PTP over Ethernet 개요
PTP over Ethernet은 패킷 기반 기술을 효과적으로 구현하여 운영자가 이더넷 링으로 구성된 패킷 기반 모바일 백홀 네트워크에서 동기화 서비스를 제공할 수 있도록 합니다.
PTP(Precision Time Protocol)는 IEEE 802.3 또는 이더넷 링크를 통해 지원됩니다. 이 기능은 IEEE 1588-2008 사양에 따라 지원됩니다. 이더넷 캡슐화 방법을 사용하여 이더넷 링의 모든 홉에 PTP를 구축하면 매우 정확한 시간 및 위상 동기화를 얻을 수 있는 강력한 이중화 고성능 토폴로지를 생성할 수 있습니다.
지원되는 모든 장치는 다양한 유형의 기지국(예: 2G의 BTS(Base Transceiver Station), 3G의 NodeB, 4G 네트워크의 eNodeB) 및 TDM(Time-Division Multiplexing), ATM 및 이더넷 트래픽을 기지국 컨트롤러로 전달하는 다양한 유형의 라우터에 직접 연결할 수 있습니다. 그런 다음 지원되는 기기는 이러한 소스에서 네트워크 클럭을 추출하고 동기화 정보를 베이스 스테이션에 전달하여 라우터가 베이스 스테이션 컨트롤러와 동기화할 수 있도록 합니다.
이더넷을 사용하는 대부분의 네트워크 구축에는 최소 2개의 이더넷 링이 포함되어 있지만 일부 네트워크 토폴로지에는 최대 3개의 이더넷 링이 포함될 수도 있습니다. 첫 번째 링에 어그리게이션 라우터(MX 시리즈 라우터)가 포함되고 두 번째 링에 액세스 라우터(ACX 시리즈 라우터)가 포함된 시나리오를 생각해보겠습니다. 이러한 네트워크에서는 약 10개 또는 12개의 MX 시리즈 라우터 및 ACX 시리즈 라우터가 어그리게이션 및 액세스 이더넷 링에 존재합니다.
라우터에 연결된 일부 4G 기지국은 패킷 기반 형식으로 타이밍 및 동기화 정보를 수신해야 합니다. 이러한 기지국 공급업체는 시간 및 위상 동기화를 위해 PTP 패킷에 이더넷 캡슐화를 사용하는 패킷 인터페이스만 지원합니다. 따라서 4G 기지국에 직접 연결된 라우터의 모든 노드는 패킷 기반 타이밍 기능을 지원하기 위해 timeTransmitter 포트의 PTP에 대한 이더넷 캡슐화 방법을 사용할 수 있어야 합니다.
또한 PTPoE(PTP over Ethernet) 캡슐화는 IPv4를 통한 PTP보다 더 쉽고 최적의 네트워크 구축 모델을 촉진합니다. IPv4를 사용하여 노드(timeTransmitter 및 timeReceiver 디바이스)는 timeReceiver 노드가 timeTransmitter 노드의 IP 주소로 프로비저닝되고 timeTransmitter 노드에서 유니캐스트 메시지를 전송하도록 요청하는 유니캐스트 협상에 참여합니다. timeTransmitter 노드는 timeTransmitter 클럭이 있는 PTP 서버 역할을 하는 라우터이고, timeReceiver 노드는 timeReceiver 클럭이 있는 PTP timeReceiver 역할을 하는 라우터입니다. PTP over Ethernet은 멀티캐스트 주소를 사용하기 때문에 timeReceiver 노드는 네트워크의 timeTransmitter 노드에 대해 자동으로 학습합니다. 또한 timeReceiver 노드는 timeTransmitter 노드에서 멀티캐스트 메시지를 즉시 수신할 수 있으며 프로비저닝 구성 없이 timeTransmitter 노드로 메시지 보내기를 시작할 수 있습니다.
timeTransmitter 클럭이 구성된 인터페이스를 timeTransmitter 인터페이스라고 하고 timeReceiver 클럭이 구성된 인터페이스를 timeReceiver 인터페이스라고 합니다. timeTransmitter 인터페이스는 timeTransmitter 포트로, timeReceiver 인터페이스는 timeReceiver 포트 역할을 합니다. PTP over Ethernet의 경우, 포트 또는 논리 인터페이스가 timeTransmitter 클럭 또는 timeReceiver 클럭으로 작동하도록 구성하는 것 외에도 포트 또는 논리 인터페이스를 구성하여 timeTransmitter 클럭 및 timeReceiver 클럭 모두로 작동하도록 구성할 수도 있습니다. 이러한 유형의 포트를 스테이트풀 포트 또는 양방향 포트라고 합니다. 이러한 상태 저장 포트를 사용하면 네트워크가 특정 소스에서 최단 동기화 트리를 형성하여 타이밍 소스의 도입 및 장애에 보다 효율적으로 적응할 수 있습니다. 이 동작은 주파수 동기화 사양에 대한 ITU-T G.8265.1 정밀 시간 프로토콜 통신 프로필 의 최상의 시간 송신기 클럭 알고리즘(BTCA)에 정의된 대로 구현됩니다.
