OTN物理层时钟和同步以太网
OTN网络频率同步技术探讨
频率 同步或者是与支持频率同步的设 备（ Ｓ Ｄ Ｈ同步 、 同步以太 网） 连 的信号传输 中的信号就不是标准的 ， 此 问题虽然影响信号 的传 输 ， 接， 透明传送频率 同步信息 。 下面对主要的几种Ｏ Ｔ Ｎ承载频率技术 但是ｏ ｔ ｕ ｋ 完全 可以携带标准的时钟 ， 通过异步映射的方式， 然后标
进 行 比较 。
准 时钟再通过后 续的节点传递 到所有 的网元 ， 并让客户提前使用。
当低速 的Ｏ ＤＵＩ 和高速的Ｏ ＴＵ Ｋ在 网元汇聚 时， 高速 的Ｏ ＴＵＫ可 以 比特 同步 映射（ Ｂ ＭＰ ） 和异步映射（ Ａ ＭＰ ） 是 目前ＯＴ Ｎ存在两种 通过ＡＭ Ｐ 映射的方 式使用 。 并可以承担其传递标准时钟的作用 ， 从 主要 的映射 方式， 它们 都能实现 业务频率透传 ， 由于传输原理不一 而可以使Ｏ ＴＵ２ 可以使 用标 准的时钟 ， 客户可 以通过从Ｏ Ｔ Ｕ２ 码流 样 总体来说 比特 同步映射 的透 传效果 比较好 。 采用ＢＭＰ 时， ＯＴ Ｎ 中获 取 标 准 时钟 ， 同 时进 行 同 步 的传 输 ， 这 种 方 案可 以在 性 能 上 满
线路信号 与客户端的信 号是一致 的， 时钟 也是 有客 户端提供 的， 定 足 多种 网元 的结构 ， 并支持多种协议 ， 可以对 时钟进行选择 。 时性 通过Ｏ ＴＮ帧 内调整控制字节 并保 留 ， 其定 时特 性随着业务 向 ２ ． ３ １ ５ ８ ８ ｖ ２ 频 率 同步 方案 设 计 目前实现协议 同步的原理很多 已经比较成熟。 １ ５ ８ ８ ７ ２ 实现信息 信息在一定程度上得到恢复 ， 符合Ｇ． ８ ２ ５ １ 中的性能要求。 异步映射 传播频率 的同步 需要 通过 交换Ｓ ｙ ｎ ｃ 报文产生 的时间一样 。 若需ＡＢ 与比特 同步映射最大的 区别是 线路信号 由本地产生时钟创建 ， 而不 两个 时 钟 的 频率 相 同 ， 则 无 需考 虑 路 径 和数 据 延 迟 的 ， 问题 ， 若 在 相 是接受客 户端的信号 ， 这个 造成 了信 号映射很难达 到同步 ， 而不 能 同的时钟频 率的情 况下， 则时钟的时间差是相 同的， 其产生 的频率 想比特 同步映射那样携带客户信号 中的信息直接 向下游传递 。 一般 和时间差也是相 同的 ， 在相 同时 间内产生的累积的偏差 也是 一样
如何解决OTN网络时钟同步传递
如何解决OTN网络时钟同步传递作者：于雷刘祥义李新华来源：《电脑知识与技术》2013年第24期摘要：随着OTN设备在传输网中普遍应用，网络承载业务呈现多样化和复杂化。
各种业务尤其3G业务对网络的时钟提出了更高的要求。
该文对1588V2时钟同步原理，OTN网络的时钟同步方案及规划、部署等问题进行了详尽的阐述。
关键词：OTN；时钟；同步；分组化中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）24-5423-03随着OTN设备在传输网中普遍应用，网络承载业务呈现多样化和复杂化。
各种业务尤其3G业务对网络的时钟提出了更高的要求。
随着3G/LTE的发展，无线网络对时间同步性能的要求越来越高，GPS卫星系统存在安装选址难、维护难、馈缆敷设难、安全隐患高、成本高等问题，因此高精度的地面时间同步方案成为一大需求。
2008年底IEEE推出的1588v2国际标准成为了最佳方案，同年各设备厂家开始了1588v2技术的设备研发工作，经过近两年的发展，1588v2同步技术已经逐渐成熟。
但是，由于1588时间同步技术早期应用在工业自动控制领域，1588v2在电信领域应用是一项崭新的技术，稳定可靠的运行部署仍然是目前业界研究的重点。
对于目前应用广泛的OTN传输承载网络，整个网络逐步向同步方向转型，FDD到TDD发展是大趋势。
