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以太网 PTP 概述

以太网 PTP 可有效实施基于数据包的技术,使运营商能够在以太网环中配置的基于数据包的移动回传网络上提供同步服务。

ACX 系列路由器上的 IEEE 802.3 或以太网链路支持精确时间协议 (PTP)。此功能受 IEEE 1588-2008 规范支持。使用以太网封装方法在以太网环的每个跃点上部署 PTP,可以创建稳健、冗余和高性能的拓扑,从而实现高度精确的时间和相位同步。

ACX 系列路由器可以直接连接到不同类型的基站(例如,2G 中的基站收发信台 (BTS)、3G 中的 NodeB 和 4G 网络中的 eNodeB)以及将时分多路复用 (TDM)、ATM 和以太网流量移交给基站控制器的不同类型的路由器。ACX 系列路由器必须从这些源中提取网络时钟,并将同步信息传递给基站,以帮助路由器与基站控制器同步。

大多数使用以太网的网络部署至少包含两个以太网环,而某些网络拓扑可能还包含最多三个以太网环。考虑以下情况:第一个环包含聚合路由器(MX 系列路由器),第二个环包含接入路由器(ACX 系列路由器)。在此类网络中,聚合和接入以太网环中存在大约 10 或 12 个 MX 系列路由器和 ACX 系列路由器节点。

部分连接到 ACX 系列路由器的 4G 基站需要以基于数据包的形式接收计时和同步信息。此类基站供应商仅支持对 PTP 数据包使用以太网封装实现时间和阶段同步的数据包接口。因此,任何直接连接到 4G 基站的节点(ACX 系列路由器)都必须能够在 timeTransmitter 端口上对 PTP 使用以太网封装方法,以支持基于数据包的计时功能。

与 PTP over IPv4 相比,以太网 PTP 封装还有助于实现更简单、优化的网络部署模型。使用 IPv4,节点(timeTransmitter 和 timeReceiver 设备)参与单播协商,其中 timeReceiver 节点被置备了 timeTransmitter 节点的 IP 地址,并请求从 timeTransmitter 节点向其发送单播消息。timeTransmitter 节点是充当 timeTransmitter 时钟所在的 PTP 服务器的路由器,timeReceiver 节点是充当 timeReceiver 时钟所在的 PTP timeReceiver 的路由器。由于以太网 PTP 使用组播地址,因此 timeReceiver 节点会自动了解网络中的 timeTransmitter 节点。此外,timeReceiver 节点能够立即接收来自 timeTransmitter 节点的组播消息,并可以开始向 timeTransmitter 节点发送消息,而无需任何预配配置。

配置 timeTransmitter 时钟的接口称为 timeTransmitter 接口,配置 timeReceiver 时钟的接口称为 timeReceiver 接口。timeTransmitter 接口用作 timeTransmitter 端口,timeReceiver 接口用作 timeReceiver 端口。对于以太网 PTP,除了将端口或逻辑接口配置为 timeTransmitter 时钟或 timeReceiver 时钟外,您还可以将端口或逻辑接口配置为 timeTransmitter 时钟和 timeReceiver 时钟。这种类型的端口称为 状态端口双向端口。这种有状态端口通过从特定源形成最短同步树,使网络能够更有效地适应计时源的引入和故障。此行为由 ITU-T G.8265.1 频率同步精确时间协议电信配置文件 中的最佳时间发射器时钟算法 (BTCA) 定义。

在 MX 系列和 ACX 系列路由器上,如果将同步链中的每个节点配置为 PTP 边界时钟,则可以获得最高质量的性能。在基于以太网环网的拓扑中,您可以将端口或逻辑接口配置为 timeTransmitter 端口或 timeReceiver 端口,以便在发生节点或链路故障时启用冗余。这种有状态端口或双端口功能符合 IEEE 1588-2008 标准,支持在数据中心或金融应用中实施 PTP。

除了使每个节点都可配置为 PTP 边界时钟之外,还需要将逻辑接口配置为 timeTransmitter 端口或 timeReceiver 端口。当您将逻辑接口甚至共享 IP 地址配置为 timeTransmitter 端口或 timeReceiver 端口时,PTP 协议堆栈可以表示有状态端口,并且 PTP 应用程序会根据默认 PTP BTCA 的输出和系统中其他端口的状态为系统中的任何特定端口选择正确的状态(timeTransmitter 或 timeReceiver)。

注意:

默认情况下,在中继模式下配置的接口上不支持以太网 PTP。在ACX7024等平台上,将接口配置为中继可能会阻止 PTP 数据包得到正确处理。这可能会导致同步失败或意外的 PTP 行为。

虽然 ACX 系列路由器支持以太网 PTP 功能,但 MX 系列路由器或 TCA Series 计时时间接收器等时间发射器不支持以太网 PTP。在此场景中,ACX 系列路由器充当边界时钟,其中 PTP timeReceiver 端口使用 IPv4 作为封装模式,timeTransmitter 端口使用以太网作为 PTP 流量的封装模式。例如,假设名为 ACX1 的 ACX 系列路由器有两个潜在的 timeReceiver 接口,一个在通往名为 MX1 的 MX 系列路由器的链路上使用 IPv4 固定为仅限 timeReceiver 的端口,另一个有状态端口在通往另一个名为 ACX2 的 ACX 系列路由器的链路上使用 PTP over Ethernet。此外,ACX1 还包含一个端口,该端口是仅使用以太网 PTP 的时间发射器端口,可连接到基站。

由于以太网 PTP 使用组播地址,因此 timeReceiver 端口可以自动开始接收网络上 timeTransmitter 端口传输的组播通告消息,并且还可以以最少的配置或无需配置即可开始与 timeTransmitter 节点通信。与 PTP over IPv4 不同,IP 地址用于识别 timeTransmitter 和 timeReceiver 端口,而以太网 PTP 则使用组播 MAC 地址转发 PTP 流量。IEEE 1588 标准定义了两种类型的组播 MAC 地址:01-80-C2-00-00-0E(链路本地组播)和 01-1B-19-00-00-00(标准以太网组播),用于以太网 PTP作。