Ethernet Synchronization Message Channel (ESMC)

Übersicht über den Nachrichtenkanal für die Ethernet-Synchronisierung

Synchronized Ethernet mit Ethernet Synchronized Message Channel (ESMC) wird auf MX204 und MX10003 Routern unterstützt.

Eine synchrone Ethernet-Schnittstelle ist für den Betrieb in den folgenden Modi konfiguriert:

Nichtsynchroner Modus: In diesem Modus verarbeitet die synchrone Ethernet-Schnittstelle die ESMC-Nachricht nicht und extrahiert keine Informationen zum Qualitätslevel.
Synchroner Modus: In diesem Modus verarbeitet die synchrone Ethernet-Schnittstelle die ESMC-Nachricht und extrahiert die Informationen zum Qualitätslevel. Im synchronen Modus übermitteln die ESMC-Nachrichten die Qualitätsstufe.

Sie können ESMC auf einem synchronen Ethernet-Port aktivieren, indem Sie den Port zu einer Liste von ESMC-Schnittstellen hinzufügen. Die ESMC-Nachrichten werden über den Port übertragen und geben die Qualitätsstufe der Uhr an, die er steuern kann, und die ESMC-Nachrichten werden (wenn das andere Endgerät ESMC unterstützt) mit der Qualitätsstufe der sendenden Uhr empfangen. Die MPC, die die ESMC-Nachrichten auf ihren konfigurierten synchronen Ethernet-Ports empfängt, extrahiert die Qualitätsstufe und überträgt sie an die Routing-Engine. Der Taktauswahlalgorithmus der Routing-Engine erfasst die ESMC-Daten von jedem der ESMC-fähigen Ports, um die Taktquellen auszuwählen.

Der Taktauswahlprozess unterstützt revertive und nicht revertive Modi. Wenn bei der Taktauswahl zwei Taktquellen ausgewählt wurden – eine primäre und eine sekundäre – und die aktive primäre Taktquelle im Laufe der Zeit abnimmt und sich dann wieder verbessert, wird diese primäre Taktquelle nur dann wieder zur aktiven Taktquelle, wenn der Umkehrmodus aktiviert ist. Wenn der nicht umkehrbare Modus eingestellt ist und die sekundäre Taktquelle derzeit aktiv ist (aufgrund einer vorherigen Verschlechterung der primären Taktquelle), wird die primäre Taktquelle auch dann nicht reaktiviert, wenn sich ihre Qualität verbessert hat.

Die Taktauswahl basiert auf den folgenden drei Betriebsmodi:

Erzwungener Freilauf: In diesem Modus können Sie die Taktquelle entweder über einen lokalen Oszillator mit freiem Lauf oder über einen externen qualifizierten Taktgeber einstellen. Bei MX80-Routern wird der Free-Run-Takt durch den lokalen Oszillator bereitgestellt. Bei MX240-, MX480- und MX960-Routern wird die Free-Run-Uhr vom Switching Control Board (SCB) bereitgestellt.
Erzwungenes Holdover: Dieser Modus ist ein interner Zustand, in den die synchrone Ethernet-Geräteuhr (EEC) wechselt, wenn eine vorgeschaltete Taktquelle, an die das System gebunden ist, nicht mehr verfügbar ist. Sie können diesen Modus nicht konfigurieren, da es sich um einen internen Status handelt.
Automatische Auswahl: In diesem Modus wählt das System bis zu zwei der besten Upstream-Taktquellen aus. Das System nutzt dann den von einer der Quellen zurückgewonnenen Takt, um eine Frequenz von 19,44 MHz zu erzeugen und die Sendeseite der Ethernet-Schnittstellen zu takten. Wenn kein vorgeschalteter Takt mit akzeptabler guter Qualität verfügbar ist oder wenn das System im Free-Run-Modus konfiguriert ist, verwendet das System den internen Takt. Die automatische Taktauswahl basiert auf der Qualitätsstufe, der Priorität, dem Signalausfall und externen Befehlen.

Weitere Informationen zur Taktauswahl finden Sie unter Konfigurieren der externen Uhrsynchronisation für Router der MX-Serie.

