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Mode hybride

Présentation du mode hybride

Le fonctionnement combiné de Synchronous Ethernet et du protocole PTP (Precision Time Protocol) est également connu sous le nom de mode hybride.

En mode hybride, l’horloge d’équipement Ethernet synchrone (EEC) du concentrateur de ports modulaire (MPC) dérive la fréquence de Synchronous Ethernet et la phase et l’heure du jour du protocole PTP. La synchronisation de l’heure inclut à la fois la synchronisation de phase et la synchronisation de fréquence.

Synchronous Ethernet est une technologie physique basée sur la couche qui fonctionne quelle que soit la charge du réseau. Synchronous Ethernet prend en charge le transfert de fréquence saut par saut, où toutes les interfaces de la piste doivent prendre en charge Synchronous Ethernet. Le protocole PTP (également appelé IEEE 1588v2) synchronise les horloges entre les nœuds d’un réseau, permettant ainsi la distribution d’une horloge précise sur un réseau à commutation par paquets. Cette synchronisation est assurée par le biais de paquets transmis et reçus dans une session entre une horloge primaire (communément appelée horloge principale) et une horloge client (également connue sous le nom de client dans la terminologie PTP).

Note:

Les horloges de routeur sont classées en fonction du rôle du routeur dans le réseau. Les horloges de routeur sont généralement classées dans les horloges ordinaires et les horloges limites. L’horloge principale et l’horloge client sont appelées horloges ordinaires. L’horloge limite peut fonctionner comme un client ou un principal.

Synchronous Ethernet fonctionne sur le principe de la synchronisation de fréquence, selon lequel les fréquences de toutes les horloges (horloges primaires intermédiaires et clients) du réseau sont synchronisées avec la fréquence de l’horloge primaire au début de la piste réseau. Le protocole PTP fonctionne sur le principe de la synchronisation de phase et de la synchronisation fréquentielle : il synchronise à la fois la fréquence et la phase, y compris l’heure de la journée. La synchronisation de phase est effectuée soit en ajustant la phase de l’horloge client (oscillateur interne de l’horloge du routeur) de manière discontinue en recevant les signaux d’horloge de l’horloge primaire à des périodes irrégulières, soit en ajustant la boucle de verrouillage de phase de l’horloge interne du client à intervalles réguliers. La précision de la synchronisation d’horloge dépend de facteurs tels que les variations de délai de paquet, la qualité de l’oscillateur utilisé, l’asymétrie du réseau, etc.

Synchronous Ethernet et PTP assurent une synchronisation de fréquence et de phase ; cependant, il est difficile d’obtenir une précision de l’ordre des nanosecondes via PTP ou Synchronous Ethernet, et ces technologies ne prennent pas en charge un grand nombre de sauts réseau. Le mode hybride résout ces problèmes en augmentant le nombre de sauts réseau et fournit une précision de synchronisation d’horloge de l’ordre de dizaines de nanosecondes. Le mode hybride est configuré sur le client. Sur le client, vous pouvez configurer une ou plusieurs interfaces en tant qu’interfaces source Synchronous Ethernet.

Le mode hybride a une valeur de seuil interne de 100 nanosecondes pour la différence de phase PTP avant que le réglage de la phase PTP ne puisse initier. Pour comprendre la différence et le réglage de phase PTP, prenez en compte un scénario impliquant deux sources PTP (PTP1 et PTP2) et une source Ethernet Synchronous. Supposons que la source PTP1 et la source Ethernet Synchronous sont initialement en marche et que la source PTP2 est en panne. Partez du principe que l’horloge du routeur (client) est synchronisée avec la source PTP disponible (PTP1) et la source Ethernet Synchronous. Supposons qu’après un certain temps, la source PTP1 tombe en panne en raison de problèmes techniques (au cours desquels la source PTP2 est arrivée), ce qui déclenche à son tour l’exécution automatique du meilleur algorithme d’horloge primaire, en couplant l’horloge du routeur à la prochaine source PTP disponible , c’est-à-dire la source PTP2, et la source Ethernet Synchronous. Notez qu’un ajustement de phase PTP est déclenché lorsque la différence de phase entre l’heure actuelle du jour réel (TOD) et la TOD telle que calculée par l’algorithme suite à la communication avec la source PTP2 est d’au moins 100 nanosecondes. Bien que cette différence de phase puisse se produire à tout moment pendant le fonctionnement du routeur en mode hybride, cette différence de phase est plus susceptible de se produire uniquement pendant le basculement source PTP. Vous devez toujours ajouter une erreur de mesure de 10 à 20 nanosecondes à la valeur de seuil interne initiale. Ce réglage d’erreur se traduit par une valeur de seuil de différence de phase de 110 à 120 nanosecondes.

En mode hybride, les commandes suivantes show affichent des informations relatives à la configuration d’état hybride :

  • La show ptp status details commande affiche l’état du plan de phase et de l’heure.

