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发布日期: 2011年2月8日

测量网络的脉动 — 第二部分

测量网络的脉动 — 第二部分

2/17/2011

本文的第一部分介绍了物理层同步可用性的典型转变的原因,并讲解了一些网络同步基本知识以及网络中的同步技术,包括传统频率同步和数据包同步;现在我们一起探讨其解决方案…

同步测试解决方案

SyncWatch-110 同步测试设备是一款多功能同步测试工具,仅通过这一台设备即可进行精确无误、清楚明了并且灵活多变的同步测试。这款设备可以灵活地采用多个不同操作模式来协助客户查找和解决网络同步问题,从而实现功能强大的同步测试。它包含多个主要测试功能,是一款完备的同步工具。随着网络向以太网和数据包的演变,同步最终会迁移到基于数据包的解决方案,如 PTP。同时,运营商既要应对测试同步的挑战,又要为 PTP 做好准备,而 PTP 需要支持传统同步工具和以太网同步工具的设备。

这款解决方案在一台紧凑型设备中即可支持传统同步和基于以太网的新型同步。SyncWatch-110 被设计为针对网络同步问题的多功能测试工具,能够满足用户的需求,这款解决方案提供了从传统频率输入到数据包输入的所有相关接口,包括:

  • 通过 T1/E1 接口进行的传统频率测试
  • 常规频率输入,提供测量 64 Khz 至 200 Mhz(步长为 8 kHz)的任何频率信号这一功能。
  • 每秒 1 次脉冲的测试输入,用于 GPS 同步设备的频率评估
  • 适合数据包同步技术(PTP 和 SyncE)的以太网测试端口

精确无误的基准

测试同步的一个关键方面是基准时钟的精度,这是因为测量的精度是基于基准时钟的。SyncWatch 配备了精度极高的基准时钟,该基准可以为高精度铷基准时钟或内置 GPS 接收器,而且它们的主基准时钟质量均高于 G.811 所规定的 PRC 的性能。每个基准时钟均可在 GPS 信号中断的情况下提供精确的保持功能,并在进行现场测试时能确保测量结果的稳定。

这款解决方案还可以使用客户提供的任何外部基准,从而利用现有同步基础设施,并确保测量使用的和本地使用的是同样的时钟源。

功能强大的分析

SyncWatch-110 可以对 TIE 进行实时测量,并且可以通过测量应用程序计算并显示任意时间的 MTIE 和 TDEV 测量结果。所有结果均可使用 Symmetricom 基于行业标准的时间监控分析应用程序(需独立购买)保存以待后处理,因而可提供详尽且科学的高质量结果和精度。

操作模式

有三种具体模式:

独立模式,为典型测试模式,其中用户通过以太网直连或通过网络直接连接到单个设备进行测试。独立模式提供实时数据分析,通过简单工具来实时报告结果以进行快速解读;该模式是在现场、实验室试验或现场试运行中评估同步的理想之选。

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由于受限于同步测试的专业性,网络运营商更偏向于采用灵活的 USB 测试模式,从而更好地管理专业资源。USB 模式是一种简化模式,在该模式下,设备从 USB 密钥上查找配置文件,然后按照预先定义的配置文件自动启动测试,并将结果存储在 USB 密钥上。一线人员通过使用该模式,只需携带设备和预配置的 USB 密钥即可前往现场进行测试。测试一旦完成,就可以将 USB 密钥交给一名专业人员进行同步分析,从而节省时间和资金,并且可以确保专业技能得到合理使用。

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我们之前介绍过,在较长的时间段中,同步会逐渐衰减;因此,为了更好地鉴定时钟的稳定性和精度,可能必须进行长时间的测试。对于数据包同步,时间戳数据包会受到网络事件的影响,并且随着时间的推移,时钟的稳定性可能会随网络负载的变化而发生变化。托管模式可以执行网络同步测试,在该模式下,多台设备收集数据并在服务器上转储数据,以全天候连续不断地监测同步的健康情况。一旦检测到同步发生故障,网络运营商就可以迅速确定发生故障的链路或违反了哪个指标,以及哪个同步设备上发生了故障,从而全局掌握整个网络的同步状况。

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网络同步的生命周期

EXFO 的生命周期理论提出,网络的安装和运行共有四个不同阶段。这些阶段涵盖了网络的整个生命周期,包括从初始安装阶段到最终监测和故障排除阶段在内的各个阶段。SyncWatch-110 提供了面向所有这些阶段的完备测试功能,从而对网络生命周期形成了补充。

在部署或维护同步时,这款设备能让运营商高效且放心地对网络同步进行概念设计、引入、基准测试和监测。

从网络同步的角度来看,网络生命周期经过了改进以专注于同步测试。因此,为适应网络同步而调整过的网络生命周期可以类似于以下生命周期划分为不同阶段:

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实验室试验和设备基准测试

任何同步部署的第一个阶段均包括在实验室试验中通过模拟产品设置的网络来验证同步设计。这一阶段比较重要,可以让网络规划人员和工程师测试多个不同的同步场景(如迁移到 SyncE 之类的其他同步技术)或模拟网络负载,以及查看对数据包同步的影响。

