8-PTN 分组时钟技术

PTN网络时钟同步及测试研究作者：孙文平王宝汀来源：《智富时代》2015年第11期【摘要】随着PTN网络在传送网中扮演者越来越重要的角色，PTN的时钟同步问题也逐步引起重视，本文主要研究PTN网络在时钟同步方面问题，重点分析了PTP在PTN网络的应用，同时介绍如何对PTN设备的PTP功能进行测试，为网络PTN设备的时钟功能研究提供保证。

【关键词】PTN时钟同步;测试;PTP近年来，分组网络对通信网络设备的网络时钟同步提出了更大的要求，为了满足分组交换网络的需要，上下游基站要将同步信号保持在一定精确度之内，不然，将影响整个网络的通信质量。

最新的1588v2经过处理，其亚微秒级的时钟同步精确度，完全能达到无线基站的需求的级别。

1588v2时钟同步具有建设和维护成本比GPS时钟同步低的优势（不用在每个设备安装GPS接收设备，就省去了维护）;而且不用依靠GPS技术，保证了国家的安全。

一、PTN网络中的时钟同步技术要在PTN网络中同时能传送频率信号和同步时间信号，可以采用两种不同的技术：一种技术是完全在物理层中应用，普遍采用的G.8261协议的技术;二种技术完全采用分组包来传送。

（一）同步以太网技术同步以太网技术的思想是基于传统的SDH，采用时钟系统分布于各个分组网元中，这种时钟系统处理整个网元的时钟，主要由时钟板来完成，时钟板接收各种端口的时钟信号，包括线路口，支路口和外部接口。

时钟板对各种时钟信号进行恢复，并分析其中的SSM信息和时钟的优先等级，首先应用时钟等级高，信号好的时钟，去除其中的抖动，产生精度高的时钟信号，供其他单板使用，据此进行数据的接收和传送。

（二）TOP技术TOP技术，是将分组信号中留有一定的位置，专门用来传送同步时钟信息，在分析收到数据同时，将时钟信号提取出来，根据不同的算法，并采用不同的封装格式，可以有效的减少信号传输时产生的损伤。

但是TOP有很大的局限，频率信号可以在其中传输，时间信号则不可以。

PTN技术及其发展趋势一、PTN 技术的发展背景业务的IP 化是网络发展的一个必然趋势Everything over IP 就是所有的业务信号都采用IP 的格式。

但是Everything over IP 不等于承载网是一张端到端的IP 网络IP信号承载并不等于全程用IP 技术来传送。

IP承载网并不是IP传送网传送网的功能包括调度、汇聚和保护等。

IP承载的业务信号可能还是必须经过传送网的传送。

对OSI 7 层模型来说不是说有了第三层IP 网络层就可以不需要物理层和数据链路层。

PTN 是一种能够很好处理IP 和以太网等分组信号的新型传送网继承了SDH 系统的许多优点例如强大的OAM、保护和网管功能另外也吸取了数据网络的优点重要的一点就是差异化的处理和统计复用功能。

对于用户种类繁多的业务必须具备差异化的处理能力。

在数据领域中所使用的VLAN、CoS、MPLS EXP和DiffServ 等机制都是在资源受限的情况下给予不同的业务不同的处理。

PTN设备应具有多业务处理能力能够容纳不同业务并且映射到具有QoS处理的处理单元。

PTN是一种新概念作为一种传送设备同时具有二层/2.5层业务交换功能即指将业务交换节点与传送节点相结合。

例如PBT 既支持标准的二层交换作为二层交换机使用也可以完成传送网特有的功能也就是业务交换节点的外延扩大即原来的二层/2.5层交换设备传送网OAM功能。

而MSTP主要还是端到端传送功能以太网、MPLS交换是通过单独的二层以太网交换机或其他设备来完成。

PTN发展的重点应该是在完善传送功能的同时考虑作为二层或2.5层业务交换节点的可能性。

PTN设备有几种类型有些是从MPLS网络的角度考虑开发的有些是从传统的二层交换设备扩展功能演化而来的。

几种技术有一个共同的特点就是增加传输网的OAM功能、保护和强大的网管功能。

二、PTN 的基本概念及特点PTN分组传送网Packet Transport Network是指这样一种光传送网络架构和具体技术在IP业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面它针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计以分组业务为核心并支持多业务提供具有更低的总体使用成本TCO同时秉承光传输的传统优势包括高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的OAM和网管、可扩展、较高的安全性等。