Das synchrone EEC befindet sich im Freilaufmodus, wenn das Fahrgestell eingeschaltet oder neu gestartet wird. Wenn ein synchrones EEC mindestens einmal für einen ununterbrochenen Zeitraum von 60 Sekunden an eine vorgeschaltete Referenztaktquelle appelliert, hat das EEC genügend synchrone Ethernet-Daten in einem Replay-Holdover-Puffer gespeichert. Bei Ausfall einer Referenztaktquelle wechselt das System in den Holdover-Modus und verwendet die Wiedergabedaten im Holdover-Puffer, um die nachgeschalteten synchronen Ethernet-Clients zu bedienen.

Wenn ein Modular Port Concentrator (MPC) mit einem EEC neu gestartet wird (entweder aufgrund eines Systemabsturzes oder eines manuellen Neustarts), werden die Holdover-Pufferdaten gelöscht. Daher können nachgeschaltete synchrone Ethernet-Clients nicht gewartet werden. Dies gilt auch, wenn eine neue MPC mit einem EEC in das System eingefügt wird.

In einem praktischen Einsatzszenario ist die Statusanzeige des Holdover-Modus nur ungültig, wenn das Chassis eingeschaltet oder neu gestartet wird.

Wenn eine MPC, die eine EEC enthält, neu gestartet oder eine neue MPC, die eine EEC enthält, in ein System eingefügt wird, das sich (bereits) im Holdover-Modus befindet, kann nicht davon ausgegangen werden, dass sich die EEC auf dieser MPC im Holdover-Modus befindet, da sie keine synchronen Ethernet-Wiedergabeinformationen in ihrem Holdover-Datenpuffer hat. Daher müssen Sie zuerst das Problem mit der Systemrückmeldung beheben, bevor Sie versuchen, die nachgeschalteten synchronen Ethernet-Clients auf dieser MPC zu warten. Um dies zu erreichen, müssen Sie eine geeignete Upstream-Referenztaktquelle finden und die synchrone EEC an diese Upstream-Referenztaktquelle binden lassen und dann die nachgeschalteten synchronen Ethernet-Clients auf dieser MPC warten.

Ethernet-Synchronisierung Qualitätsstufenzuordnung für Nachrichtenkanäle

Der Ethernet Synchronization Message Channel (ESMC) ist ein logischer Kommunikationskanal. Er überträgt SSM-Informationen (Synchronization Status Message), d. h. die Qualitätsstufe der übertragenden synchronen Ethernet-Geräteuhr (EEC), unter Verwendung von ESMC-Protokolldateneinheiten (PDUs). Der ESMC-Support basiert auf der ITU G.8264-Spezifikation. Damit eine Schnittstelle ESMC-Nachrichten empfangen oder übertragen kann, muss mindestens eine logische Schnittstelle auf dieser Schnittstelle konfiguriert sein. Wenn die Schnittstelle derzeit nicht mit einer logischen Schnittstelle konfiguriert ist, müssen Sie eine logische Schnittstelle mithilfe der [set interfaces interface-name unit 0] Anweisung auf Hierarchieebene [edit] konfigurieren.

Folgende Faktoren wirken sich auf den ESMC-Qualitätsstufenwert aus, der auf den auf der [edit chassis synchronization esmc-transmit interfaces] Hierarchieebene konfigurierten Schnittstellen übertragen wird:

Qualitätsmodus
Auswahlmodus
Konvertierung des PTP-Clock-Klassen-Flags

Abgesehen von den oben genannten Faktoren wirkt sich der Software-Phase-Lock-Loop-Status (spll) oder der Hybrid-Zustand auf das übertragene ESMC-Qualitätsniveau aus, wenn sich der Router im PTP-Modus bzw. Hybrid-Modus befindet.

In den folgenden Abschnitten wird erläutert, wie das ESMC-Qualitätsniveau in verschiedenen Situationen gehandhabt wird:

Synchroner Ethernet-Modus
Precision Time Protocol-Modus
Hybrid-Modus
Änderungen am Funktionsmodus

Synchroner Ethernet-Modus

Im synchronen Ethernet-Modus wird die ESMC-Qualitätsstufe wie folgt gehandhabt:

Im Qualitätsmodus:
- Wenn die quality-mode-enable Option auf der [show chassis synchronization] Hierarchieebene nicht gesetzt ist, dann werden die konfigurierte Qualität und die für die Taktquellen eingestellte Priorität für die Taktauswahl verwendet. Die ESMC-Qualitätsstufe basiert auf der konfigurierten Qualitätsstufe, die der aktiven Taktquelle entspricht.
- Wenn die quality-mode-enable Option auf der [show chassis synchronization] Hierarchieebene festgelegt ist, werden nur die Taktquellen zur Auswahl berücksichtigt, die die ESMC-Qualitätsstufe höher oder gleich der konfigurierten Qualität erhalten. Der übertragene ESMC-Qualitätsstufenwert hängt auch von der Option für den Auswahlmodus ab, wie im Folgenden erläutert.
Im Auswahlmodus:
- Ist die selection-mode Option auf [show chassis synchronization] Hierarchieebene gesetzt configured-quality, so wird die konfigurierte Qualität für die ausgewählte, aktive Quelle als ausgegebener System-ESMC-Qualitätsstufenwert verwendet.
- Wenn die selection-mode Option auf der [show chassis synchronization] Hierarchieebene auf received-qualitygesetzt ist, wird der von der ausgewählten Taktquelle empfangene ESMC-Qualitätsstufenwert übertragen.
Wenn keine Taktquellen gesperrt sind:
1. Nicht verwenden (DNU)/Nicht für Synchronisation verwenden (DUS) übertragen.
2. Der ESMC-Qualitätsstufenwert, der an die ausgewählte, aktive Clock-Quellschnittstelle gesendet wird, ist immer DNU/DUS.

Precision Time Protocol-Modus

Im PTP-Modus (Precision Time Protocol) können Sie ESMC-Qualitätsstufenwerte mit den folgenden Parametern übertragen:

Die network-option Option muss auf Hierarchieebene [edit chassis synchronization] konfiguriert werden.
Synchrone Ethernet-Quellen dürfen nicht auf Hierarchieebene [edit chassis synchronization] konfiguriert werden.
Die convert-clock-class-to-quality-level Option auf der [edit protocols ptp slave] Hierarchieebene muss aktiviert sein, damit die PTP-Taktklasse, die von der ausgewählten Primärklasse empfangen wird, in die entsprechende ESMC-Qualitätsstufe konvertiert wird.

Die Clock-Klasse ist ein Wert, der zwischen 80 und 109 liegt und zum Zuordnen der Clock-Klasse zur festgelegten ESMC-Qualitätsstufe verwendet wird. Der ESMC-Qualitätsstufenwert wird mit einer der folgenden Methoden dem Wert der Taktklasse zugeordnet:

Zuordnung der PTP-Taktklasse zur ESMC-Qualitätsstufe: Standardmäßig werden die in der ITU-T G.781-Spezifikation vorgeschlagenen Standardzuordnungen verwendet, wie in Tabelle 1 dargestellt, und unabhängig davon, ob der Takt im Hybrid-Modus oder im reinen PTP-Modus konfiguriert ist, basiert die ausgehende Qualitätsstufe immer auf der PTP-Taktklassenzuordnung. Um die PTP-Taktklasse der ESMC-Qualitätsstufe zuzuordnen, müssen Sie die convert-clock-class-to-quality-level Option auf Hierarchieebene [edit protocols ptp slave] festlegen. Die Standard-Zuordnungswerte finden Sie in Tabelle 1.

Tabelle 1: Standardqualitätsstufe zu PTP-Taktklassenzuordnung
SSM QL (binär)	Standardzuordnungen in der ITU-T G.781-Spezifikation		PTP-Taktklasse
	`Option I`	`Option II`
0001	-	QL-PRS	80
0000	-	QL-STU	82
0010	QL-PRC	-	84
0111	-	QL-ST2	86
0011	-	-	88
0100	QL-SSU-A	QL-TNC	90
0101	-	-	92
0110	-	-	94
1000	QL-SSU-B	-	96
1001	-	-	98
1101	-	QL-ST3E	100
1010	-	QL-ST3/QL-EEC2	102
1011	QL-SEC/QL-EEC1		104
1100	-	QL-SMC	106
1110	-	QL-PROV	108
1111	QL-DNU	QL-DUS	110

Benutzerdefinierte Zuordnung der PTP-Taktklasse zur ESMC-Qualitätsstufe: Sie können die Zuordnung der PTP-Taktklasse zur ESMC-Qualitätsstufe manuell überschreiben, indem Sie die Option auf der clock-class [edit protocols ptp slave clock-class-to-quality-level-mapping quality level ql-value] Hierarchieebene festlegen.