对实现时钟同步和传递提出了更高的要求，目前，业界的标准通过1588V2时钟同步协议对时钟进行高精度全网同步。
1 1588V2同步协议基本原理1.1 1588V2同步协议定义IEEE 1588V2是网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准，定义了以太网络的PTP （精密时钟同步）协议，精度可以达到亚纳秒级，实现频率同步和时间（相位）同步。
通过1588 V2协议提供时钟和时间的同步是电信级IP网络为转型所做的技术变革和创新之一。
1588 V2同步原理采用标准协议报文和BMC选源算法决策最佳时间源，完成同步功能。
PDH、SDH、MSTP、ASON、PTN、OTN技术介绍
PDH 、SDH 、MSTP 、ASON/PTN 、OTN技术介绍第一部分：PDH 准同步数字系列（1） PCM30/32路 即E1 欧洲和我国采用此标准 （2） PCM24/路 即T1 北美采用此标准 一、 E1和T1PCM 脉冲调制，对模拟信号采样，8000个样值每S ，每个样值8bit ，所以一个话路的速率为64kbps 。
E1有32个时隙，TS0用来同步，TS16用来传送信令，其中30路用来传话音信号的，32个话路的速率为2.048Mbps ，即PCM 基群，也叫一次群。
…，他们的速率是四倍关系。
T1的采样与E1相同，只是有24个话路，其速率为64kbps*24 = 1.544Mbps 四个一次群复用为一个二次群，当然一个二次群的速率比四个一次群的速率总和还要多一些，用于同步的码元。
四个二次群复用为一个三次群，依次类推。
E1=2.048、E2=8.448、E3=34.368Mbps ……二、 在传送网上传送时，现在的PDH 体制中，只有1.5Mbit/s 和2Mbit/s 速率的信号是同步的，其他速率的信号都是异步的，需要通过码速的调整来匹配和容纳时钟的差异。
由于PDH 采用异步复用方式，那么就导致当低速信号复用到高速信号时，其在高速信号的帧结构中的位置没规律性和固定性。
也就是说在高速信号中不能确认低速信号的位置，而这一点正是能否从高速信号中直接分/插出低速信号的关键所在。
所以在传送过程中，难于从高次群信号中直接分出低次群甚至基群的信号，也就是说四次群必须先分接为三次群，而不能直接分接为一次群，这就使得在对中继站上、下话路时，需要进行多级的复用分接，使得上下话路不方便，而且较多的接口对于信号的损伤非常大。
使得提取的时钟出现不一致。
也增加了设备的复杂性，降低了效率和可靠性。
又存在多个制式，接口不统一，这就促成了PDH 发展为SDH——数字同步系列。
此部分介绍了PDH中的E1，和PDH组网的缺陷。
OTN传输时间同步问题探究
OTN传输时间同步问题探究一、同步需求城域网搭建中，PTN设备通常位于汇聚层与接入层之中，而OTN则是出于核心层与汇聚层之中。
目前，基于PTN设备部署移动基站的回传网络的方案较为普遍，而基于OTN部署方案则呈现向接入层逐步渗透，时间钟逐渐向核心层渗透的趋势。
这在一定程度上有效节约时钟源设备。
OTN采用有效的途径可实现对精确同步信息的快速传递，和PTN一同构建形成同步网络，确保同步信息在端到端间的真正同步。
二、OTN网络中的同步的相关理论（一）同步概念通信网络中，同步概念是指时钟同步，也可理解为将时钟频率存在误差可能减低在标准要求内。
例如，ITU-T 6.813对SDH网络中时钟性能予以定义。
伴随运营商通信业务的拓展，单纯频率同步势单力薄，无法完全达到新业务的需求，在高精度同步层面的表现欠佳。
一般而言，时间同步可被理解为是在TDD模式无线系统中，尽可能地降低时间误差来达到移动业务的漫游和切换的功能。
时间同步可理解解为以协调世界时（UTC）为基准，将通信网络之中的各设备的时间信息的时间误差限定于尽可能小的范围之中。
目前，G.8271已对同步应用进行分级，其中部分应用可实现纳秒级时间误差级。
（二）同步方案频率同步是确保时间同步实现的重要基础。