PTN技术介绍及应用PTN（Packet Transport Network）是一种基于以太网技术的分组交换传输网络，它具有高带宽、低时延、高可靠性等特点，在现代通信网络中得到了广泛应用。

下面将对PTN技术进行介绍，并简要探讨其应用场景。

PTN技术是将传统SDH/SONET技术与以太网技术相结合的产物。

在传统的SDH/SONET网络中，数据是以电路交换的方式进行传输的，而在PTN网络中，数据是以分组交换的方式进行传输的。

PTN技术充分利用以太网技术的优势，如高带宽、大容量、灵活性强等，同时避免了传统SDH/SONET网络中固定带宽和刚性管理的缺点。

PTN技术采用层次化结构，包括边缘网、聚合节点和核心网。

边缘网负责连接用户设备，将用户数据转换成以太网数据进行传输；聚合节点负责收集和聚合边缘网的流量，并交换与核心网的流量；核心网负责高速数据的传输和交换。

PTN技术支持各种接入技术，如以太网、SDH/SONET、ATM等，并提供灵活的业务适配能力。

1.高带宽：PTN网络采用以太网技术，可以提供更高的带宽，满足不断增长的数据传输需求。

2.低时延：PTN网络具有低时延的特点，对于实时性要求较高的应用场景，如视频会议、在线游戏等，具有很大的优势。

3.高可靠性：PTN网络支持冗余技术和保护机制，可以提供高可用性和容错能力，确保网络的稳定性和可靠性。

4.灵活性强：PTN网络具有灵活性强的特点，可以根据业务需求进行灵活的配置和调整，提供定制化的服务。

1.企业通信：PTN技术可以为企业提供高带宽的通信服务，满足企业内部通信需求，支持多媒体、视频会议、云计算等应用。

2.运营商网络：PTN技术可以用于构建运营商的传输网络，提供高带宽、低时延、高可靠性的数据传输服务，支持宽带接入、移动通信等业务。

3.公共安全：PTN技术可以用于构建公共安全通信网络，支持视频监控、报警系统、应急通信等应用，提供快速、可靠的通信服务。

4.数据中心：PTN技术可以用于构建大规模数据中心的通信网络，支持云计算、大数据等应用，提供高带宽、低时延的数据传输服务。

一级建造师《通信与广电》学习知识点：PTN (分组传送网) PTN (分组传送网)，目前还没有一个标准的定义。

从广义的角度讲，只要是基于分组交换技术，并能够满足传送网对于运行维护管理(OAM)、保护和网管等方面的要求，就可以称为PTN。

(一)分组传送网(PTN) 的技术特点PTN是面向分组的、支持传送平台基础特性的下一代传送平台，其最重要的两个特性是分组和传送。

PTN以IP为内核，通过以太网为外部表现形式的业务层和WDM等光传输媒质设置一个层面，为用户提供以太网帧、MPLS (IP ), ATM V P和VC、PDH,FR等符合IP 流量特征的各类业务，主要特点如下：1. 可扩展性：通过分层和分域提供了良好的网络可扩展性;2. 高性能OAM机制：快速的故障定位、故障管理和性能管理等丰富的OAM能力;3. 可靠性：可靠的网络生存性，支持多种类型网络快速的保护倒换;4.灵活的网络管理：不仅可以利用网管系统配置业务，还可以通过智能控制面灵活地提供业务;5. 统计复用：满足分组业务突发性要求必备的高效统计复用功能;6. 完善的QoS机制：提供面向分组业务的QoS机制，同时利用面向连接的网络提供可靠的QoS保障; 7 . 多业务承载：支持运营级以太网业务，通过电路仿真机制支持TDM、ATM 等传统业务; 8. 高精度的同步定时：通过分组网络的同步技术提供频率同步和时间同步方式。

(二)分组传送网(PTN) 的分层结构PTN网络结构分为通道层、通路层和传输媒介层三层结构，网络分层结构如图1L411024所示，其通过GFP架构在OTN、SDH、和PDH等物理媒质上。

三个子层各自具有不同的功能，分述如下：1. 分组传送通道层：其封装客户信号进入虚通道(VC)，并传送VC，实现提供客户信号点到点、点到多点和多点到多点的传送网络业务，包括端到端OAM、端到端性能监控和端到端的保护。