SyncWatch-110 为在实验室试验和设备基准测试中测量同步提供了完备且精确的测试解决方案。在实验室试验场景中,这款设备可以用于长期测量,并且可以鉴定实验室网络不同关键点处的同步,从而测量各种变动和网络事件对同步质量的影响。网络工程师使用高级报告功能便可将多个结果进行比较,从而正确规划网络流量和路由,确保在部署到生产网络之前实现精确的同步。

设备基准测试

设备基准测试对于设备制造商和网络规划人员而言是一个至关重要的阶段,尤其是在集成新设备或升级具有网络同步功能的现有设备时。工程师通过基准测试即可根据精确且真实的数据作出设备选择方面的精准决策或鉴定网络同步设备的性能。

通过将 SyncWatch-110 连接到一个高精度基准(如铷基准)端口,然后使用它的双端口输入功能,即可执行典型的设备基准测试。SyncWatch-110 可以同时测量两路输入信号的性能,并精确地提供两台设备相对于基准时钟的基准测试结果。

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实验室试验

在将网络投入使用之前,网络运营商通过同步测试阶段可以测试和鉴定短期和长期的同步,并且可以确保同步机制的稳定性和同步路径的灵活性。

无论处于独立模式下的 SyncWatch-110 设备位于中心位置还是现场,都能为同步专家提供强大的测试功能,用于对稳定性和频率同步执行各种测试,无论是在交换中心还是现场位置(如无线基站处的远程配电柜)均可轻松应对。

同步服务开通和试运行

在使用 PTP 时,同步数据包被归类为业务包,并且通常具有网络中的最高优先级。尽管同步信息流的传输具有高优先级,但仍然会受到网络事件的影响,并且对拥塞和排队很敏感。

网络工程师通过同步服务开通和试运行阶段可以鉴定网络根据所配置的优先级正确传输同步信息流的能力,并且还可以检验网络同步信息流在模拟或实际负载条件下的性能。作为业务包,典型测试应关注帧延迟变化、帧延迟和帧丢失这些关键性能指标,以及发生拥塞时或网络利用率较高的情况下其他数据流对同步数据流的影响。

试运行是一个很重要的测试阶段,在这个阶段中,在较长的测试时间段中连续生成信息流,以评估在各种负载条件下的稳定性。通过这一阶段,可以评估网络同步信息流在更长测试时间段中的稳定性,并且可以很好显示网络在维持同步信息流性能的同时高效传输多业务的能力。

网络运营商通过 SyncWatch-110 可以建立与主时钟的连接,并且可以同时监测网络同步信息流的关键性能指标的性能和测量相位与相关的同步指标,从而为测试 PTP 同步服务提供支持。同步专家利用这两项功能,即可精确地确定是否有会影响到同步的任何数据包性能问题,或从频率和相位的角度来判断是否有被测时钟稳定性方面的任何问题。

该解决方案是用途广泛的测试设备,使网络工程师可以使用任何可用频率输入执行完整的测试,因此可以广泛用于包含多个端点的各种环境中。对于从蜂窝回传路径测试 SyncE 接口和从 eNodeB 测试 PTP 稳定性这两种传统同步系统测试而言,只需要一台该设备即可精确测量同步性能和数据包性能。

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同步监测和故障排除

在网络中部署同步后,就需要进行连续监测,这是因为网络同步的稳定性会随时间的推移而逐渐降低。对于监测网络上同步机制的健康情况以及确保对网络中同步故障快速高效地作出反应而言,同步监测至关重要。

通过使用托管模式,多个同步测试设备即可持续监测网络关键点处的同步精度,并将所有数据转储到集中式服务器进行数据关联。该托管模式确保复杂的网络同步问题可以得到修正并追溯到具体的段。可以为 EXFO SyncWatch-110 配置阈值,在达到该阈值时,会自动将告警发送至网络管理系统 (NMS)。这一强大的功能可以确保网络运营商能够对同步性能降低快速作出反应从而避免错误或故障的发生,并维持整个网络中的同步。在故障排除阶段,网络运营商可以对网络同步问题执行故障排除。

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故障排除

如果发生同步问题,可以派遣网络工程师诊断和修正同步问题。SyncWatch-110 采用了多个输入,功能多样且极具灵活性,是一款完备的故障排除工具。无论是鉴定传统同步问题还是鉴定基于数据包的同步问题,只需一台 SyncWatch 设备即可实现强大且完整的测试功能。

结论

网络运营商所面临的以具有竞争力的价格提供更多服务的需求在不断增长,导致物理层同步的可用性发生了典型转变;这就不仅需要测试和监测物理层上执行的同步性能,而且还必须测试和监测数据包层的性能。EXFO 的 SynchWatch-110 同步测试设备是在评估整个网络生命周期的同步健康情况的同时鉴定和监测下一代网络同步的一款理想工具。