与SDH存在一些较为相似的地方。
一般而言，同步以太网技术可以从物理层数据码流中恢复出时钟，最终实现时钟传递的目的。
在时钟性能层面6.8262定义的同步可与6.813保持一致；在同步精度兼容性层面，可与SDH完全兼容。
ESMC负责传送时钟质量等级。
通过利用CDRR从物理层码流恢复时钟，通过这种犯法最终实现频率同步。
优势在于简单，且较少引入抖动。
以往的移动网授时方式，主要是采用较多的基站部署GPS来实现时间同步的目的，这是一种空中的网络授时方式。
而替代GPS的方案则是一种地面地面网络授时。
一般而言，如果采用NTP协议，则是在应用层，借助软件方式加盖时间戳，籍此实现毫秒级同步精度。
OTN光端机的光信号时钟同步与稳定性研究
OTN光端机的光信号时钟同步与稳定性研究引言：随着光传输技术的迅猛发展，光传输网络（Optical Transport Network，OTN）在现代通信领域起到至关重要的作用。
OTN光端机在光信号传输中扮演着关键角色，保证光传输的可靠性和稳定性对整个网络的性能有着重要影响。
本文将重点探讨OTN光端机的光信号时钟同步与稳定性研究，旨在提供有关该领域主要研究成果的综述，为相关研究者进一步深入研究提供参考。
一、光信号时钟同步的必要性光信号时钟同步是OTN光端机中非常重要的环节。
随着传输速率的提高，精确和可靠的时钟同步对于光信号的采样、解调和重构变得尤为重要。
时钟同步错误可能导致信号采样点的偏移，从而引发传输中的误码和包丢失。
因此，光信号时钟同步的研究与改进在光传输系统的性能提升中占据重要位置。
二、光信号时钟同步的现有方法1. GPS同步全球定位系统（GPS）同步是一种常用的光信号时钟同步方法。
通过接收GPS 信号并提取时间信息，将其作为光信号同步的参考时钟。
该方法具有精度高、稳定性好的特点，适用于大规模光网络系统。
2. IEEE 1588同步IEEE 1588协议是一种通过网络通信实现时钟同步的方法，广泛应用于局域网中。
该协议通过在传输数据中携带时钟同步信息，并在网络中进行时间差校正，实现高精度的时钟同步。
然而，该方法在大规模光传输系统中的应用还需要进一步研究，以提高其适应性和可靠性。
3. 光信号自发光方法光传输系统中的一种新兴的时钟同步方法是基于光信号本身的自发光特性。
通过利用光信号的特定特性或共振峰，实现光信号自身的时钟同步。
该方法不依赖于外部参考时钟，具有更高的自主性和稳定性，但需要深入研究和探索其可行性。
三、光信号时钟同步的稳定性研究1. 重叠采样技术重叠采样技术是提高光信号时钟同步稳定性的有效方法之一。
通过将多个采样点的信息进行重叠处理，减小时钟抖动对时钟同步的影响。
该技术可以显著提高系统的抗干扰能力和时钟同步性能。
otn分层模型
otn分层模型OTN（Optical Transport Network）是一种基于光传输的分层模型，被广泛应用于光纤通信网络中。
OTN分层模型将光传输网络分为多个层次，每个层次负责不同的功能和任务，从而实现了高效的光纤通信。
OTN分层模型由四个主要层次组成，分别是物理层（Physical Layer）、数据链路层（Data Link Layer）、网络层（Network Layer）和传输层（Transport Layer）。
每个层次都有特定的功能和协议，协同工作以实现高速、高容量的光纤通信。
物理层是OTN分层模型的最底层，负责光纤的物理传输。
它定义了光纤的物理特性、光传输介质和接口规范等。
物理层使用光学传输设备将光信号转换为电信号，并通过光纤进行传输。
物理层的主要协议有光纤通道（Fibre Channel）、光纤以太网（Fibre Ethernet）等。
数据链路层是位于物理层之上的一层，负责数据的传输和错误检测。
数据链路层使用数据帧将数据划分为小的数据块，并添加校验码以检测传输错误。
此外，数据链路层还负责流量控制和连接管理等功能。
以太网是数据链路层中应用最广泛的协议之一，它实现了高速、可靠的数据传输。
