交换机中同步以太网技术探究及其实现

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1、交换机中同步以太网技术探究及其实现摘要：提出了一种支持同步以太网交换机工作在主从模式状态下同步时钟网络架构，及其在不同工作模式下的时钟同步机制；提出了交换机工作在从模式状态系统同步链路时钟的优先级选择策略，以及工作在主模式状态下交换机系统时钟指定选择原则。实践表明，这种同步以太网时钟架构和同步机制能很好地满足网络应用。关键词：同步以太网；以太网同步状态消息；锁相环;漂移Abstract：Inthispaper,weproposeasynchronousclocknetworkarchitecturefortheEthernetswitch(ES)sothatsynchronousEt

2、hernet(Sync-E)isachievedwhentheESisinslaveormastermode・WealsoproposedifferentsynchronousclockmechanismsfortheESindifferentmodes・WeintroducethepriorityselectionstrategyofsynchronousclocklinkwhentheESisinslavemode・ThespecificselectionprincipleforthesystemclockwhentheESisworkinginthemastermodeisal

3、sointroduced.Finally,wesuggestthatthissynchronousEthernetclockarchitectureandmechanismscanmeetneedsofnetworkapplications.Keywords:synchronousEthernet；Ethernetsynchronizationmessagingchannel；phaselockedloop(PLL)；wander电信网络正在从基于时分的电路交换向基于分组的包交换的下一代网络发展，电信服务都可以统一到统一的包交换平台上来。以太网在网络汇聚中扮演越来越重要的作用，现在无

4、线网络汇聚和骨干网络以及在城域网中都在应用以太网。不少接入网需要接入单元间时钟的同步，比如基站、无源光网络(P0N)接入以太网，这就涉及到同步以太网的问题。接入单元有的需要频率同步，比如无线网络中GSM、UMTS/W-CDMA.LTE(FDD)只需要频率同步；有的还需要相位和频率都同步，比如CDMA2000.LTE(TDD)、TD-SCDMA、WiMAX等网络。同步以太网技术用于分布式网络的频率同步,但其不支持相位同步。使用同步以太网的网络，网络的各个节点均需支持同步以太网。传统的运营网络一般建有自己的SDH/PDH同步网络，以确保整个网络的频率同步。目前通过以太网来承载传统通信网络

5、的频率同步和时间同步信息有着现实的迫切要求。图1是同步以太网在网络中的典型应用场景［1-2］。最上端是元时钟(PRC),每个同步网络单元都含有以太网设备时钟(EEC)o在正常情况下EEC是锁定某一输入业务端口的频率，业务输出端口频率和输入端口同步。这种链路拓扑结构能实现EEC至上而下的频率同步，最终和PRC时钟同步，这种同步方式类似SDH/SONET同步网。网络拓扑中的同步支持单元（SSU）作用是减少链路抖动和漂移的累计，另外也可以作为一个节点时钟给别的设备提供同步。在上游设备时钟出现问题，比如PRC时钟丢失时，自身可提供保持功能，直至上游设备时钟恢复。1以太网中的同步技术1.1同步

6、以太网主设备对于同步以太网主设备，其功能模块时钟拓扑如图2所示。设备一般是在设备外接标准的高精度时钟源，比如2MHz时钟或者2Mb/s数据或者是别的时钟源输入接口。2MHz时钟通过锁相环输出，时钟的频率及其参数可以通过锁相环参数配置。2Mb/s数据通过大楼综合定时（供给）系统（BITS）收发芯片接收链路码流提取2MHz时钟，然后将提取的链路时钟2MHz送给锁相环，再由中央处理单元中锁相环通过配置输出一个设置时钟。锁相环输出所需要时钟送给逻辑单元，逻辑单元分发出若干路下发时钟到各个接入单元，再由接入单元的锁相环输出到接入单元交换芯片媒体访问控制层（MAC）、物理层（PHY）作为其工作时

7、钟，实现时钟源和接入单元交换芯片和PHY芯片的时钟同步。主设备通过接入单元的PHY链路数据输出。从设备接入单元根据主设备接入单元输出链路数据，通过提取链路时钟，然后根据从设备时钟同步原理而实现主交换设备和从交换设备的同步。以太网从设备不需要外接时钟源。1.2同步以太网从设备同步以太网从设备利用从主设备互联的数据流端口，通过PHY或者MAC芯片数据接收端集成的时钟数据恢复(CDR)来提取接收数据链路的时钟。这个时钟除了可以用作发送端时钟外，还可以用于芯片对接