  • La show chassis synchronization extensive commande affiche l’état du plan de fréquence.

  • La show ptp hybrid status commande affiche l’état hybride (état combiné de la fréquence et du plan de phase).

  • En mode hybride, les commandes et show ptp lock-status les show ptp hybrid status commandes indiquent l’état du verrouillage en Phase Aligned sortie.

Vous pouvez utiliser la show ptp hybrid status commande opérationnelle pour trouver le mode d’exploitation actuel.

Note:

En mode hybride, l’EEC dans la MPC procède à une synchronisation de fréquence à partir de Synchronous Ethernet et de la phase et de l’heure de la journée à partir du protocole PTP. Toutefois, la show chassis synchronization extensive sortie de commande du mode opérationnel affiche le statut de verrouillage dérivé de l’EEC situé sur la SCB.

Note:

Le mode hybride sur les interfaces 1 Gigabit Ethernet n’est pas pris en charge sur les routeurs ACX7024.

Prise en charge du mode hybride sur les équipements Junos OS

Le mode hybride est pris en charge sur les plates-formes de routage universelles MX104, MX240, MX480 et MX960 de Juniper Networks, ainsi que sur les plates-formes de routage universelles MX80 de Juniper Networks avec prise en charge de l’horodatage de précision (MX80-P) et avec prise en charge de la synchronisation (MX80-T).

Les ports WAN 10GE, 40G et 100GE des routeurs MX10003 et MX204 prennent en charge la fonctionnalité de mode hybride.

Sur les routeurs MX240, MX480, MX960, MX2008, MX2010 et MX2020, l’utilisation combinée n’est possible que lorsque le client PTP et la source Synchronous Ethernet sont sur la même carte MPC améliorée et sont traçables sur la même horloge primaire de référence (PRC). Sur le MX10003, la source Ethernet Synchronous peut provenir de n’importe quelle MPC pour l’opération combinée.

Junos OS prend en charge le mode hybride sur les groupes d’agrégation de liens (LAG) pour les cartes de ligne MPC2E NG, MPC3E NG, MPC5E, MPC6E, MPC7E-10G, MPC7E-MRATE, MPC8E, MPC9E et MPC10E. Le fonctionnement hybride sur LAG n’est pris en charge que lorsque des interfaces Synchronous Ethernet primaires et secondaires sont présentes sur la même carte de ligne. Les cartes de ligne MPC2E NG, MPC3E NG, MPC5E, MPC6E, MPC7E-10G, MPC7E-MRATE, MPC8E et MPC9E prennent en charge PTP sur IPv4 et PTP sur Ethernet en mode hybride via LAG. Les cartes d’interface MPC10E prennent en charge PTP over Ethernet en mode hybride sur LAG.

Ce tableau résume la première version de Junos OS prenant en charge le mode hybride sur LAG sur divers équipements Juniper Networks :

Tableau 1 : Prise en charge du mode hybride sur LAG

Équipements réseau Juniper

PTP sur IPv4 en mode hybride sur LAG

PTP over Ethernet en mode hybride sur LAG

MPC2E NG

17.2R1

21.2R1

MPC3E NG

17.2R1

21.2R1

MPC5E

17.2R1

18.2R1

MPC6E

17.2R1

18.2R1

MPC7E-10G

18.1R1

18.3R1

MPC7E-MRATE

18.1R1

18.3R1

MPC8E

18.1R1

18.3R1

MPC9E

18.1R1

18.3R1

MPC10E

21.1R1

PTX10K-LC1201-36CD avec PTX10008

22.1R1 Junos OS Evolved

Lorsqu’ils agissent comme des esclaves PTP, les routeurs MX80-P peuvent accepter n’importe quelle horloge Ethernet Synchronous externe comme référence et ne prennent pas en charge les entrées BITS (Building-Integrated Timing Supply) en tant que source de fréquence en mode de fonctionnement hybride. Seules les sources Synchronous Ethernet sont autorisées en mode hybride. Notez que lorsque la référence Synchronous Ethernet sélectionnée échoue, le routeur continue de fonctionner en mode PTP.

La mise à niveau logicielle en cours d’service unifiée (ISSU unifiée) n’est pas prise en charge lorsque la synchronisation d’horloge est configurée en mode hybride sur les routeurs MX80-P, MX80-T, MX10003, MX2008, MX2010, MX2020, ainsi que sur les MIC et les MPC améliorés sur les routeurs MX240, MX480 et MX960.

Note:

Pour basculer entre les modes PTP et Synchronous Ethernet, vous devez d’abord désactiver la configuration du mode actuel, puis valider la configuration. Attendez 30 secondes, puis configurez le nouveau mode et les paramètres associés, puis validez la configuration.

