13-网络管理和监控配置指导

04-时钟同步配置

1.5 配置承载BITS时钟源SSM级别信息的时隙比特位

1 时钟监控

1.1 时钟监控简介

在通信网络中，许多业务的正常运行都要求网络时钟同步，时钟同步能保证整个网络各设备之间的时间或频率差保持在合理的误差水平内，使这些设备上的所有业务接口板保持在相同的时钟频率。在时钟同步过程中使用了SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列）技术，其基本原理可以简单理解为：发送端把低速信号调制到高速信号中，接收端从高速信号中解调出低速信号,以期实现信号的较小损伤传输。时钟监控就是用来实现时钟同步功能。

时钟监控负责向各网络设备的所有业务接口板提供高精度、高可靠性的SDH线路接口时钟信号，完成时钟源（为本地设备提供时钟信号的设备称为时钟源）的自动选择、软件锁相环功能（使两个时钟信号的频率和相位保持确定的关系），并实时监测接口板的时钟状态。

1.1.1 时钟源的分类

时钟源用来为环形脉冲发生器提供频率稳定且电平匹配的方波时钟脉冲信号。根据时钟信号的来源不同，可以将时钟源分为以下三类：

· BITS时钟源：时钟信号由专门的BITS时钟设备产生，通过主控板上的专用接口输入。

· 线路时钟源：也称为LPU Port（Line Processing Unit Port，线路处理单元端口），即线路时钟源的输入端口。时钟信号由上一级设备提供，通过指定的WAN接口输入。线路时钟源精度比BITS时钟源低。

· 本地时钟源：时钟信号为本设备时钟扣板内部晶体震荡器产生的38.88MHz信号。通常本地时钟源精度最低。

1.1.2 参考源的级别

参考源即作为参考的时钟源，参考源的级别由参考源的SSM（Synchronization Status Message，同步状态信息）级别和参考源的优先级共同确定，用于在自动模式下时钟源的选择。

1. 参考源的SSM级别

SSM用于在同步定时传递链路中直接反映同步定时信号的等级。参考源的SSM级别按照其同步质量由高到低的顺序排列如下：

· PRC：G.811时钟信号。

· SSU-A：G.812转接节点时钟信号。

· SSU-B：G.812本地节点时钟信号。

· SEC：SDH设备时钟源信号。

· DNU：不应用作同步。

· Unknown：同步质量未知。

(1) 首先按参考源的SSM级别选择时钟源，SSM级别最高的参考源优先被选中。

(2) 如果参考源的SSM级别不参与控制，或者SSM级别相同，则按照参考源的优先级进行选择，优先级值最小的参考源优先被选中。

(3) 如果参考源的优先级相同，则按照参考源的槽位号/子槽位号/端口号顺序进行选择，编号最小的参考源优先被选中。

当原时钟源恢复时，系统自动切换回原时钟源。

2. 手动模式

手动模式下的时钟源由用户手工配置。时钟监控不主动切换时钟源，只跟踪用户配置的参考源。如果参考源丢失，时钟监控转入保持状态。

以下参考源在自动模式下不参与时钟源选择：

· 信号丢失的参考源为不可用时钟源，不参与时钟源选择。

· 优先级为255的参考源为未配置优先级的时钟源，不参与时钟源选择。

· SSM级别为DNU的参考源为不可用时钟源，不参与时钟源选择。

1.1.4 端口的时钟工作模式

根据端口时钟的来源，设备的端口支持两种时钟模式：

· 主时钟模式（Master模式）：提供时钟信号，并向线路输出时钟信号。这个时钟信号来源包括BITS时钟源、线路时钟源以及本地时钟源。在主时钟模式下，当时钟监控的工作模式为自动模式，则采用从优先次序最高的时钟源提取的时钟信号；当时钟监控的工作模式为手动模式，则强制采用从手动指定的时钟源提取的时钟信号，如果手动指定的时钟源无效，则采用本地时钟信号。

· 从时钟模式（Slave模式）：获取时钟信号，并使用线路时钟源提供的时钟信号。此时必须把设备的时钟参考源指定为线路时钟源，系统才会从该线路时钟源的输入端口接收的信息提取时钟信号。

