Синхронный Ethernet - Synchronous Ethernet

Синхронный Ethernet, также называемый Синхронизация, является ITU-T стандарт для компьютерная сеть что облегчает передача тактовых сигналов над Физический уровень Ethernet. Затем этот сигнал может быть сделан прослеживаемый к внешним часам.

Обзор

Мобильные сети требуют своего рода синхронизации

Целью синхронного Ethernet является предоставление сигнала синхронизации тем сетевым ресурсам, которым в конечном итоге может потребоваться такой тип сигнала. Сигнал синхронного Ethernet, передаваемый через физический уровень Ethernet, должен отслеживаться по внешним часам, в идеале - ведущим и уникальным часам для всей сети. Приложения включают сотовые сети, доступ к таким технологиям, как Пассивная оптическая сеть Ethernet, и такие приложения, как IPTV или же VoIP.

В отличие от мультиплексирование с временным разделением сети, Ethernet семья компьютерная сеть не несут информацию о синхронизации часов. Определены несколько способов решения этой проблемы. IETF Сетевой протокол времени, IEEE 1588-2008 Протокол точного времени некоторые из них.

SyncE был стандартизирован ITU-T в сотрудничестве с IEEE в виде трех рекомендаций:

  1. Рек. МСЭ-Т. G.8261 который определяет аспекты архитектуры и бродить производительность сетей SyncE
  2. Рек. МСЭ-Т. G.8262, который определяет синхронные часы Ethernet для SyncE
  3. Рек. МСЭ-Т. G.8264, который описывает спецификацию канала обмена сообщениями синхронизации Ethernet (ESMC)

Архитектура SyncE минимально требует замены внутренних часов карты Ethernet на фазовая автоподстройка частоты чтобы накормить Ethernet PHY.

Архитектура

Модель сети синхронизации для синхронного Ethernet, SONET и SDH

Расширение сети синхронизации для рассмотрения Ethernet в качестве строительного блока (ITU-T G.8261). Это позволяет подключать сетевое оборудование Synchronous Ethernet к той же сети синхронизации, что и Синхронная цифровая иерархия (SDH). Синхронизация для SDH может передаваться через Ethernet и наоборот.

Часы

ITU-T G.8262 определяет тактовые частоты синхронного Ethernet, совместимые с тактовыми сигналами SDH. Синхронные часы Ethernet, основанные на тактовых сигналах ITU-T G.813, определяются с точки зрения точности, передачи шума, характеристик удержания, устойчивости к шуму и генерации шума. Эти часы называются тактовыми сигналами ведомого оборудования Ethernet. В то время как стандарт IEEE 802.3 определяет, что тактовая частота Ethernet находится в пределах ± 100 ppm, точность EEC должна быть в пределах ± 4,6 ppm. Кроме того, по времени часов Ethernet, можно достичь первичных эталонных часы (КНР) отслеживаемости на границах раздела.

G.8262 / Y.1362 - это рекомендация ITU-T для синхронного Ethernet, которая определяет «временные характеристики ведомых часов оборудования синхронного Ethernet (EEC)».[1] Впервые он был опубликован в августе 2007 года, в 2008 и 2010 годах были внесены поправки, а новая версия опубликована в 2010 году.[1]

Канал обмена сообщениями

Блок данных протокола канала сообщения синхронизации Ethernet (ESMC) Рек. ITU-T G.8264

В SDH сообщение о состоянии синхронизации (SSM) обеспечивает прослеживаемость сигналов синхронизации, и поэтому требуется расширить функциональность SSM на синхронный Ethernet для достижения полной совместимости с оборудованием SDH.

В SDH сообщение SSM передается в фиксированных местах в кадре SDH. Однако в Ethernet нет эквивалента фиксированного кадра. Механизмы, необходимые для транспортировки SSM через синхронный Ethernet, определены ITU-T в G.8264 в сотрудничестве с IEEE. Более конкретно, ESMC, определенный ITU-T, основан на протоколе медленной передачи данных (OSSP), который в настоящее время определен в IEEE 802.3ay. ITU-T G.8264 определяет фоновое сообщение или сообщение тактового сигнала, чтобы обеспечить непрерывную индикацию уровня качества часов. Однако сообщения о типах событий с новым уровнем качества SSM генерируются немедленно.

Протокол ESMC состоит из стандартного заголовка Ethernet для медленного протокола, специального заголовка ITU-T, поля флага и структуры значения длины типа (TLV). SSM, закодированный в TLV, представляет собой четырехбитовое поле, значение которого описано в ITU-T G.781.