网络层是OTN分层模型的中间层，负责路由和转发数据。
网络层使用IP协议对数据进行分组和寻址，通过路由选择最佳路径进行传输。
网络层还负责网络拓扑的管理和控制。
常见的网络层协议有Internet协议（IP）和网际控制报文协议（ICMP）等。
传输层是OTN分层模型的最上层，负责数据的可靠传输和流量控制。
传输层使用传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）等协议，确保数据的完整性和可靠性。
传输层还负责多路复用和多路分解等功能，提供端到端的数据传输服务。
OTN分层模型的优势在于其灵活性和可扩展性。
通过将光纤通信网络分为多个层次，每个层次都有特定的功能和任务，可以灵活地进行网络设计和优化。
此外，OTN分层模型还可以根据需求进行扩展，适应不同规模和需求的网络。
OTN技术体系介绍
OTN技术体系介绍⼀. OTN技术体系介绍1.概述从1998年ITU-T正是提出OTN的概念到现在，OTN的标准体系已经完善，技术也已经成熟。
OTN标准体系主要由如下标准组成：：定义了光传送⽹的⽹络架构。
采⽤基于的分层⽅法描述了OTN的功能结构，规范了光传送⽹的分层结构、特征信息、客户/服务层之间的关联、⽹络拓扑和分层⽹络功能，包括光信号传输、复⽤、选路、监控、性能评估和⽹络⽣存性等：其地位类似于SDH体制的。
定义了光⽹络的⽹络节点接⼝。
建议规范了光传送⽹的光⽹络节点接⼝，保证了光传送⽹的互连互通，⽀持不同类型的客户信号。
建议主要定义光传送模块n(OTM-n)及其结构，采⽤了“数字封包”技术定义各种开销功能、映射⽅法和客户信号复⽤⽅法。
通过定义帧结构开销，可以实施光通路层功能，例如保护、选路、性能监测等；通过确定各种业务信号到光⽹络层的映射⽅法，实现光⽹络层⾯的互联互通，因为未来的光⽹络⼯作在多运营商环境下，并不仅仅是各业务客户信号接⼝的互通。
其地位类似于SDH体制的。
：建议采⽤规定的传输设备的分析⽅法，对基于规定的光传送⽹结构和基于规定的光传送⽹⽹络节点接⼝的传输⽹络设备进⾏分析。
定义了OTN的原⼦功能模块，各个层⽹络的功能，包括客户/服务层的适配功能、层⽹络的终结功能、连接功能等。
其地位类似于SDH体制的。
：通⽤设备管理功能需求，适⽤于SDH、OTN。
：OTN⽹络管理信息模型和功能需求。
：描述OTN的五⼤管理功能（FCAPS：Fault故障、Configuration配置、Accounting计费、Performance性能、Security安全）。
：通⽤保护倒换-线性保护，适⽤于SDH、OTN。
：定义了OTN线性（linear）ODUk保护。
ODUk保护。
未正式发布：根据定义的⽐特率和帧结构定义了OTN NNI的抖动和漂移要求。
：定义了OTN误码性能。
OTN物理层特性在及等中规定。
下⾯将主要介绍⼀下OTN的⽹络架构（）及接⼝（）。
OTN物理层时钟和同步以太网
配置时钟源输出SSM质量信息使能(不启动SSM协议时不需要设置)
单击右侧的“Clock Subnet Configuration”，先选择“SSM Output Control”
配置时钟源ID输出使能状态(不启动扩展SSM协议时不需要设置)
单击右侧的“Clock Subnet Priority”，选择“Clock ID Status”
两种接口模式： 75欧姆、120欧姆 外时钟的接口模式有两种：75欧姆阻抗的SMB接口、120欧姆阻抗的RJ45接口，目前6800采用的是单板出
线的方式（接口带在单板上），8800采用STI单板口出线（没有75欧姆接口），自适应。
OTN时钟级连时钟方案
BITS_2M_IN
BITS_2M_OUT
业务板时钟源
设置优先级表
设置SSM模式为
expands1
设置等待恢复时间 （默认为5分钟）
查询时钟同步状态
设置时钟源ID
设置时钟源ID输出 使能 （默认为使能）