当与上游的SONET/SDH设备相连时，由于上游设备中传送的SONET/SDH网络的时钟精度比设备内部本地时钟源的精度高，推荐配置设备中与上游SONET/SDH设备相连的端口工作在从时钟模式，保证能从SONET/SDH网络中提取正确的时钟信号。

1.2 时钟监控配置任务简介

配置时钟监控时，需要注意的是，当时钟监控的工作模式配置为手动模式时，配置的参考源的SSM参数和优先级无效。

表1-1 时钟监控配置任务简介

配置任务			说明	详细配置
配置时钟监控的工作模式			必选	1.3
配置BITS时钟频率的格式			可选	1.4
配置承载BITS时钟源SSM级别信息的时隙比特位			可选	1.4
配置指定线路时钟源的输入端口			可选	1.6
自动模式	配置参考源的SSM参数	配置SSM级别的提取方式	可选	1.7.1
		配置参考源的SSM级别	可选	1.7.2
		配置SSM级别是否参与控制	可选	1.7.3
	配置参考源的优先级		可选	1.7.4

1.3 配置时钟监控的工作模式

配置时钟监控的工作模式时，需要注意：

· 在手动模式指定时钟源时，请先用display network-clock source命令查看参考源的状态，只有正常工作的参考源才能配置为生效时钟源。

· 配置时钟监控的工作模式后设备响应需要一定时间，可通过display network-clock status命令和日志信息查看配置是否生效。

表1-2 配置时钟监控的工作模式

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
配置时钟监控的工作模式（独立运行模式）	network-clock work-mode { auto \| manual source { bits0 \| bits1 \| lpuport port-type port-number } }	缺省情况下，时钟监控的工作模式为自动模式
配置时钟监控的工作模式（IRF模式）	network-clock chassis chassis-number work-mode { auto \| manual source { bits0 \| bits1 } } network-clock work-mode manual source lpuport port-type port-number	缺省情况下，时钟监控的工作模式为自动模式

1.4 配置BITS时钟源的时钟信号频率

传输BITS时钟源信号时，可以通过本配置选择bps-2m、hz-2m来设置BITS时钟信号频率。

表1-3 配置BITS时钟源时钟信号频率

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
配置BITS时钟源频率的格式（独立运行模式）	network-clock source { bits0 \| bits1 } frequency { bps-2m \| hz-2m }	缺省情况下，BITS时钟频率的格式为bps-2m
配置BITS时钟频率的格式（IRF模式）	network-clock chassis chassis-number source { bits0 \| bits1 } frequency { bps-2m \| hz-2m }	缺省情况下，BITS时钟频率的格式为bps-2m

对接两端的BITS传输模式配置必须一致。

1.5 配置承载BITS时钟源SSM级别信息的时隙比特位

传输BITS时钟源时，可以通过本配置选择sa4、sa5、sa6、sa7或sa8比特承载该时钟源的SSM级别信息。

按照ITU-TG.704 CRC4规定，用sa4～sa8表示CRC复帧中每个偶数帧的0时隙的内容，该内容就是帧对齐信号。在帧对齐机制中，不用每个帧都发送帧对齐信号，通常使用0时隙作为帧对齐时隙。

表1-4 配置承载BITS时钟源SSM级别信息的时隙比特位

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
配置传输BITS时钟源承载SSM的时隙比特位（独立运行模式）	network-clock source { bits0 \| bits1 } sa-bit { sa4 \| sa5 \| sa6 \| sa7 \| sa8 }	缺省情况下，传输BITS时钟源承载SSM的时隙比特位为sa4
配置传输BITS时钟源承载SSM的时隙比特位（IRF模式）	network-clock chassis chassis-number source { bits0 \| bits1 } sa-bit { sa4 \| sa5 \| sa6 \| sa7 \| sa8 }	缺省情况下，传输BITS时钟源承载SSM的时隙比特位为sa4

