华为时钟透传技术白皮书：以太网同步挑战与解决方案

本白皮书深入探讨了在向全IP化网络演进的过程中，时钟和时间同步所面临的挑战及其解决方案。随着网络结构从传统的SDH（同步数字体系）向以太网转变，特别是TDM（时分复用）业务和无线IPRAN（IP无线回传接入网）的同步需求，确保时钟的准确性和稳定性变得尤为重要。华为技术有限公司针对这一问题提出了时钟透传技术，旨在通过以太网平台实现高效、精确的时钟同步。 1.1 背景 IP化是当前和未来网络发展的主要方向，这包括承载网的升级。然而，从依赖SDH的传统网络向以太网为主的IP网络转型过程中，保留并管理不同速率和协议的时间同步是一个关键挑战。对于TDM业务，如电话系统和传输定时信息，以及IPRAN中的移动通信网络，对精确的时钟同步有着严格的要求。 1.3 同步的需求 1.3.1 传统固网TDM业务需要稳定的时钟源来维持信号的同步，确保高质量的语音和数据通信。这通常通过专用时钟同步网（BITS）来实现，提供高精度的时间基准。 1.3.2 无线IPRAN中的时钟同步更为复杂，因为无线环境的不稳定性可能导致时钟漂移。因此，需要实时的时钟校准和补偿机制。 1.3.3 专用时钟同步网（BITS）虽然有效，但随着网络架构的变革，更灵活、经济的解决方案成为需求。以太网同步技术如IEEE 1588（Precision Time Protocol over Ethernet）应运而生，它提供了一种能在IP网络上实现时间同步的标准。 2. 基于以太网的时钟透传技术 2.1 同步以太网技术，如IEEE 1588，利用以太网的基础设施来传递精确的时间戳，实现在网络边缘设备之间的时钟同步。其关键在于设计高效的算法和协议，以确保即使在网络拥塞情况下也能保持同步精度。 2.2 电路仿真包恢复时钟技术，允许在数据包中嵌入时钟信息，即使在网络中出现丢包，也可以通过这些时钟信息恢复丢失的时钟信息，提高时钟同步的可靠性。 2.3 TOP（Timestamp on Packet）方式恢复时钟则是另一种方法，通过在每个数据包头部添加时间戳，实现端到端的时钟同步。 3 典型应用 白皮书中详细介绍了同步以太网时钟透传方案，用于解决传统TDM电路的同步问题；TDM电路仿真时钟透传方案，通过模拟电路特性在IP网络中保留TDM的时钟特性；TOP时钟方案适用于对时间同步要求高的应用场景；以及混合组网方案，考虑到网络的多样性和兼容性。 总结来说，本白皮书重点阐述了在IP网络环境中实现时钟同步的必要性，以及华为数通CX产品如何通过时钟透传技术来满足这一需求，包括各种时钟同步方法的技术实现、性能评估和实际应用案例。这对于理解和设计未来的网络架构，尤其是从SDH向以太网迁移的过程，具有重要的参考价值。