Hybrid-Modus

Der kombinierte Betrieb von synchronem Ethernet und Precision Time Protocol (PTP) wird auch als Hybrid-Modus bezeichnet.

Im Hybrid-Modus leitet der synchrone Ethernet-Gerätetakt (EEC) des Modular Port Concentrator (MPC) die Frequenz vom synchronen Ethernet und die Phase und Tageszeit vom PTP ab. Die Zeitsynchronisation umfasst sowohl die Phasensynchronisation als auch die Frequenzsynchronisation.

Synchronous Ethernet ist eine auf physikalischen Schichten basierende Technologie, die unabhängig von der Netzwerklast funktioniert. Synchrones Ethernet unterstützt Hop-by-Hop-Frequenzübertragung, wobei alle Schnittstellen auf dem Trail synchrones Ethernet unterstützen müssen. PTP (auch bekannt als IEEE 1588v2) synchronisiert Uhren zwischen Knoten in einem Netzwerk und ermöglicht dadurch die Verteilung einer genauen Uhr über ein paketvermitteltes Netzwerk. Diese Synchronisierung wird durch Pakete erreicht, die in einer Sitzung zwischen einer timeTransmitter-Uhr (allgemein als timeTransmitter bezeichnet) und einer timeReceiver-Uhr (in der PTP-Terminologie auch als timeReceiver bezeichnet) übertragen und empfangen werden.

Anmerkung:

Routeruhren werden nach der Rolle des Routers im Netzwerk kategorisiert. Router-Uhren werden grob in gewöhnliche Uhren und Grenzuhren eingeteilt. Die timeTransmitter-Uhr und die timeReceiver-Uhr werden als gewöhnliche Uhren bezeichnet. Die Boundary Clock kann entweder als timeTransmitter oder als timeReceiver arbeiten.

Synchronous Ethernet arbeitet nach dem Prinzip der Frequenzsynchronisation, wobei die Frequenzen aller Uhren (Zwischenuhren timeTransmitter und timeReceiver) im Netzwerk mit der Frequenz der timeTransmitter-Uhr am Startende des Netzwerkpfads synchronisiert werden. PTP arbeitet nach dem Prinzip der Phasensynchronisation und Frequenzsynchronisation – es synchronisiert sowohl Frequenz als auch Phase, einschließlich der Tageszeit. Die Phasensynchronisation wird entweder durch diskontinuierliches Einstellen der Phase der timeReceiver-Uhr (des internen Uhr-Oszillators des Routers) durch den Empfang von Taktsignalen von timeTransmitter-Uhr in unregelmäßigen Zeitabständen oder durch Einstellen der Phasenregelschleife der timeReceiver-internen Uhr in regelmäßigen Abständen erreicht. Die Genauigkeit der Taktsynchronisation hängt von Faktoren wie der Variation der Paketverzögerung, der Qualität des verwendeten Oszillators, der Netzwerkasymmetrie usw. ab.

Synchronous Ethernet und PTP bieten Frequenz- und Phasensynchronisation; Genauigkeit in der Größenordnung von Nanosekunden ist mit PTP oder synchronem Ethernet jedoch nur schwer zu erreichen, und diese Technologien unterstützen keine große Anzahl von Netzwerk-Hops. Der Hybridmodus löst diese Probleme, indem er die Anzahl der Netzwerk-Hops erweitert und außerdem eine Taktsynchronisationsgenauigkeit in der Größenordnung von mehreren zehn Nanosekunden bietet. Der Hybridmodus ist auf dem timeReceiver konfiguriert. Auf dem timeReceiver können Sie eine oder mehrere Schnittstellen als synchrone Ethernet-Quellschnittstellen konfigurieren.

Der Hybridmodus hat einen internen Schwellwert von 100 Nanosekunden für die PTP-Phasendifferenz, bevor die PTP-Phasenanpassung eingeleitet werden kann. Betrachten Sie zum Verständnis der PTP-Phasendifferenz und -Anpassung ein Szenario mit zwei PTP-Quellen – PTP1 und PTP2 – und einer synchronen Ethernet-Quelle. Nehmen wir an, dass zunächst die PTP1-Quelle und die synchrone Ethernet-Quelle aktiv und die PTP2-Quelle ausgefallen ist. Nehmen Sie außerdem an, dass die Routeruhr (timeReceiver) mit der verfügbaren PTP-Quelle – PTP1 – und der synchronen Ethernet-Quelle synchronisiert ist. Angenommen, nach einiger Zeit fällt die PTP1-Quelle aufgrund technischer Probleme aus – während dieser Zeit ist die PTP2-Quelle hochgefahren –, was wiederum den Best timeTransmitter-Clock-Algorithmus automatisch auslöst und den Router-Takt an die nächste verfügbare PTP-Quelle – d. h. die PTP2-Quelle – und die synchrone Ethernet-Quelle andockt. Beachten Sie, dass eine PTP-Phasenanpassung ausgelöst wird, wenn die Phasendifferenz zwischen der aktuellen tatsächlichen Tageszeit (TOD) und dem TOD, wie vom Algorithmus als Ergebnis der Kommunikation mit der PTP2-Quelle berechnet, mindestens 100 Nanosekunden beträgt. Obwohl dieser Phasenunterschied jederzeit während des Betriebs des Routers im Hybrid-Modus auftreten kann, ist es wahrscheinlicher, dass dieser Phasenunterschied nur während der PTP-Quellenumschaltung auftritt. Sie müssen immer einen Messfehler von 10 bis 20 Nanosekunden zum ursprünglichen internen Schwellwert addieren. Diese Fehleranpassung führt zu einem Phasendifferenz-Schwellwert von 110–120 Nanosekunden.

Im Hybrid-Modus werden mit den folgenden show Befehlen Informationen zur Konfiguration des Hybridstatus angezeigt:

• Der show ptp status details Befehl zeigt den Status der Zeit- und Phasenebene an.

• Der show chassis synchronization extensive Befehl zeigt den Status der Frequenzebene an.

• Der show ptp hybrid status Befehl zeigt den Hybridstatus (kombinierter Status von Frequenz und Phasenebene) an.

• Im Hybrid-Modus geben die show ptp hybrid status Befehle und show ptp lock-status den Sperrstatus wie Phase Aligned in der Ausgabe an.

Mit dem show ptp hybrid status Bedienbefehl können Sie die aktuelle Betriebsart ermitteln.

Anmerkung:

Im Hybrid-Modus leitet das EEC in der MPC die Frequenzsynchronisation von Synchronous Ethernet und die Phase und Tageszeit von PTP ab. Die Ausgabe des show chassis synchronization extensive Betriebsmodusbefehls zeigt jedoch den Sperrstatus an, der von der EEC abgeleitet wird, die sich auf der SCB befindet.