Page 35 - 网络电信2020年5月刊下
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达到同步定时的目的。时钟恢复效果会受到网络延迟、抖动、                          同步解决方案中。
            丢包、错序等原因产生的包时延变化（PDV）的影响，PDV噪声                           3.发展趋势
            抑制是影响定时性能的关键，为了减小网络 PDV 的影响，接收                           分组网络频率同步技术方面，SyncE具有实现简单、不受
            端设备需要采用包选择算法加滤波处理机制。目的是筛选出在                          网络负载变化影响、同步质量好等特性，未来会向速率更高、
            特定时间窗口内时延特性受PDV噪声影响最小的“幸运包”，在                        性能更优的增强SyncE方向发展，应用模式主要是与PTP技术相
            时域上形成所谓的稳定“基底”，再辅以kalman滤波、最小值                       结合提供高精度时间和频率同步服务，例如PTN/OTN传输网络、
            滤波等算法处理，最大程度恢复出主从时钟频差。由于分组网                          IPRAN网络节点间的高精度时间同步等。随着网络  PDV  噪声抑
            络中的PDV噪声更加复杂和难以模型化，使得基于分组报文恢复                        制、时钟恢复算法的进一步成熟，基于分组报文的频率同步性
            定时的性能更具不确定性。ITU-T  G.8261  规定了17种网络PDV               能会不断提升，可作为SyncE频率同步方式的补充，在现网中的
            噪声测试模型，用于模拟典型应用场景。基于分组报文的频率                          应用也会越来越多，例如中间节点不支持SyncE和PTP功能的纯
            同步方式在现网实际应用较少，主要用于中间节点不支持同步                          IP网络环境。
            以太网功能的网络中。                                               分组网络时间同步技术方面，随着云平台、大数据、物联
                2.时间同步技术                                         网、5G通信网络等业务对时间同步要求的不断提高，分组网络
                2.1 NTP技术                                        时间同步技术会在高精度、安全性、可靠性、可维性等方面进
                NTP是用于互联网中时间同步的标准网络时间协议，其作                       一步增强，诸如 eNTP、1588v3、White Rabbit（白兔）、云平
            用是把网络内的计算机时间同步到协调世界时（UTC）。NTP通                       台时间同步、智能时钟、时间敏感网络（TSN）等新方法、新技
            常采用客户端/服务器主从工作模式，通过数据包交互来实现时                         术和新应用会不断发展并逐步成熟。另外，ntpd、ptpd等开源
            间同步。NTP具有完善的算法体系，综合采用时间滤波、时间选                        时间同步软件因协议符合性高、算法稳定、维护便捷等特点，
            择、聚类、时钟调节等算法调整本地系统时间和频率，时间同                          未来会在设备侧和应用终端得到广泛应用。eNTP主要用在服务
            步稳定性可以保证，是目前应用最广泛的网络时间同步技术之                          器端，兼容NTP协议和算法，增加了硬件时间戳功能、增强了安
            一。但由于NTP采用无                                                                          全机制，时间同步精度
            连接的UDP协议进行数                                                                          和处理能力可以得到
            据传递导致数据包容易                                                                           大幅提升，同步精度
            被篡改，同时NTP本身                                                                          达微秒量级。云平台
            也存在一定的安全漏                                                                            时间同步采用适应云
            洞，因此NTP容易被利                                                                          平台架构的时间同步新
            用来进行时间服务攻                                                                            机制、新算法，旨在解
            击。传统NTP技术采用                                                                          决虚拟机服务器时间同
            软件时间戳，时间戳                                                                            步精度低、时间跳变、
            精度和准确度较低，因                                                                           时钟不稳定的技术问
            此同步精度一般为毫秒                                                                           题。1588v3与1588v2
            级，主要用于对同步精                                                                           相比较，增强了域间
            度要求不高的网络设                                                                            隔离功能和协议安全
            备、应用服务器及计算                                                                           性、引入了WR-PTP（白
            机终端等提供时间同步                                                                           兔 PTP）、增强了性能
            服务。                                                  监控、新增了混合组播/单播工作模式等内容，协议更灵活、精
                2.2 IEEE 1588技术                                  度更高、安全性更强。White  Rabbit是一种利用光纤实现高精
                IEEE  1588是用于网络测量和控制系统的精确时间同步                    度时间频率传递的技术，采用WR-PTP协议和数字双混频时差相
            协议（简称  PTP），目前广泛应用的版本是IEEE  1588-2008                位检测器增强时间戳精度，由于可以精确地计算和补偿线路时
            （1588v2）。PTP采用主从时钟同步方式，主从时钟之间通过                      延不对称性，因此同步精度可以达到亚纳秒级。智能时钟即软
            交互同步、状态和时延测量等报文来实现时间或者频率同步。                          件定义同步网，采用控制和转发分离的新型网络架构，能够简
            PTP支持端到端（E2E）和点到点（P2P）时延测量机制、组播和                     化网络配置管理，符合未来网络管理发展趋势，有利于同步网
            单播通信方式、一步和二步工作模式以及UDP/IP和IEEE  802.3                 重用和演进。TSN源于实时以太网概念，提供有界低延时、低抖
            等多种报文封装方式，同时支持普通时钟（OC）、边界时钟                          动、极低数据丢失率的数据传输能力，关键技术包括优先级时
            （BC）和透明时钟（TC）等时钟模型，具备完善的时钟层级和                        间感知调度、保护带与帧抢占、时间同步、流量整形和冗余路
            端口状态决策算法（BMC，最佳主时钟算法），基于各种工作模                        径机制等，满足“确定性时延”应用场景需求。
            式的灵活组合可以满足不同网络环境下的组网应用需求。PTP
            采用硬件时间戳，因此时间戳的精度和准确度更高，一般可以                              三、分组网络授时技术标准现状及发展趋势
            实现纳秒级甚至更高的同步精度，广泛应用于诸如通信传输网                              1.国外标准现状
            络、移动回传网络、智能电网、高速铁路等系统的高精度时间                              国外时频标准主要由ITU-T、IETF  和IEEE等国际标准化组

                                                       网络电信 二零二零年五月                                            59
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