동기 이더넷

Synchronous Ethernet

동기 이더넷(SyncE라고도 함)은 ITU-T 표준으로, 이더넷 물리층을 통한 클럭 신호 전송을 용이하게 합니다.이 신호는 외부 클럭까지 추적할 수 있습니다.

개요

모바일 네트워크 동기화의 일종이 필요하다.

동기식 이더넷의 목적은 결국 신호의 그러한 형식이 필요할지도 모르는 네트워크 리소스에 동기화 신호를 제공하는 것이다.그 동기식 이더넷 신호가 이더넷 물리 계층을 통해 전송되는 외부 시계, 전체 네트워크에 이상적으로 달인 독특한 시계에 추적 가능해야 한다.응용 프로그램에서는 휴대 전화망, 이더넷 수동 광 네트워크와 같은 접속 기술, IPTVVoIP 같은 애플리케이션뿐만 아니라 CERN의 하얀 토끼 프로젝트 데이터 취득 기기의 고에너지 실험을 위한sub-nanosecond 시간 동기화 등이 있다.

시분할 다중 네트워크와는 달리, 컴퓨터 네트워크의 이더넷 가족 시계 동기화한 정보를 전달하지 않는다.몇몇 수단 이 문제를 해결하기 정의되어 있다.IETF의 네트워크 타임 프로토콜, IEEE의 1588-2008 정밀 시간 프로토콜 그 중 몇가지가 있답니다.

세가지 권고안 SyncE은 ITU-T에 의해, IEEE와 협력:표준화되었다.

  1. ITU-T Rec. G.8261 - SyncE 네트워크의 아키텍처와 Warray 퍼포먼스에 관한 측면을 정의합니다.
  2. SyncE에 동기 이더넷클럭을 지정하는 ITU-T Rec. G.8262
  3. Ethernet Synchronization Messaging Channel(ESMC; 이더넷 동기 메시징 채널) 사양을 설명하는 ITU-T Rec. G.8264

SyncE 아키텍처에서는 이더넷 PHY를 공급하기 위해 이더넷카드의 내부 클럭을 위상 잠금 루프에 의해 교환할 필요가 최소한 있습니다.

아키텍처

동기 이더넷, SONET 및 SDH 동기화 네트워크 모델

이더넷을 빌딩 블록으로 간주하는 동기 네트워크의 확장(ITU-T G.8261)이것에 의해, 동기 이더넷네트워크 기기를 동기 디지털 계층(SDH)과 같은 동기 네트워크에 접속할 수 있습니다.SDH 의 동기는, 이더넷 경유로 전송 할 수 있습니다.또, 그 반대도 가능합니다.

시계

ITU-T G.8262는 SDH 클럭과 호환되는 동기 이더넷클럭을 정의합니다.동기 이더넷클럭은 ITU-T G.813 클럭을 기반으로 정확도, 노이즈 전송, 홀드오버 퍼포먼스, 노이즈 톨러런스 및 노이즈 발생 측면에서 정의됩니다.이러한 클럭은 이더넷 기기 슬레이브 클럭이라고 불립니다.IEEE 802.3 규격에서는 이더넷클럭이 ±100ppm 이내라고 규정되어 있습니다만, EEC의 정확도는 ±4.6ppm 이내여야 합니다.또, 이더넷클럭의 타이밍에 의해, 인터페이스로 프라이머리 레퍼런스 클럭(PRC) 트레이서빌리티를 실현할 수 있습니다.

G.8262/Y.1362는 동기 이더넷에 대한 ITU-T 권장 사항으로 "Synchronous Ethernet Equipment Slave Clock(EEC; 동기 이더넷 장치 슬레이브 클럭)의 타이밍 특성"을 정의합니다.2007년 8월에 처음 출판되어 2008년과 2010년에 개정되어 [1]2010년에 새로운 버전이 출판되었습니다.[1]

메시징 채널

Ethernet Synchronization Message Channel(ESMC) 프로토콜 데이터 유닛 rec.ITU-T G.8264

SDH에서는 Synchronization Status Message(SSM; 동기 상태 메시지)에 의해 동기 신호의 트레이서빌리티가 제공되기 때문에 SDH 기기와의 완전한 상호 운용성을 실현하려면 동기 이더넷으로 SSM 기능을 확장해야 합니다.

SDH에서는 SSM 메시지는 SDH 프레임 내의 고정 위치에 전송됩니다.다만, 이더넷에서는 고정 프레임에 상당하는 것은 없습니다.동기 이더넷을 통한 SSM 전송에 필요한 메커니즘은 IEEE와 연계하여 G.8264의 ITU-T에 의해 정의되어 있습니다.구체적으로는, ITU-T 로 정의되고 있는 ESMC 는, 현재 IEEE 802.3ay 로 지정되어 있는 Organization Specific Slow Protocol(OSSP)에 근거하고 있습니다.ITU-T G.8264는 배경 또는 하트비트 메시지를 정의하여 클럭 품질 수준을 지속적으로 표시합니다.단, 새로운 SSM 품질 수준의 이벤트유형 메시지는 즉시 생성됩니다.