人工配置时钟源 SSM质量
设置外时钟源 （设置外时钟口 disable）
同步时钟的网元级配置路径
时钟配置是网元级别的配置“Function Tree”“Configuration”“Clock”“Physical Clock”
OSN8800由于STI接口板板面布局限制，只提供120欧姆的RJ45网线接口，如要使用75欧姆接口的外时钟 ，需要使用75/120阻抗转换器进行转换，或者使用产品配套专用发货时钟线
规划时钟网的一些基本原则
分层的时钟网规划 由外层跟踪内层,即接入层跟踪汇聚层,汇聚层跟踪骨干层 主备BITS互为保护
BITS
~
2
FE/GE/STM-N/E1
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配置系统时钟源优先级表（二）
通过右下角“Create”按钮，可以弹出“Add Clock Source”对话框，选中一个时钟源，点击“OK”按钮， 则时钟源列表中新增一个时钟源。
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同步业务时钟处理过程
时戳处理
FE/GE/STM1/ 4/16/64
接口单板 FE/GE/STM1/
4/16/64
同步信息 同步信息
时钟板
时戳处理
同步信息 同步信息
OTU单板
பைடு நூலகம்
OTU1/2/3 OTU1/2/3
OTN时钟总体介绍 OTN物理层时钟网管配置 配置规则和常见问题
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OTN同步时钟协议模式选择—SSM协议倒换原则
非SSM协议 Disables1 非SSM协议选源以优先级为唯一判断条件，时钟源的状态是有效并且优先级最高时，就选
E1
TOP透传频率 1588同步时间A
1588同步时间B
物理同步频率
外同步频率/时间
用物理层同步频率,1588透传时间 1
网元采用1588的TC模式 2
采用差分TOP透传频率 3
BTS_A
BTS_B
BTS_A
BTS_B
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BTS_B
BTS
BTS
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创新型同步OTN系统--OSN8800
系统 时钟板
STM1/4/16/64/256
……
SDH Framer
……
ODU-k 封装/ 恢复
ODU-k
<->VC4 反装/ 恢复
OTU-1/2/3H/4UAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.
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SDH Framer
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OTN时钟总体介绍 OTN物理层时钟网管配置 配置规则和常见问题
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外部时钟—2M使用注意事项
主时钟板
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OTN网络体系同步技术
BSC_A 会聚层
BITS ~
BITS ~
FE/GE/STM-N/E1
BSC
BITS ~
BSC_B
BITS
~
接入层
FE
1 2
GE/10GE/SDH
FE/GE FE
E1/分组 Microware
BITS ~
FE/GE/STM-N/E1
3
FE
disable） HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.