PTPoE 지원 라우터에서 동기화 체인의 모든 노드를 PTP 경계 클럭으로 구성하면 최고 품질의 성능을 얻을 수 있습니다. 이더넷 링 기반 토폴로지에서는 노드 또는 링크 장애가 발생할 때 중복성을 활성화하기 위해 timeTransmitter 포트 또는 timeReceiver 포트로 작동할 포트 또는 논리적 인터페이스를 구성할 수 있습니다. 이 스테이트풀 포트 또는 듀얼 포트 기능은 IEEE 1588-2008 표준을 따르며 데이터센터 또는 금융 애플리케이션에서 PTP를 구현할 수 있도록 합니다.
모든 노드를 PTP 경계 클럭으로 구성할 수 있도록 하는 것 외에도 논리 인터페이스를 timeTransmitter 포트 또는 timeReceiver 포트로 구성할 수 있도록 해야 합니다. 논리적 인터페이스 또는 공유 IP 주소를 timeTransmitter 포트 또는 timeReceiver 포트로 구성하는 경우, PTP 프로토콜 스택은 상태 저장 포트를 나타낼 수 있으며 PTP 애플리케이션은 기본 PTP BTCA의 출력과 시스템 내 다른 포트의 상태를 기반으로 시스템의 특정 포트에 대한 올바른 상태(timeTransmitter 또는 timeReceiver)를 선택합니다.
PTP over Ethernet은 기본적으로 트렁크 모드로 구성된 인터페이스에서 지원되지 않습니다. ACX7024와 같은 플랫폼에서 인터페이스를 트렁크로 구성하면 PTP 패킷이 올바르게 처리되지 않을 수 있습니다. 이로 인해 동기화가 실패하거나 예기치 않은 PTP 동작이 발생할 수 있습니다.
PTP over Ethernet 기능을 지원하는 라우터 A와 PTP over Ethernet을 지원하지 않는 TimeTransmitter B를 고려하십시오. 이러한 시나리오에서 라우터 A는 IPv4를 캡슐화 모드로 사용하는 PTP timeReceiver 포트와 PTP 트래픽을 위한 캡슐화 모드로 이더넷을 사용하는 timeTransmitter 포트를 통해 경계 클럭 역할을 합니다. 예를 들어, ACX1이라는 이름의 ACX 시리즈 라우터에 두 개의 잠재적인 timeReceiver 인터페이스가 있다고 가정해봅시다. 하나는 MX1이라는 이름의 MX 시리즈 라우터로 향하는 링크에서 IPv4를 사용하는 timeReceiver 전용 포트로 고정되고, 다른 하나는 ACX2라는 이름의 또 다른 ACX 시리즈 라우터로 연결되는 링크에서 PTP over Ethernet을 사용하여 timeReceiver 포트로 작동하는 스테이트풀 포트입니다. 또한 ACX1에는 PTP over Ethernet을 사용하는 timeTransmitter 전용 포트이며 기지국에 연결되는 포트도 포함되어 있습니다.
PTP over Ethernet은 멀티캐스트 주소를 사용하기 때문에 timeReceiver 포트는 네트워크의 timeTransmitter 포트에서 전송한 멀티캐스트 알림 메시지 수신을 자동으로 시작할 수 있으며 구성을 최소화하거나 전혀 구성하지 않은 상태에서 timeTransmitter 노드와의 통신을 시작할 수도 있습니다. IP 주소를 사용하여 timeTransmitter 및 timeReceiver 포트를 식별하는 IPv4를 통한 PTP와 달리 PTP over Ethernet에서는 멀티캐스트 MAC 주소가 PTP 트래픽 포워딩에 사용됩니다. IEEE 1588 표준은 PTP over Ethernet 작업을 위해 두 가지 유형의 멀티캐스트 MAC 주소 01-80-C2-00-00-0E(링크 로컬 멀티캐스트) 및 01-1B-19-00-00-00(표준 이더넷 멀티캐스트)을 정의합니다.