新华三：同步以太网SyncE技术白皮书（12页）.pdf

1、同步以太网（SyncE）技术白皮书 Copyright 2020 新华三技术有限公司 版权所有，保留一切权利。非经本公司书面许可，任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本文档内容的部分或全部，并不得以任何形式传播。除新华三技术有限公司的商标外，本手册中出现的其它公司的商标、产品标识及商品名称，由各自权利人拥有。本文档中的信息可能变动，恕不另行通知。i 目 录 1 概述 1 1.1 产生背景 1 1.2 技术对比 1 1.3 技术优点 2 2 技术实现 2 2.1 时间同步简介 2 2.1.1 频率同步 2 2.1.2 相位同步 2 2.2 时钟源类型 3 2.3 时钟源选择 3 2.3.1 自动选源

2、参考因素 3 2.3.2 自动选源机制 4 2.4 时钟同步原理 5 2.5 时钟工作状态 7 2.6 时钟环路避免 7 2.6.1 直连链路上时钟环路的避免 7 2.6.2 环型链路上时钟环路的避免 7 3 典型组网应用 8 3.1 通过 SyncE 实现全网频率同步 8 3.2 通过 SyncE 和 PTP 实现全网时间同步 9 4 参考文献 10 1 1 概述概述 1.1 产生背景 在通信网络中，许多业务的正常运行都要求网络时间同步。时间同步包括频率和相位两方面的同步。通过时间同步可以使整个网络各设备之间的频率和相位差保持在合理的误差范围内。不同业务对时间同步的要求不同，其中，无线接入业

3、务的要求最高，它要求无线基站之间的频率必须同步在一定精度之内。如表 1 所示，以 WCDMA/LTE FDD 为代表的标准采用 FDD 制式，只需要频率同步，精度要求 0.05ppm。以 TD-SCDMA/LTE TDD 为代表的标准采用 TDD 制式，同时需要频率和相位的高精度同步。如果无线基站不满足同步精度要求，会导致移动终端在进行基站切换时容易掉线，严重时无法联网。表1 不同制式基站对频率/相位同步的要求 无线制式 频率同步精度要求 相位同步精度要求 GSM 0.05ppm 无相位同步精度要求 WCDMA 0.05ppm 无相位同步精度要求 WiMax FDD 0.05ppm 无相位同步

4、精度要求 LTE FDD 0.05ppm 无 相 位 同 步 精 度 要 求 (except for MB-SFN线路时钟源PTP时钟源任意选取一个时钟源最优时钟否 6 数字通信网中传递的是对信息进行编码后得到的 PCM（Pulse Code Modulation，脉冲编码调制）数字脉冲信号，每秒生成的脉冲个数即为脉冲的频率。以太网物理层编码采用 FE（百兆）和 GE（千兆）技术，平均每 4 个比特就插入一个附加比特，这样在其所传输的数据码流中不会出现超过 4 个1 或者 4 个 0 的连续码流，可有效地包含时钟信息。利用这种信息传输机制，SyncE 在以太网源端接口上使用高精度的时钟发送数据

5、，在接收端恢复、提取这个时钟，并作为接收端发送数据码流的基准。如图 4 所示，假设外接时钟源 1 比外接时钟源 2 更可靠，当选为最优时钟。Device1 和 Device2 均同步外接时钟源 1 的频率，同步原理如下：1.发送方向同步机制 发送端携带并传递同步信息：(1)因为外接时钟源 1 的 SSM 级别最高，Device1 选择外接时钟源 1 作为最优时钟。(2)Device1提取外接时钟源1发送的时钟信号，并将时钟信号注入以太网接口卡的PHY芯片中。(3)PHY 芯片将这个高精度的时钟信息添加在以太网线路的串行码流里发送出去，向下游设备Device2 传递时钟信息。2.接收方向同步机制

6、 接收方向提取并同步时钟信息：(1)Device2 的以太网接口卡 PHY 芯片从以太网线路收到的串行码流里提取发送端的时钟信息，分频之后上送到时钟扣板。(2)时钟扣板将接口接收的线路时钟信号、外接时钟源 2 输入的时钟信号、本地晶振产生的时钟信号进行比较，根据自动选源算法选举出线路时钟信号作为最优时钟，并将时钟信号发送给时钟扣板上的锁相 PLL。(3)PLL 跟踪时钟参考源后，同步本地系统时钟，并将本地系统时钟注入以太网接口卡 PHY 芯片往下游继续发送，同时将本地系统时钟输出给本设备的业务模块使用。图4 SyncE 时钟同步原理示意图 外接时钟源1外接时钟源2业务模块PHYPLL时钟扣板R