Instructions pour configurer le mode hybride

Gardez à l’esprit les points suivants lors de la configuration du mode hybride sur les routeurs ACX Series :

  • Dans une opération hybride, le module de fréquences dérive la fréquence de l’horloge Synchronous Ethernet ou BITS (T1/E1) ou de l’horloge et de la phase 10 MHz de l’IEEE-1588v2 (PTPv2). Les déploiements actuels sont tous basés sur LTE-TDD et nécessitent une précision de phase de seulement 1,5us et on s’attend à ce que ces performances puissent être atteintes sans avoir besoin d’une assistance fréquente.

  • Le plan de fréquence (Synchronous Ethernet, BITS (T1/E1), 10 MHz) n’est pas impacté par le plan de phase ou de temps. Le plan de fréquence dérive la fréquence de Synchronous Ethernet, BITS (T1/E1) et 10 MHz.

  • Le plan phase/temps utilise la fréquence dérivée localement de l’équipement (Synchronous Ethernet, BITS (T1/E1), 10 MHz). Pour obtenir une précision de phase inférieure à 1,5us, les sources PTP et de source d’entrée fréquence sont tracées par une source primaire de référence (PRS) ou une horloge primaire de référence (PRC). Le mode hybride est pris en charge dans une topologie en anneau.

  • Vous pouvez configurer les sources de fréquence suivantes pour les nœuds hybrides :

    • Synchronous Ethernet 1G, 10G avec/sans ESMC

    • Horloge BITS T1

    • Horloge BITS E1

    • Horloge 10 MHz

    • T1 Interface

    • E1 Interface

  • Vous pouvez configurer les sources de phase suivantes pour les nœuds hybrides :

    • Protocole PTP IPv4 avec ou sans négociation unicast

    • PTPoE avec ou sans port dynamique

  • En activant le mode hybride, la période de convergence est réduite et le verrouillage se produit rapidement.

  • Vous pouvez configurer la source PTP en tant que source de phase ou source temporelle pour le mode hybride.

  • Vous pouvez configurer des anneaux de couche 2 pour PTPoE avec des ports dynamiques et Synchronous Ethernet avec ESMC pour les topologies en anneau de couche 2.

  • Lorsque vous activez le mode hybride, chaque nœud génère une erreur de phase de plus ou moins 100 nanosecondes (sans horodatage Phy) ou plus ou moins 50 nanosecondes avec fonction d’horodatage Phy. Ce phénomène nécessite une source de fréquence (SyncE/BITS/10 MHz) et la source PTP doit être tracée sur la même source PRC/PRS.

  • Des configurations en anneau entièrement redondantes et résilientes pouvant accueillir jusqu’à 10 nœuds sont prises en charge, ciblant la configuration de phase 1 microseconde pour une forme de 4G appelée Duplex duplex de division à long terme pour l’évolution à long terme (LTE-TDD). Un nœud unique ou une défaillance de liaison est installé et tous les nœuds sont capables de maintenir une précision de phase de +/- 1us précise à une source commune.

  • Le mode hybride pour les anneaux PTP IPv4 n’est pas pris en charge.

  • Le passage dynamique du mode hybride au mode PTP n’est pas pris en charge dans les routeurs ACX.

  • L’horloge BITS T1 avec SSM n’est pas prise en charge. L’horloge BITS E1 avec SSM n’est pas prise en charge.

  • Mode hybride : l’heure du jour (TOD) en tant que phase et la fréquence comme SyncE/BITS/10 MHz ne sont pas prises en charge. Les modes hybrides Ring et SyncE PTP IPv4 simultanés ne sont pas pris en charge.

  • Le mode hybride avec fonction d’horodatage Phy n’est pas pris en charge uniquement sur les routeurs ACX500 Series.

  • La fonction Dynamic Switchover from Hybrid to the PTP Mode (Basculement dynamique d’un mode hybride vers le mode PTP) n’est pas prise en charge.

  • La fonctionnalité hybride sur les interfaces Ethernet agrégées (ae-) n’est pas prise en charge.

  • Lorsque vous configurez le mode hybride, les processus suivants ont lieu.

    • Le meilleur des sources d’heure PTP configurées est sélectionné par l’horloge PTP Best Primary Clock Algoritm (BMCA).

    • Le meilleur des sources de synchronisation de châssis configurées est sélectionné par l’algorithme de sélection de la source de synchronisation.

    • Au cours du processus de démarrage, si des sources valides sont configurées au niveau de la [edit chassis synchronization] hiérarchie et en mode de synchronisation du châssis en mode libre, un cas PTP valide disponible, le système continue à fonctionner en mode hybride (dans ce cas, la synchronisation du châssis est en mode libre, alors que PTP est en mode verrouillé). Lorsque les sources de fréquence primaire et secondaire tombent en panne, le système fonctionne toujours en mode hybride (dans ce cas, la synchronisation du châssis est en mode hybride et le protocole PTP est verrouillé).