1.6 配置线路时钟源的输入端口

配置线路时钟源的输入端口时，需要注意：

· 对于WAN接口板来说，当端口的时钟工作在从时钟模式下时，必须通过network-clock lpuport命令来配置接口板时钟源的输入端口。

· 不建议将主时钟模式的端口配置为线路时钟源的输入端口。

· 只允许将主接口指定为线路时钟源的输入端口。

表1-5 配置线路时钟源的输入端口

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入接口视图	interface interface-type interface-number	-
配置端口的时钟模式为从时钟模式	clock slave	缺省情况下，端口的时钟模式为从时钟模式 clock命令的详细介绍请参见“接口管理命令参考”中的“WAN接口”
退回系统视图	quit	-
配置线路时钟源的输入端口	network-clock lpuport port-type port-number	缺省情况下，未配置线路时钟源输入端口

1.7 配置自动模式下参考源的各项参数

1.7.1 配置SSM级别的提取方式

参考源的SSM级别的提取方式有两种：

· 对于时钟源，SSM级别可以从接口板输入的时钟信号中提取，并上报给主控板，主控板使用时钟源的SSM级别配置时钟监控。

· 用户自行配置SSM级别，操作步骤请参见表1-7。

表1-6 配置SSM级别的提取方式

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
配置SSM级别的提取方式（独立运行模式）	network-clock source { bits0 \| bits1 \| lpuport port-type port-number \| ptp } forcessm { on \| off }	缺省情况下，不从时钟源中提取SSM级别，使用用户自行配置的SSM级别需要注意的是，设备暂不支持ptp参数
配置SSM级别的提取方式（IRF模式）	network-clock chassis chassis-number source { bits0 \| bits1 \| ptp } forcessm { on \| off } network-clock source lpuport port-type port-number forcessm { on \| off }	缺省情况下，不从时钟源中提取SSM级别，使用用户自行配置的SSM级别需要注意的是，设备暂不支持ptp参数

1.7.2 配置参考源的SSM级别

配置参考源的SSM级别时，需要注意：

· SSM级别为DNU的参考源为不可用时钟源，当时钟监控的工作模式为自动模式时，此类参考源不参与切换。

· 配置参考源的SSM级别后设备响应需要一定时间，可通过display network-clock source命令和日志信息查看配置是否生效。

· 当配置从时钟源提取SSM级别时，用户配置的SSM级别无效。

表1-7 配置时钟源的SSM级别

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
配置参考源的SSM级别（独立运行模式）	network-clock source { bits0 \| bits1 \| ptp \| lpuport port-type port-number } ssm { dnu \| prc \| sec \| ssua \| ssub \| unknown }	缺省情况下，所有参考源的SSM级别为unknown 需要注意的是，设备暂不支持ptp参数
配置参考源的SSM级别（IRF模式）	network-clock chassis chassis-number source { bits0 \| bits1 \| ptp } ssm { dnu \| prc \| sec \| ssua \| ssub \| unknown } network-clock source lpuport port-type port-number ssm { dnu \| prc \| sec \| ssua \| ssub \| unknown }	缺省情况下，所有参考源的SSM级别为unknown 需要注意的是，设备暂不支持ptp参数

1.7.3 配置SSM级别是否参与控制

不管时钟源SSM级别是从时钟信号中提取还是用户自行设定，要使SSM级别生效，还需要配置SSM级别是否参与控制。

· SSM级别参与控制：选择时钟源时，时钟源的级别将首先按照时钟源的SSM级别，再按照时钟源的优先级确定。

· SSM级别不参与控制：用户可以配置和查看SSM级别，但是在选择时钟源时，时钟源的SSM级别被忽略，直接按照时钟源的优先级确定。

表1-8 配置SSM级别是否参与控制

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
配置SSM级别是否参与控制（独立运行模式）	network-clock ssmcontrol { on \| off }	缺省情况下，SSM级别不参与控制
配置SSM级别是否参与控制(IRF模式)	network-clock chassis chassis-number ssmcontrol { on \| off }	缺省情况下，SSM级别不参与控制

1.7.4 配置参考源的优先级

在自动模式下，时钟监控会根据SSM级别及参考源的优先级选择时钟源，并主动切换到优先级高的参考源。

配置参考源的优先级时，需要注意：

· 参考源的优先级数值越小优先级越高，优先级为255的参考源为未配置优先级的时钟源，不参与切换。

表1-9 配置参考源的优先级

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
配置参考源的优先级（独立运行模式）	network-clock source { bits0 \| bits1 \| ptp \| lpuport port-type port-number } priority value	缺省情况下，参考源的优先级为255 需要注意的是，设备暂不支持ptp参数
配置参考源的优先级（IRF模式）	network-clock chassis chassis-number source { bits0 \| bits1 \| ptp } priority value network-clock souce lpuport port-type port-number priority value	缺省情况下，参考源的优先级为255 需要注意的是，设备暂不支持ptp参数