Архитектуры синхронизации

Общее требование для SyncE состояло в том, что любой сетевой элемент (NE) должен иметь по крайней мере два эталонных тактовых генератора, и, кроме того, интерфейсы Ethernet должны иметь возможность генерировать собственный сигнал синхронизации в случае потери внешнего эталона. Если это так, говорят, что узел Ethernet (EN) находится в режиме ожидания. Синхронный сигнал должен быть отфильтрован и восстановлен фазовая автоподстройка частоты (PLL) на узлах Ethernet, так как он ухудшается при прохождении через сеть.

Архитектуры синхронизации

Сетевые топологии

Сети синхронизации и транспортировки частично смешаны, поскольку некоторые NE передают данные и распределяют тактовые сигналы другим NE. Наиболее распространенные топологии:

  • Дерево: Это базовая топология, основанная на главных часах, ссылка на которые распределяется между остальными ведомыми часами. У него есть два слабых места: он зависит только от одного тактового сигнала, и сигналы постепенно ухудшаются.
  • Звенеть: По сути, это древовидная топология, использующая кольцевые конфигурации для распространения сигнала синхронизации. Кольцевая топология предлагает способ сделать дерево безопасным, но следует соблюдать осторожность, чтобы избежать образования петель синхронизации.
  • Сетка: В этой топологии узлы образуют взаимосвязи друг с другом, чтобы иметь избыточность в случае сбоя. Однако циклы синхронизации возникают легко, и их следует избегать.

Сети SyncE обычно имеют не одну топологию, а их комбинацию. Дублирование и безопасность с участием более чем одного главного тактового генератора, а также наличие какого-либо протокола управления синхронизацией являются важными особенностями современных сетей. Цель состоит в том, чтобы свести к минимуму проблемы, связанные с транспортировкой сигнала, и избежать зависимости только от одного тактового сигнала в случае отказа. В результате мы получаем чрезвычайно точную, резервную и надежную сеть синхронизации.

Взаимосвязь узлов

Топология сети синхронизации

Есть два основных способа распределить синхронизацию:

  • Интранод, который представляет собой высококачественные ведомые часы, известные как блок питания синхронизации (SSU). Они отвечают за распределение синхронизации между сетевыми элементами, расположенными внутри узла.
  • Междоузлия, где сигнал синхронизации отправляется другому узлу по каналу, специально выделенному для этой цели, или с помощью сигнала PHY.

Для передачи синхронного сигнала можно использовать несколько типов сетей, и их действительно можно комбинировать. Некоторые из этих сетей - это T1 / E1, SONET / SDH и любая скорость, а также SyncE. тем не мение устаревший Ethernet не подходит для передачи сигналов синхронизации. Это важно, потому что, если сигнал пересекает устаревший остров Ethernet, синхронизация теряется.

Сигналы синхронизации

Есть много сигналов, подходящих для передачи синхронизации:

  • Аналог, 1,544 и 2,048 МГц
  • Цифровой, 1,544 и 2,048 Мбит / с
  • Сигнал SyncE с любой скоростью передачи данных
  • Линейные коды STM-n / OC-m

Модели синхронизации

Пример синхронизации по внешней ссылке и SSU

В SyncE есть несколько способов синхронизации узлов:

  1. Внешнее время: EEC получает сигнал от автономного оборудования синхронизации (SASE). Это типичный способ синхронизации, и сетевой элемент обычно также имеет дополнительный опорный сигнал для аварийных ситуаций.
  2. Линия времени: NE получает свои часы, выводя их из одного из входных сигналов.
  3. Через время: Где выходы Tx одного интерфейса синхронизированы с входами Rx противоположного интерфейса.
  4. Внутреннее время: В этом режиме внутренние часы EEC используются для синхронизации выходов. Это может быть этап временного удержания после потери сигнала синхронизации, или это может быть простая конфигурация линии, в которой другие часы недоступны.
Петля времени. Коммутатор A должен был оставаться в режиме удержания после потери ссылки

Петли времени

Цикл синхронизации находится в состоянии плохой синхронизации, когда синхронизирующий сигнал замкнулся, но нет часов, ни ведущего, ни ведомого, которые могли бы автономно генерировать неполный тактовый сигнал. Эта ситуация может быть вызвана отказом, влияющим на сетевой элемент таким образом, что он остался без опорных часов, и поэтому он выбрал альтернативную синхронизацию: сигнал, который оказался тем же сигналом, возвращающимся другим маршрутом. . Цикл синхронизации - это совершенно нестабильная ситуация, которая может спровоцировать немедленный коллапс части сети внутри цикла.

Рекомендации

  1. ^ а б «G.8262: Временные характеристики ведомых часов оборудования синхронного Ethernet». Международный союз электросвязи. Июль 2010 г.

внешняя ссылка