ESMC 프로토콜은 느린 프로토콜용 표준 이더넷 헤더, ITU-T 고유 헤더, 플래그 필드 및 Type Length Value(TLV; 유형 길이 값) 구조로 구성됩니다.TLV 내에서 부호화된SSM은 ITU-T G.781에 기재되어 있는4비트 필드입니다

동기화 아키텍처

SyncE의 일반적인 요건은 Network Element(NE; 네트워크 요소)에 적어도2개의 레퍼런스클럭이 있어야 하며, 또한 이더넷인터페이스가 외부 레퍼런스를 상실했을 경우에 대비하여 독자적인 동기 신호를 생성할 수 있어야 한다는 것이었습니다.이 경우 이더넷노드(EN)는 홀드오버 상태라고 불립니다.동기 신호는 네트워크를 통과할 때 저하되므로 이더넷노드에서 Phase Locked Loop(PLL; 위상잠금루프)에 의해 필터링 및 재생성해야 합니다.

동기화 아키텍처

네트워크 토폴로지

일부 NE는 데이터를 전송하고 클럭 신호를 다른 NE에 배포하기 때문에 동기 네트워크와 트랜스포트 네트워크는 부분적으로 혼합되어 있습니다.가장 일반적인 토폴로지는 다음과 같습니다.

  • 트리: 이것은 마스터 클락에 의존하는 기본 토폴로지이며 참조는 나머지 슬레이브 클락에 배포됩니다.단 하나의 클럭에만 의존하며 신호는 점차 저하된다는 두 가지 약점이 있습니다.
  • 링: 기본적으로 이것은 링 구성을 사용하여 동기 신호를 전파하는 트리 토폴로지입니다.링 토폴로지는 트리를 안전하게 하는 방법을 제공하지만 동기 루프가 형성되지 않도록 주의해야 합니다.
  • 메시: 이 토폴로지에서는 장애 발생 시 용장성을 확보하기 위해 노드가 상호 접속을 형성합니다.단, 동기 루프는 쉽게 발생하므로 피해야 합니다.

SyncE 네트워크에는 보통 1개의 토폴로지만 있는 것이 아니라 모든 토폴로지의 조합이 있습니다.여러 마스터 클럭을 포함하는 복제와 보안, 그리고 일종의 동기화 관리 프로토콜의 존재는 현대 네트워크의 중요한 기능입니다.목적은 신호 전송과 관련된 문제를 최소화하고 장애 발생 시 1개의 클럭에만 의존하지 않도록 하는 것입니다.그 결과, 매우 정밀하고 장황하며 견고한 동기 네트워크를 얻을 수 있습니다.

노드 상호 연결

동기 네트워크 토폴로지

동기화를 배포하는 기본적인 방법은 두 가지가 있습니다.

  • Intranode: Synchronization Supply Unit(SSU; 동기 공급 장치)로 알려진 고품질 슬레이브 클럭입니다.이들은 노드 내에 위치한 NE에 동기화를 배포하는 역할을 합니다.
  • Interode: 이 목적을 위한 전용 링크 또는 PHY 신호에 의해 동기 신호가 다른 노드로 전송됩니다.

동기 신호를 전송하기 위해 여러 유형의 네트워크를 사용할 수 있으며 실제로 조합할 수 있습니다.이러한 네트워크에는 T1/E1, SONET/SDH 및 임의의 레이트, SyncE 등이 있습니다.다만, 레거시 이더넷은 동기 신호의 송신에는 적합하지 않습니다.신호가 레거시이더넷 아일랜드를 통과할 경우 동기화가 손실되기 때문에 이것은 중요합니다.

동기 신호

동기 전송에 적합한 신호는 다음과 같습니다.

  • 아날로그, 1.544 및 2.048 MHz
  • 디지털, 1.544 및 2.048 Mbit/s
  • 임의의 비트환율에서의 SyncE 신호
  • STM-n/OC-m 회선 코드

동기화 모델

외부 참조 및 SSU에 의한 동기화 샘플

SyncE에서는 노드를 동기화하는 방법이 몇 가지 있습니다.

  1. 외부 타이밍:EEC는 스탠드아론 Synchronization Equipment(SASE;동기장치)로부터 신호를 취득합니다.이것은 동기화하는 일반적인 방법이며, NE에는 보통 긴급 상황용 추가 기준 신호도 있습니다.
  2. 회선 타이밍:NE는 입력 신호 중 하나에서 클럭을 도출하여 클럭을 가져옵니다.
  3. 타이밍 통과:여기서 1개의 인터페이스의 Tx 출력과 반대쪽 인터페이스의 Rx 입력이 동기화됩니다.
  4. 내부 타이밍:이 모드에서는 EEC의 내부 클럭을 사용하여 출력을 동기화합니다.동기신호 상실 후의 일시적인 홀드오버스테이지 또는 다른 클럭을 사용할 수 없는 단순한 회선 설정일 수 있습니다.
타이밍 루프스위치 A는 참조가 손실된 후에도 홀드오버 상태를 유지해야 합니다.

타이밍 루프

클럭 신호가 스스로 닫혔을 때 타이밍 루프의 동기화가 불량하지만, 클럭 신호를 자동으로 생성하는 클럭은 마스터 또는 슬레이브 모두 없습니다.이 상황은 NE가 참조 클럭 없이 방치되어 있는 장애로 인해 발생할 수 있습니다.따라서 NE는 대체 동기화를 선택했습니다.즉, 같은 신호로 판명되어 다른 루트로 반환되는 신호입니다.동기 루프는 루프 내의 네트워크 일부가 즉시 붕괴될 수 있는 완전히 불안정한 상태입니다.

레퍼런스

  1. ^ a b "G.8262 : Timing characteristics of a synchronous Ethernet equipment slave clock". International Telecommunication Union. July 2010.

외부 링크