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标题: [分享]关于时钟同步 [查看完整版帖子] [打印本页]

时间: 2010-9-3 17:16

作者: thundersong 标题: [分享]关于时钟同步

核心网设备为什么要进行时钟同步？为什么IP化的设备不需要时钟同步？困惑！

时间: 2010-9-3 21:05

作者: npfc

有时隙的地方就要进行时钟同步，我的理解。核心网有电路域交换，时钟肯定需要同步一致。

时间: 2010-9-3 21:16

作者: keendream

这就是看电路交换和分组及IP交换的区别了。电路交换最基本原理就是奈奎斯特原理，需要有抽样时钟约定的，而且要组成组成固定的时隙和帧，所有的内容判决和读取识别都是以时间片（Time Slot）划分的。那个时间的字节是你的，那个时间的字节是我的。这就是TDMA时分多址。
但是分组的东西或IP化的东西，都是非实时的、突发性的数据包，所有内容的判决和多址区分方式都是根据报头或分组的头部字节判断，在解读报头信息的时候必然产生时延，所以相对电路交换实时交互行不强。不需要时钟同步去约定。

应该是这样吧

时间: 2010-9-4 08:56

作者: 匠人

并不是核心网需要同步，接入网点也需要同步。当然并不是说不同步就不能工作了。

时间: 2010-9-4 14:29

作者: 服务生

因为在sdh中没有再安排调整的工作，它的工作前提就是大家频率一致，严格要求达到横向连接的目的。就是要保证在一家的设备中加入另外一家的设备能正常工作。

时间: 2010-9-4 19:52

作者: colourpen

分组网络中不需要时钟同步么？？

我觉得只是不强调时钟同步吧。要不然接收机的抽样判决时间怎么选？

时间: 2010-9-5 06:03

作者: southbayer

你这个提法首先有问题, 核心网设备如果只涉及光交换, 不涉及电信号处理, 那么也是不需要同步的. 如果核心网设备是基于SONET/SDH啥的, 那么就需要严格的时钟同步.

IP化设备在IP层处理的时候不涉及到时钟同步, 其处理方式是存储/转发模式, 拿到的是IP包, 输出的也是IP包. 至于IP化设备需要不需要同步, 要看设备的下层协议具体是什么

*  如果是SONET, 那么在SONET层需要同步,
*  如果是普通以太网, 那么不需要同步, 以太网frame接受是不需要同步的
*  如果是同步以太网, 那么以太网这层还是需要同步, 接收机需要从比特流中恢复同步时钟

所以我们看一个设备是否需要同步, 要看同步信号在哪一层被需要, 需要达到啥目的, 具体问题具体分析.

时间: 2010-9-5 09:57

作者: wrhit

关注一下。

时间: 2010-9-5 10:21

作者: colourpen 标题: 回复 7# 的帖子

还是不太明白
那是不是在物理层都需要时钟同步？？

电信号从信道传过来，如果没有同步的时钟，接收机在什么时刻进行抽样判决呢？
用什么方法找到信噪比最大的抽样点？

时间: 2010-9-5 13:05

作者: 用服小兵

7楼说的挺有道理，版竹在那里，该出来加分了！

时间: 2010-9-5 14:43

作者: southbayer

物理层要不要同步要看具体技术, 以太网接受的时候利用每个帧开始的preamble通过PLL恢复时钟, 然后利用这个恢复出来的时钟检测SFD字节, 如果SFD被检测到, 那么下一个字节就是MAC DA. 一帧结束完, 恢复出来的时钟就失去了用武之地, 因为下一个frame完全可能是另外一个设备产生的(考虑共享介质的情况), 不同设备的TX时钟并不同步.

原帖由 colourpen 于 2010-9-5 10:21 发表
还是不太明白
那是不是在物理层都需要时钟同步？？

电信号从信道传过来，如果没有同步的时钟，接收机在什么时刻进行抽样判决呢？
用什么方法找到信噪比最大的抽样点？

[ 本帖最后由 southbayer 于 2010-9-6 06:02 编辑 ]

时间: 2010-9-5 23:29

作者: kkk2000

提法是有问题的,平时ETH即使没有传数据,线路上Idle码流是有的,这样对方接收的时候,物理线路上的时钟即使精度不够,但是一直被CDR锁定同步处理,所以接收是同步的,问题出在Tx这个方向,一般是采用本地时钟定时发送的,和接收时钟来源不同,一般是有差异的.同步以太网和10G WAN另当别论.TX和RX相同.