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同步时钟的网元级配置路径
时钟配置是网元级别的配置“Function Tree”“Configuration”“Clock”“Physical Clock”
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配置2M锁相源倒换模式(需要使用2M输出的时候才设置)
单击右侧的“Clock Source Priority”，选择“Priority Table for Phase-Locked Sources of 1st External Clock Output”对第一路2M锁相源进行优先级表配置， 选择“Priority Table for Phase-Locked Sources of 2nd External Clock Output” 对第二路2M锁相源进行优先级表配置
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查询时钟同步状态
物理层同步时钟配置总体流程（启用标准SSM协议）
：必配的 ：可选的
设置优先级表
设置SSM模式为 standards1
设置等待恢复时间 （默认为5分钟）
查询时钟同步状态
人工配置时钟源 SSM质量
设置外时钟源 （设置外时钟口
disable）
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配置时钟源SSM质量信息(不启动SSM协议时不需要设置)
单击右侧的“Clock Subnet Configuration”，先选择“Clock Quality”，再选择“Clock Source Quality”，
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配置时钟源输出SSM质量信息使能(不启动SSM协议时不需要设置)
单击右侧的“Clock Subnet Configuration”，先选择“SSM Output Control”
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配置时钟源等待恢复时间
单击右侧的“Clock Source Switching”，选择“Clock Source Reversion Parameter”，
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配置时钟源倒换条件
单击右侧的“Clock Source Switching”，选择“Clock Source Switching Condition”
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配置时钟源参加倒换使能状态
单击右侧的“Clock Source Switching”，选择“Clock Source Switching”
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设置SSM协议模式
单击右侧的“Clock Subnet Priority”，选择“Clock Subnet”
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为跟踪源；
标准SSM协议 Standards1 标准SSM协议时，以时钟质量为最优先条件；当质量相同的时候，再来比较优先级；
扩展SSM协议 Expands1 扩展SSM协议是在标准SSM协议的基础上，先判断ID，ID有效再进行下面的判断
智能SSM协议 Asons1 智能时钟的选源受主机智能平台控制，主机源下发给单板后，单板根据ASONS1模式来选择
STM1/4/16/64/256
… …
ODU-k
<->VC4 反装/ 恢复
ODU-k 封装/ 映射/ 恢复
……
STM-16/GE/FE…any业务 STM-64/10GE…
OSN8800融合时钟方案
• STM-1/4/16/64
SDH Clock
STG
OTN Clock
• OTU-1/2/3
• GE/FE\10GE Sync-E
备时钟板
时钟
时钟
时钟
时钟
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物理层同步时钟配置总体流程（启用扩展SSM协议）
：必配的 ：可选的
设置优先级表
设置SSM模式为
expands1
设置等待恢复时间 （默认为5分钟）
查询时钟同步状态
设置时钟源ID
设置时钟源ID输出 使能
（默认为使能）
人工配置时钟源 SSM质量
设置外时钟源 （设置外时钟口
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配置时钟源ID输出使能状态(不启动扩展SSM协议时不需要设置)
单击右侧的“Clock Subnet Priority”，选择“Clock ID Status”
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配置外部源输出属性
选择原则:整网的配置规划,网络的复杂程度等
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物理层同步时钟配置总体流程（不启用SSM协议）
：必配的 ：可选的
设置优先级表
设置等待恢复时间 （默认为5分钟）
设置外时钟源 （设置外时钟口
disable）
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GSM
BTS
MSTP
OTN
NodeB
TD-SCDMA
PTN
LTE
BITS
NodeB
整个网络逐步向同步方向转型,FDD到TDD发展是大趋势
无线系统对同步的要求越来越高,3/4G各制式对同步都有严格要求
TD-SCDMA
同步以太的标准开始成熟和完善,IP/分组设备开始大规模应用同步以太网
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OTN物理层时钟和同步以太网
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