Im Gegensatz zum synchronen Ethernet wird der DNU/DUS-Qualitätspegelwert nicht auf der Schnittstelle übertragen, auf der die PTP-Primärschnittstelle konfiguriert ist. Im PTP-Modus wird eine Schnittstelle als Teil der [edit chassis esmc-transmit interfaces] Hierarchieebene konfiguriert und ein entsprechender ESMC-Qualitätsstufenwert über sie übertragen. Beachten Sie, dass sich bei einer Änderung des PTP-Taktklassenwerts, der von der Primärquelle empfangen wird, auch die übertragene ESMC-Qualitätsstufe entsprechend ändert. Wenn kein gültiger Taktklassenwert als Eingang vorhanden ist, wird der DNU/DUS-Wert auf den Schnittstellen übertragen, die unter der esmc-transmit Option auf Hierarchieebene [edit chassis synchronization] konfiguriert sind.

Um die aktuelle Zuordnung zwischen der Taktklasse und der ESMC-Qualitätsstufe anzuzeigen, führen Sie den show ptp quality-level-mapping Befehl Betriebsmodus aus.

Um die aktuell von der Schnittstelle übertragene ESMC-Qualitätsstufe anzuzeigen, führen Sie den show ptp global-information Befehl Betriebsmodus im PTP- oder Hybrid-Modus aus. Beachten Sie, dass der Befehl nicht den Wert der show ptp global information ESMC-Qualitätsstufe anzeigt, wenn die convert-clock-class-to-quality-level Option deaktiviert ist oder wenn keine gültige Taktklasse als Eingabe vorhanden ist.

Um die in allen Modi übertragene ESMC-Qualitätsstufe anzuzeigen, führen Sie den show synchronous-ethernet esmc transmit detail Befehl Betriebsmodus aus.

Hybrid-Modus

Der Hybrid-Modus ist eine Kombination aus PTP- und synchronem Ethernet-Modus.

Die Konfiguration, die für die Übertragung des ESMC-Qualitätsniveaus im Hybrid-Modus erforderlich ist, unterscheidet sich im PTP-Modus in folgenden Punkten von der im PTP-Modus:

Im Hybrid-Modus müssen synchrone Ethernet-Quellschnittstellen auf Hierarchieebene [edit chassis synchronization] konfiguriert werden.
Im Hybrid-Modus ist die Konfiguration der convert-clock-class-to-quality-level Option optional. Wenn diese Option konfiguriert ist, ist das Verhalten der ausgehenden ESMC-Qualitätsstufe das gleiche wie im PTP-Modus. Wenn die convert-clock-class-to-quality-level Option nicht konfiguriert ist, ist das Verhalten der ausgehenden ESMC-Qualitätsstufe das gleiche wie im synchronen Ethernet-Modus.

Änderungen am Funktionsmodus

Wenn die Routerkonfiguration von einem Funktionsmodus in einen anderen Modus geändert wird, d. h. von oder zu synchronem Ethernet, PTP oder Hybrid-Modus, geschieht Folgendes:

Die ESMC-Qualitätsstufe wird auf DNU zurückgesetzt.
Basierend auf dem neuen Feature-Modus wird die ESMC-Qualitätsstufe festgelegt:
- Wenn der Referenztakt für den synchronen Ethernet-Modus qualifiziert ist.
- Wenn PTP im PTP-Modus in den phasenausgerichteten Zustand oder den Hold-Over-Zustand wechselt.
- Wenn der Hybridzustand im Hybrid-Modus den frequenz- und phasenausgerichteten Zustand erreicht.

Manchmal ist PTP erforderlich, um synchrones Ethernet und ESMC anzusteuern. Dieses Szenario tritt ein, wenn:

Nach bestimmten PTP-Hops verzweigt sich das Netzwerk, und ein Zweig des Netzwerks erfordert nur Frequenzsynchronisation, während der andere Zweig sowohl Phasen- als auch Frequenzsynchronisation benötigt.
Ein paketbasiertes Verteilungsnetzwerk befindet sich zwischen einem TDM (Time Division Multiplexing), einem SONET und einem synchronen Ethernet-Netzwerk.

In solchen Situationen wird der von PTP zurückgewonnene Takt über den physikalischen Ethernet-Transceiver für synchrones Ethernet gesendet, und die ESMC-Qualitätsstufenwertzuordnung mit der PTP-Taktklasse wird über die Schnittstellen gesendet.