同步以太网-SyncE介绍
SyncE(Synchronous Ethernet)技术是用于在以太网设备之间进行频率同步的技术;
SyncE的主要工作原理:
支持SyncE的设备从接收到的来自于上游以太网设备的串行数据流里面提取时钟信号,提取时钟信号的工作是在PHY层的芯片进行的,比如数字锁相环;提取后的时钟信号可以通过BITS接口输出,也可以通过以太网数据继续往下游设备传递;
但是这个时钟提取工作应该是在底层芯片进行的。有的芯片支持这个时钟提取,有的芯片不支持。
下面是原理示意图:
绝大部分1G以上的以太网的物理层信号都有支持SyncE的可能,具体看芯片实现;100M的以太网物理信号有些模式不具备支持SyncE的可能;具体参见ITUG.8262的附录三;
SyncE是由ITU制定的规范。具体是规范参见下表:
ITU定义的SyncE的同步网络层次结构:
根节点是主参考时钟:Primary Reference Clock (PRC).
每个路径上的设备都有一个内部时钟:Ethernet Equipment Clock (EEC),EEC需要具备从接收信号提取时钟,并给发送信号提供时钟的能力。这样才能形成所谓的“主从树”,保证时钟信号才可能从PRC一级级的向下游传递;其实和SDH/SONET网络采用相同同步层次结构;
同步提供单元( Synchronization Supply Unit or SSU):相当于本地的一个高精度时钟,主要用来减少时钟的累积误差;SSU还具备精度较高的内部时钟,当PRC出现问题的时候,可以临时切换到本地的SSU时钟,确保下游设备的频率同步仍然能保持较好的精度。因此每隔一定数量(10-15个)EEC,建议就部署一个SSU;
整个SyncE的链路上的所有设备都需要支持SyncE才行;
SyncE的实现较为简单,一般是以太网芯片具备数字锁相环即可,另外还需要有高精度的时钟作为参考输入:
当存在多个参考时钟输入或出现参考时钟失败时候,怎么优选时钟:
时钟质量信息通过ESMC信道传递的SSM消息携带;主要帮助下游时钟优选参考时钟输入;
ESMC:Ethernet Synchronization Messaging Channel
SSM:Synchronization Status Message
quality level (QL) :规范预定义的时钟质量等级,例如QL-PRC, QL-SSU-A, QL-SSU-B, QL-SEC and QL-DNU等;其中QL-DNU代表don‘t use
ESMC其实就是个采用Multicast地址的以太网报文,用来传递时钟质量信息;
[1] International Telecommunication Union; ITU-T Recommendation G.8261: Timing and synchronization aspects in packet networks; Geneva, Switzerland;
[2] International Telecommunication Union; ITU-T Recommendation G.8262: Timing characteristics of synchronous Ethernet equipment slave clocks; Geneva, Switzerland;
[3] International Telecommunication Union; ITU-T Recommendation G.8264: Distribution of timing through packet networks; Geneva, Switzerland;
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