1.8 时钟监控显示和维护

在完成上述配置后，在任意视图下执行display命令可以显示配置后时钟监控的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。

表1-10 时钟监控显示和维护

操作	命令
查看时钟监控的自检结果（独立运行模式）	display network-clock self-test-result
查看时钟监控的自检结果（IRF模式）	display network-clock self-test-result [ chassis chassis-number ]
查看时钟监控的工作状态（独立运行模式）	display network-clock status
查看时钟监控的工作状态（IRF模式）	display network-clock status [ chassis chassis-number ]
查看所有参考源的状态（独立运行模式）	display network-clock source
查看所有参考源的状态（IRF模式）	display network-clock source [ chassis chassis-number ]
查看时钟监控的版本信息（独立运行模式）	display network-clock version
查看时钟监控的版本信息（IRF模式）	display network-clock version [ chassis chassis-number ]

1.9 时钟监控典型配置举例

1. 组网需求

· Device A与Device B通过POS接口相连接，Device A的主控板上需要支持时钟监控。

· Device A的时钟信号由其主控板上的时钟扣板获取到的时钟源提供，可以来自本地时钟源、BITS时钟源或线路时钟源这三种时钟源的一种。

· Device B上的时钟信号通过提取Device A传输过来的SDH线路时钟信号保持同Device A的时钟同步。

3. 配置步骤

(1) 配置Device A（主时钟）

# 配置POS2/2/1接口为主时钟模式。

<DeviceA> system-view

[DeviceA] interface pos 2/2/1

[DeviceA-Pos2/2/1] clock master

(2) 配置Device B（从时钟）

# 配置Device B的线路时钟源输入接口为POS2/2/1。

<DeviceB> system-view

[DeviceB] network-clock source lpuport pos 2/2/1

# 配置接口POS2/2/1的时钟工作模式为Slave。

[DeviceB] interface pos 2/2/1

[DeviceB-Pos2/2/1] clock slave

[DeviceB-Pos2/2/1] quit

# 使POS2/2/1提取的时钟源生效：配置时钟工作模式为手动模式，指定该时钟参考源为生效时钟源。

[DeviceB] network-clock work-mode manual source lpuport pos 2/2/1

[DeviceB] quit

4. 验证配置

# 查看Device B的时钟监控模块的工作状态。

<DeviceB> display network-clock status

Mode : Manual

Traced reference : pos 2/2/1

Lock mode : Locked

OSC state : Normal

SSM output level : SSUB

SSM control enable: On

可以看出，Device B的WAN接口板的时钟信号都是通过POS2/2/1端口的线路时钟源提取出来的，该时钟信号的频率与Device A的时钟信号频率保持一致。这样保持了Device B的各业务接口板都有一样的高精度、高可靠性的同步SDH线路接口时钟信号。

2 同步以太网

在运营商网络向下一代网络演进的过程中，以太网将逐步取代PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy，准同步数字系列）和SONET（Synchronous Optical Network，同步光网络）/SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列）传输网。因此，在一些严格要求时钟同步的场景中，运营商将面临一个较大的挑战，即如何通过以太网传输高品质时钟同步信号。同步以太网技术可以用来解决该问题。

在同步以太网中，允许以太网接口直接在物理层生成和发送时钟信号，进行时钟同步。接收端通过以太网物理层芯片从物理层解析出收到的时钟信号，这种方式与SONET/SDH时钟恢复方式相同，并且可以获得类似SONET/SDH的时钟精度。