只要是数字系统,一定会有定时的需要.就看Tx/RX方向上的同步和异步区别.

时间: 2010-9-6 01:51

作者: southbayer

只有点对点的时候才可能在空闲的时候传idle信号吧? 我想点对多点的情况下, 比如10Base-T啥的, 在IFG期间transmitter应该不发任何信号的, 空闲就是空闲, 否则CSMA/CD怎么支持. 如果一台机器总发信号, 其他机器就不能检测到空闲期. 在TX这个方向每个设备使用自己的本地时钟是对的. 以太网是帧内同步, 帧间不同步.

原帖由 kkk2000 于 2010-9-5 23:29 发表
提法是有问题的,平时ETH即使没有传数据,线路上Idle码流是有的,这样对方接收的时候,物理线路上的时钟即使精度不够,但是一直被CDR锁定同步处理,所以接收是同步的,问题出在Tx这个方向,一般是采用本地时钟定时发送的,和接 ...

[ 本帖最后由 southbayer 于 2010-9-6 06:06 编辑 ]

时间: 2010-9-6 06:09

作者: southbayer

不得以编辑了一下贴子, 前面的俺的回答也有毛病 :) 以太网RX的时候帧内还是需要恢复同步信号的, 但是不同设备的发送时钟不需要同步

时间: 2010-9-6 12:50

作者: kkk2000

帧间同步的说法也不合理。

半双工时，系统确实不存在IDLE,但是RX取恢复出来的精准时钟出来得到帧头定位是正确的，和自身频率偏差没什么关系，系统也不是盲目地靠自己的时钟猜测和判决数据的。全双工时点对点连接，可以通过IDLE一直维持RX时钟恢复的。

现在ETH的技术也在不断推陈出新地演进，赋予更多层次上的丰富特性了，所以不用老报着半双工的过时看法看待大杂烩的ETH技术了，1G/10G ETH早就取消半双工了。

系统同步有载波的同步，比特的同步，帧的同步或群同步，由下到上的同步概念。通常说的SDH之类同步或同步网是物理层的TX/RX时钟同步，是靠物理传输码流(如果有载波的话，还得先获得载波同步)来恢复得到，而不是更高一级别的帧同步。不是一码事。只要物理层同步了，帧一级别的内容可以同步，也可以异步。譬如把ETH塞到SDH。

[ 本帖最后由 kkk2000 于 2010-9-6 12:52 编辑 ]

时间: 2010-9-6 14:39

作者: southbayer

前面我说RX依靠靠本地时钟频差小这个说法是不对的, 谢谢指出. 我在修改前面回复的时候已经纠正了这个说法.

10M/100M以太网全双工时发送端在Idle期间也是不穿任何信号的吧, IFG期间发不发Idle symbol和速率及其对同步的要求有关系, 和双工关系不大. 可能1G/10G单纯依靠preamble恢复时钟工程实现有困难, 所以在空闲的时候也传idle symbol.

10M/100M现在也没有退出历史舞台, 1G也可以向下兼容, 另外还有无线以太网方兴未艾. 目前无线以太网也是不需要帧间同步的, 同样倚靠每帧携带的preamble恢复接收时钟. 所以从以太网技术的源头上讲, 帧间同步是不需要的. 1G/10G对同步的高要求, 不影响过去的历史事实.

回到楼主最开始的问题上来, 一般提到设备的同步指的是整个网络所有设备使用同一个时钟, IP层处理因为是存储/转发, 所以是不需要同步的. 至于IP化的设备的下层协议需要不需要同步, 那要具体情况具体分析.

