精確定時和頻率同步的重要性
提供準確的定時和頻率同步是電信、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)自動化、電力設施和多媒體等許多應用正常運行和保持性能的基本先決條件。 然而，通過基于分組的網(wǎng)絡傳輸來精確定時信號并非沒有挑戰(zhàn)。例如，全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)GNSS的脆弱性或異構傳輸技術的使用，會嚴重影響時間同步的傳送。 此外，網(wǎng)絡的不同部分(如無線和傳輸) 通常由不同的運營商 (或部門) 來管理，這使得評估端到端性能變得復雜。例如，一個運營商 (或部門) 對網(wǎng)絡的錯誤配置或更改可能會無意中造成網(wǎng)絡授時的嚴重不對稱，從而損害網(wǎng)絡的其他部分。總之，為確保應用和關鍵服務以最佳方式運行，對整個網(wǎng)絡的同步進行監(jiān)控，變得越發(fā)重要。 網(wǎng)絡可視性需求 網(wǎng)絡行為和性能的可視化對網(wǎng)絡運營商來說一直頗為關鍵，因為可視化使網(wǎng)絡運營商有能力最大限度地減少服務影響，或至少在出現(xiàn)同步問題時能更快地定位故障。 理想情況下，網(wǎng)絡運營商可以使用包含GNSS接收機的本地測試設備，監(jiān)控所有站點的同步情況來作為參考。但這只有在站點數(shù)量有限的情況下才可行。 監(jiān)控同步替代方案的探索 如果上述的方案只有在站點數(shù)量有限的情況下才可行，那替代方案是什么呢？ 目前正在討論的是使用路由器和交換機等各種網(wǎng)元以及邊界時鐘來收集性能監(jiān)控數(shù)據(jù)。這些設備可以相對于備份參考或使用本地時鐘進行一系列相對時間的測量。 目前，一些網(wǎng)絡運營商和網(wǎng)絡管理員通過專有的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)來完成這項工作，但這導致每個供應商都要根據(jù)自己特定的參數(shù)集來收集數(shù)據(jù)。需要注意的是，網(wǎng)絡可能有從數(shù)千到數(shù)十萬不等的監(jiān)控點，數(shù)據(jù)中心的監(jiān)控點可能多達數(shù)百萬。 IEEE 和 ITU-T 的標準化工作 IEEE和ITU-T等標準化機構在過去幾年中一直致力于提供一些標準方法來收集網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，以確保數(shù)據(jù)的同質性和一致性。其中，IEEE 1588-2019附件J (目前已被ITU-T采用，在PTP G.8275標準中為附件F) 提供了應收集的性能監(jiān)控參數(shù)列表。 這些參數(shù)包括根據(jù)測量的延遲和時間偏移計算的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以及發(fā)送端和接收端之間延遲的最小值、最大值、平均值和標準偏差等基本統(tǒng)計數(shù)據(jù)。 同步數(shù)據(jù)匯總和存儲的要求 附件J和F都要求在15分鐘和/或3分鐘間隔的測量窗口中匯總同步數(shù)據(jù)，并分別存儲前24小時和/或1小時的匯總數(shù)據(jù)。有了這些數(shù)據(jù)，就可以檢測網(wǎng)絡中的變化，監(jiān)控趨勢，并最終確定網(wǎng)絡故障問題的根本原因。 以這種方式收集數(shù)據(jù)有一個主要問題，它并不總是對網(wǎng)絡中的時間誤差(TE)進行直接測量，而是必須從數(shù)據(jù)中推斷出性能和問題的位置。這需要對數(shù)據(jù)進行過濾和分析，也可能意味著需要對大量節(jié)點進行分析，而這并不總是切實可行的。 案例研究：性能監(jiān)控數(shù)據(jù)的利用 為了了解如何利用性能監(jiān)測數(shù)據(jù)，Calnex在一個由路由器和基站組成的小型網(wǎng)絡上進行了一些探索性測試。使用Paragon-X向網(wǎng)絡中注入干擾 (通過增加不對稱或 "噪音")，導致基站輸出的時間誤差發(fā)生變化。 有趣的是，通過查看性能監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以追溯到網(wǎng)絡中出現(xiàn)問題的確切點，而且通過仔細評估數(shù)據(jù)，還可以檢測到不對稱的實際變化。換句話說，這些數(shù)據(jù)可以實時確定網(wǎng)絡中影響終端應用性能的節(jié)點。 網(wǎng)絡監(jiān)控的其他重要參數(shù) 除了ITU-T G.8275附件F中定義的PTP參數(shù)外，還可收集其他重要參數(shù)，比如主時鐘的身份信息，可提供網(wǎng)絡行為和拓撲的詳細情況。最近，ITU-T還對用于監(jiān)控同步以太網(wǎng)的參數(shù)進行了標準化，以便監(jiān)控同步分配器和物理層；修訂后的ITU-T G.781標準中新加的附件B涵蓋了這一內容。 結論：有效網(wǎng)絡性能監(jiān)控的重要性 總之，有效的網(wǎng)絡性能及其同步監(jiān)控解決方案是確保穩(wěn)健、彈性網(wǎng)絡的關鍵因素。網(wǎng)絡運營商對這一解決方案的要求越來越高，而標準對于從收集的數(shù)據(jù)中獲得具有一致性的分析結果至關重要，另外標準也是過濾和分析成千上萬個時鐘，從而防止網(wǎng)絡問題的有效方法。