同步以太网技术广泛应用于IP承载网中设备间的时钟同步，支持通过高带宽来承载话音、数据、视频和传统业务。

同步以太网的优点是，同步以太网能和现有的同步网兼容，不受高层协议的影响，也不会受到数据网络拥塞、丢包、时延等的影响。

IEEE 802.3标准定义的以太网不要求网络中使用同一时钟源，只要每台设备能保证其时钟频率误差控制在±100ppm内即可。为了保证网络传输性能，同步以太网要求网络中所有设备使用同一时钟源，各设备能容忍的时钟频率误差为±4.6ppm。为了实现同步以太网与普通以太网的相连，同步以太网中连接普通以太网的设备需要支持±100ppm的时钟频率误差。

2.1.1 以太网接口的工作模式

以太网接口可以工作在如下两种工作模式：

· 同步模式：支持同步以太网功能。在同步模式下，接口允许处理收到的ESMC（Ethernet Synchronous Message Channel，以太网同步消息通道）报文，从报文中解析出对端设备时钟的QL（Quality Level，质量等级），并根据时钟源选择算法进行选择，同时能够定时发送携带本设备系统时钟QL的ESMC报文。

· 非同步模式：不支持同步以太网功能。在非同步模式下，接口为普通以太网接口，不从接口上同步时钟，此时不处理收到的ESMC报文，不主动发送也不转发ESMC报文。该模式下的接口主要用于与普通以太网相连。

2.1.2 同步以太网工作原理

同步以太网通过QL来表示时钟等级。QL又分为接口QL和系统QL，接口QL反映了接口对应的时钟源的QL，而系统QL则为最优时钟源的QL。当同时存在多个时钟源时，系统选择QL最高的时钟源作为最优时钟源。QL按其质量由高到低的顺序排列如下：

· PRC：SSM（Synchronization Status Message，同步状态信息）级别为PRC（G.811时钟信号）

· SSU-A：SSM级别为SSU-A（G.812转接节点时钟信号）

· SSU-B：SSM级别为SSU-B（G.812本地节点时钟信号）

· SEC：SSM级别为SEC（SDH设备时钟源信号）

· DNU：SSM级别为DNU（不应用作同步）

· UNK：SSM级别为UNKNOWN（同步质量未知）

同步以太网通过交互ESMC报文传递时钟的QL。ESMC报文的发送有两种方式：

· 心跳发送：每秒发送一次ESMC信息报文。

· 事件发送：当本设备的系统时钟发生变化时，立即发送ESMC事件报文，其中携带本设备最新的系统时钟QL。

收到ESMC报文时，需要按以下几种情况分别处理：

· 接口默认的QL为DNU，此时该接口不能作为线路时钟源的输入端口。只有收到除DNU以外有效的QL后才允许更新本接口QL。系统时钟源选择算法会参考各接口的QL以及其他内置或外接时钟源的QL，根据QL从高到低的顺序，选出最优时钟源，并将该时钟源的QL作为系统QL。若最优时钟源的QL为某接口的QL，则该接口作为时钟源接口，其他接口作为非时钟源接口。所有非时钟源接口向外发布的QL为系统QL，时钟源接口向外发布的QL为DNU。

· 当接口收到ESMC事件报文，立即更新本接口的QL。如果与接口之前收到的QL不同，系统时钟源选择算法将进行时钟源重选，确定最新的系统QL。

· 如果5秒内没有收到ESMC报文，接口上的QL恢复为DNU。

2.1.3 协议规范

与同步以太网相关的协议规范有：

· ITU-T G.781：Synchronization layer functions

· ITU-T G.8261：Timing and synchronization aspects in packet networks

· ITU-T G.8262：Timing characteristics of a synchronous Ethernet equipment slave clock (EEC)

· ITU-T G.8264/Y.1364：Distribution of timing information through packet networks

2.2 配置同步以太网

当接口工作模式为同步模式时，该接口能够直接从线路上提取系统时钟，并在物理层发送时钟信息，同时要求接收端能够从物理层直接解析出收到的时钟信息。

使能ESMC功能后，接口可以通过ESMC报文交互QL。

表2-1 配置同步以太网

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入二层以太网接口视图/三层以太网接口视图	interface interface-type interface-number	-
配置当前接口的工作模式为同步模式	synchronous mode	缺省情况下，接口的工作模式为非同步模式只有当接口的工作模式为同步模式时，该接口才有可能作为本设备的线路时钟源参与时钟源选择
使能当前接口的ESMC功能	esmc enable	缺省情况下，接口上ESMC功能处于关闭状态