时间: 2010-9-6 16:28

作者: fanqianhua

如果时钟不同步会造成滑码，其他也是刚看了前辈们的回答才知道的，又学了点知识啊

时间: 2010-9-6 18:05

作者: liqiangjack

看到上面的回答，大概明白了

时间: 2010-9-6 19:09

作者: kkk2000 标题: 回复 16# 的帖子

回顾一下ETH的升级换代史，就可以知道ETH的定时工作模型也在一直在改变。全双工模式下,1000M可以loop timing的概念(100M下其他非普及的ETH标准也有loop timg工作模式，光和电的工作媒质也可能导致定时模型不同，所以说ETH的问题不能笼统而论)，就是从RX流里恢复出时钟然后给TX定时，这样就导致点对点之间的收发时钟是同一个，至于跟哪个站点，取决于协商时的Master/Slave关系。

没错。IDLE也不是必须的。IDLE期间靠传送物理的码流来使对方的RX一直锁定时钟，这个方式可以减轻定时电路的复杂性。IDLE在PHY层获得定时后就被自动删除，不会送到MAC层处理的。定时目的也是IDLE存在的意义。

另外ETH的规范相当杂乱，1000BASE-T强制要实现loop timing方式，这个显然和双工方式扯上必然的关系。没有收哪来的发?而10G的标准里却可以实现loop timing也可以不实现loop timing,就是保持TX和RX不一致。

正常情况下，工作在loop timing方式下的点对点传输是TX/RX同步的，需要持续不断的IDLE进行辅助工作。但是从传输网的大范围来看，中间夹杂着一堆多端口的交换机或路由器，使得定时模型相当局限和复杂化，而且还可能经过非ETH链路，结果是没法维持穿越了整个网络的端到端时钟，这个也是和SDH网本质区别的地方,所有SDH网元需要单一时钟或准同步时钟. 所以IP网不可能达到全网各个节点或端口上端到端同步这个要求(采用点到点进行1588之类的时钟恢复情况是个尝试而已)。

普通ETH点对点或特殊设计的网络也确实能传时钟，但是由于晶振器件和802.3规范的松散要求+/-100ppm，频稳度和抖动指标根本达不到和TDM同步定时接口接轨的程度。所以就出现了改良的同步ETH，换汤不换药，局限性仍在，仍然逃离不了点对点的拓扑结构，所以要求跨越全网的定时时必须要求将同步ETH时钟一段段地接力下去。全网设备都必须支持同步ETH.

所以,内核IP化的设备如果不传输或装载TDM业务，根本不需要也没有必要建立全网同步。而PTN恰恰是一直想朝这个方向走。

时间: 2010-9-6 21:00

作者: thundersong

各位大侠都很猛，谢了！

时间: 2010-9-6 21:28

作者: colourpen

看了 southbayer kkk2000 的讨论豁然开朗:)

时间: 2010-9-7 06:54

作者: southbayer

IP/Ethernet的工作方式是存储/转发, 一次通信的"单位"是数据包, 对时钟的要求是只要能支持数据包这样大小的会话过程既可, 换句话说是不要求时钟有长期稳定性, 只要求短期稳定性. 每一跳物理层使用的时钟也可以完全不同. 正因为如此, Ethernet标准允许使用便宜的+/-100ppm的晶振, 因为更好的晶振根本就是浪费. SDH/SONET则不同, 会话时间相当于是无限长, 必须要求全网同步, 否则就一定会滑码.

PTN的出现使得Ethernet/IP这个老革命遇到了新问题, 由于需要传输TDM信号, 还要支持基站的定时, PTN既需要支持时钟的透传(频率/相位), 还需要支持Time of Day(TOD, 就是wall clock)的透传. 解决技术目前有同步以太网和1588. 同步以太网支持频率透传, 但是不支持TOD, 1588则两个都支持.

同步以太网整个网络所有网元的Ethernet物理层都通过锁相环锁定在一个高精度的时钟上, 这个时钟通常来自GPS, 本地晶振的好坏对频率稳定度没啥影响, 可能最多影响一些相位噪声. 由于时钟的偷传需要通过物理层支持, 所以每一跳都要支持同步以太网才行, 物理层一变同步就没有了.

.

时间: 2010-9-8 03:23

作者: realman1

麻烦 southbayer kkk2000 两位大侠帮回答下这个问题？
http://www.txrjy.com/viewthread.php?tid=356825
很久了，都没有答案

时间: 2010-9-8 03:28

作者: hahatmd

ip网有同步吧，不过方式不一样而已

时间: 2010-9-9 18:48

作者: realman1 标题: up up

时间: 2011-2-8 11:03

作者: zhaiyukun

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