSR

‒ E1/T1 синхронизирован от CSR системной частоты

Ethernet Базовые станции‒ Требуется внешний интерфейс для синхросигнала

OC/BC или прозрачный режим?

61CSR … Cell Site Router

(Ethernet)Traffic SL PTP

SL PTP

Sync(BITS)

E1/T1 Traffic Interface

+Sync(Ethernet)

Traffic

SL PTP

Ordinary Slave внедрен в Базовую станцию

CSR является частью “RAN cloud”прозрачный для IEEE1588

CarrierE/IP/MPLS

CarrierE/IP/MPLS


SSUSyncTraffic Sync

IEEE1588 – режим Hop-by-HopЭволюция транспорта для мобильных 4G сетей (LTE/WCDMA TDD)

eNodeB … Enhanced NodeB

Frequency Reference


eNodeB RAN Traffic

SL PTPPTPPTPPTPPTPPTP BC BC BC BCBC

Time Reference

GM

GM

BC X

BC BC BC BC BCPTPPTPPTPPTPPTP BC

CarrierE/IP/MPLS CarrierE/IP/MPLS CarrierE/IP/MPLS

63


ASR903 - пример настройки Boundary Clock

64

Global PTP Configuration

BC

CarrierE/IP/MPLS

PTP

ptp clock ordinary domain <0..255>priority1 <0..255>priority2 <0..255>

clock-port ASR9000 slavesync interval -6delay-req interval -6transport ipv4 unicast interface Lo101 negotiationclock source 2.209.234.2

clock-port ASR90x mastersync interval -6delay-req interval -6transport ipv4 unicast interface Lo102 negotiation

2.209.234.2

S MM

interface Loopback101ip address 15.88.1.234 255.255.255.255

interface Loopback102ip address 15.88.2.234 255.255.255.255

Global IP ConfigurationGlobal IP Configuration

ASR9000

ASR903

PTPSlave Port of Boundary Clock will contact upstream BC or GM

Boundary Clock Master Port that will grant downstream BCs or Ordinary Slave requests

64


SSUSyncTraffic Sync

IEEE1588 End2End Hybrid ModeЭволюция транспорта для мобильных 4G сетей (LTE/WCDMA TDD)

eNodeB … Enhanced NodeB

Frequency Reference


eNodeB RAN Traffic

Time Reference

SLX

GMIEEE 1588-2008 (PTP)

GMIEEE 1588-2008 (PTP)

IEEE 1588-2008 (PTP)IEEE 1588-2008 (PTP)

65


Что мы обсудили?

Необходимость синхронизации в пакетных сетях Обзор синхронизации по частоте и времени Поддержка синхронизации в продуктах Cisco Сценарии внедрения Заключение и выводы

66


Ключевые выводы (1/2)

Задача синхронизации связана с двумя аспектами‒ Частота‒ Время

Потребность в синхронизации продолжает расти‒ Операторы связи Сети мобильной связи‒ Промышленные решения Более эффективное производство‒ Smart Grid Замена устаревших технологий синхронизации‒ High Frequency Trading Соответствие стандартам и конкурентное

преимущество

67


Ключевые выводы (2/2)

Используйте, где возможно, физическое распространение частоты‒ SyncE, SONET/SDH

IEEE1588-2008 - “Джентельменский набор”, Профили определяютFramework для различных сценариев применения‒ IEEE1588-2008 Default Profile Промышленность & High Frequency Trading‒ ITU-T G.8265.1 PTP Profile для Распространения частоты Операторы связи‒ IEEE C37.238-2011 PTP Profile Задач в энергетике Smart Grid

Когда внедряете IEEE1588-2008 оценивайте‒ Конфигурацию QoS‒ Сетевую Безопасность (L2/L3 VPN, Access-Lists, …)‒ Packet Delay Variation (PDV)

68


«Архитектура Cisco Unified MPLS: Внедрение MPLS на всех уровнях сети» «Обзор и развитие продуктов линейки Unified Ethernet Access» Открытая дискуссия по технологиям для операторов связи

‒ 21 ноября, среда, 18 часов, Конгресс-зал Правый

‒ Готовьте свои вопросы !

• Демо-стенд «Решения для операторов связи» (демо-зона, комната 5)‒ ASR 9000 с интерфейсами 100GigabitEthernet

‒ технология сетевой виртуализации ASR 9000 nV

‒ Carrier Grade v6 на базе маршрутизатора Cisco ASR 9000 с модулем ISM

‒ И многое другое !

Также рекомендуем посетить

Вопросы?

Спасибо!

Заполняйте анкеты он-лайн и получайте подарки в Cisco Shop: http://ciscoexpo.ru/expo2012/questВаше мнение очень важно для нас!