2. 分组传送通路层: 其封装和复用虚电路及虚通道进入虚通路(VP)，并传送和交换VP，。

1588V2的原理与方案介绍摘要：目前电信业务传送网络正在完成IP化的转化，以分组交换为主要核心的IPRAN、PTN技术已经成为传送网的主流技术广泛应用于运营商中。

传统的以TDM为内核的MSTP技术逐渐退出现网。

而在转化过程中如何保证网络的适中同步需求成为分组传送网络迫切需要解决的问题。

1588V2技术作为分组传送网中同步解决方案逐步被运营商了解和接受。

本文主要介绍1588V2技术的关键技术以及实现方式介绍。

关键词：同步；1588v2；延时机制1 同步的提出随着传送网发展，各个运营商都展开了IP化传送网络的建设工作。

移动主推的PTN技术和联通、电信主推的IPRAN技术成为目前的主流传送技术。

而目前分组传送网络还存在很多关键点需要解决，其中对基于以太网的同步技术的要求成为业界关注的要点。

2 同步的意义传统的MSTP传送TDM业务的时，如果MSTP网络无法实现时钟同步则很可能出现：（1）业务出现滑码；（2）严重时还会出现指针频繁调整，业务误码率急剧升高，大量告警上报，关键芯片失效。

而在无线IP RAN中，如果无线网络间的时间同步未在要求的精度内，会出现：（1）基站切换时，会导致通话掉线；（2）通话计费，网间结算将无法进行。

3 1588v2协议介绍IEEE 1588V2的在传输网中的应用是将分布在传输网络中的不同的设备保持精确的时钟同步，以PTP（精确时间协议）为标准。

对以太网中设备进行亚微秒级的同步。

4 时钟实体类型IEEE 1588按照时钟是否为透传时钟，将时钟类型分为了透传和非透传时钟两种。

其中，透传时钟，按照时钟采用的延时机制不同，分为了E2E透传时钟和P2P透传时钟；非透传时钟，则按照时钟的ptp端口数目多少分成了普通时钟和边界时钟：（1）普通时钟：只有一个PTP物理通信端口和网络相连；（2）边界时钟：支持多个物理端口与网络相连。

即为多个普通时钟的组合，不同的是其只有一套共用的时钟设备；（3）E2E透传时钟：E2E透传时钟像路由器或交换机一样转发所有的PTP 消息；（4）P2P透传时钟：与E2E透传时钟功能相同，只是对PTP时间消息的修正和处理方法不同：他把报文的各段线路延迟累加放到报文的校正字段中。

PTN技术发展一．PTN技术产生的背景1.1 PTN技术背景分析适应业务和网络IP化的趋势，业务IP化和承载网IP化的趋势推动运营商的业务转型和网络的转型，传统的SDH/MSTP和WDM技术存在局限性，传送网需要向分组化方向发展,要求传送网具有灵活、高效和低成本的分组传送能力。

满足全业务运营的需求，2008年，我国电信运营商重组和3G牌照的发放，使2009年成为中国电信业全业务运营的元年,三大运营商都在积极尝试.全业务运营要求运营商逐步完成业务融合、网络融合和终端融合,其中网络融合要求实现多业务统一承载。

符合传送网络演进的方向，分组传送网(PTN）技术是城域网传送发展的方向,目前存在多种技术选择,迫切需要研究PTN技术的特点、发展趋势和网络应用类型.业务的I P化是网络发展的一个必然趋势，E v e r y t h i n g o v e r I P 就是所有的业务信号都采用I P的格式. 但是E v e r y t h i n g o v e r I P不等于承载网是一张端到端的I P网络，I P信号承载并不等于全程用I P技术来传送。

I P承载网并不是I P传送网，传送网的功能包括调度、汇聚和保护等。

I P承载的业务信号还是必须经过传送网的传送P T N是一种能够很好处理I P和以太网等分组信号的新型传送网，继承了S DH系统的许多优点，例如强大的OAM、保护和网管功能，另外也吸取了数据网络的优点，重要的一点就是差异化的处理和统计复用功能。

对于用户种类繁多的业务,必须具备差异化的处理能力。

在数据领域中所使用的VL AN、C o S 、MP L S E XP和Di ff S e r v等机制，都是在资源受限的情况下给予不同的业务不同的处理。

P TN设备应具有多业务处理能力，能够容纳不同业务,并且映射到具有QoS处理的处理单元。

1.2 现有SDH/MSTP的局限性分析SDH主要缺点在于是为传输TDM信息而设计的。