HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG LÊ ĐỨC VƯỢNG

KỸ THUẬT ĐỒNG BỘ 1588V2 TRONG MẠNG
THẾ HỆ SAU

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử
Mã số: 60.52.70

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội – Năm 2012 Luận văn được hoàn thành tại
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Đức Thủy
Phản biện 1: ……………………………………………………………

Phản biện 2: .…………………………………………………………….
thức PTP 1588v2 là giao thức đồng bộ gói tin có độ chính xác cao
khoảng 10
-8
, đáp ứng được các yêu cầu cho hệ thống mạng mà có
yêu cầu cao đối với đồng bộ như mạng 2G, 3G khi truyền tải qua hạ
tầng IP/MPLS. Chính vì vậy giao thức 1588v2 đang là xu hướng
được một số nhà khai thác dịch vụ nghiên cứu áp dụng vào việc đồng
bộ giữa các thành phần thiết bị trong mạng gói để tích hợp chung các
dịch vụ trên cùng một hạ tầng.
Xuất phát từ yêu cầu về đồng bộ trong mạng NGN và đặc biệt nhờ sự
hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình của thầy TS. Nguyễn Đức Thủy tôi đã
nghiên cứu, tìm hiểu và hoàn thành Luận văn với đề tài: “Kỹ thuật
đồng bộ 1588v2 trong mạng thế hệ sau”.
2

Luận văn được trình bày như sau:
- Chương 1: “Tổng quan về đồng bộ” trình bày về vai trò
đồng bộ trong mạng viễn thông, phân loại về đồng bộ, các
tham số đánh giá chất lượng đồng bộ và các phân cấp đồng
bộ.
- Chương 2: “Kỹ thuật đồng bộ 1588v2” trình bày về mô hình
của kỹ thuật 1588v2, các loại bản tin trao đổi thông tin đồng
bộ, các cơ chế tính toán trễ và các chế độ hoạt động của đồng
bộ 1588v2.
- Chương 3: “Kỹ thuật đồng bộ 1588v2 trong mạng thế hệ
sau” trình bày các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng đồng bộ
1588v2 trong NGN, các điểm cần chú ý khi triển khai
1588v2 trong NGN, đồng thời cũng đưa ra một số bài đo để
kiểm tra chất lượng đồng bộ 1588v2.
- Kết luận và hướng nghiên cứu tiếp theo.

1.3.1 Khái niệm TE và TIE
Sai số thời gian TE của đồng hồ tại thời gian nhất định biểu diễn sự
khác nhau giữa thời gian của đồng hồ cần tham chiếu và thời gian
của đồng hồ chuẩn.
Sai số khoảng thời gian TIE là sự sai khác trong một khoảng thời
gian quan sát giữa thời gian của đồng hồ và thời gian của tín hiệu
chuẩn.
1.3.2 MTIE và TDEV
MTIE xác định sai số thời gian cực đại của tín hiệu trong một
khoảng thời gian quan sát.
TDEV biểu diễn độ lệch thời gian tín hiệu mong đợi như một hàm
với biến là thời gian quan sát τ tương ứng với MTIE. TDEV là tham
số cửa sổ trượt sử dụng ba cửa sổ được phân tầng trượt qua dữ liệu.
1.3.3 ZTIE (MATIE) và MAFE
MATIE đánh giá sự biến đổi pha trong trường hợp xấu nhất của đồng
hồ tớ. MATIE có hai cửa sổ quan sát kề nhau trượt qua dữ liệu cần
đánh giá. Giá trị trong mỗi cửa sổ là giá trị trung bình và giá trị khác
nhau cực đại giữa hai giá trị trung bình trong hai cửa sổ liền kề chính
là MATIE.
MAFE đánh giá sai số tần số trong trường hợp xấu nhất của đồng hồ
tớ. Trong MAFE, sự khác nhau giữa các giá trị trong các cửa sổ quan
sát biểu diễn thành đường nghiêng, đường này xác định sai số tần số
trung bình. Hình 1-11 là ví dụ tính toán tham số MAFE.
5 Hình 1-11 Ví dụ tính toán MAFE với cửa sổ quan sát τ = 3000s
1.4 Mặt nạ đồng bộ
Mặt nạ áp dụng cho tham số MTIE và TDEV đối với các tín hiệu
khác nhau để đánh giá khả năng của mạng có đáp ứng được jitter và


2.1.3.1 Thuật toán so sánh tập dữ liệu
Thuật toán so sánh tập dữ liệu dựa trên việc so sánh lần lượt từng đôi
một các thuộc tính sau: Priority1, clockClass, clockAccuracy,
offsetScaledLogVariance, priority2 và clockIdentity.
2.1.3.2 Thuật toán quyết định trạng thái
Thuật toán quyết định trạng thái xác định trạng thái tiếp theo của
cổng theo yêu cầu. Trạng thái của cổng tiếp theo có thể là MASTER,
SLAVE hay PASSIVE dựa vào kết quả của thuật toán so sánh tập dữ
liệu.
2.2 Nguyên lý hoạt động của giao thức 1588v2
2.2.1 Các bản tin trong giao thức 1588v2
Giao thức PTP bao gồm các bản tin sự kiện và bản tin chung. Các
bản tin sự kiện là các bản tin được đánh thời gian, trong đó một mốc
thời gian chính xác được tạo tại cả hai phía truyền dẫn thu và nhận.
Các bản tin chung không yêu cầu mốc thời gian chính xác.
Các bản tin sự kiện bao gồm: Sync, Delay_Req, Pdelay_Req và
Pdelay_Resp
Các bản tin chung bao gồm: Announce, Follow_Up, Delay_Resp,
Pdelay_Resp_Follow_Up, Management và Signaling.
2.2.2 Nguyên lý hoạt động
2.2.2.1 Kỹ thuật yêu cầu – đáp ứng trễ
Hình 2-5 trình bày nguyên lý của kỹ thuật yêu cầu – đáp ứng trễ.

8 Hình 2-5 Kỹ thuật yêu cầu – đáp ứng trễ
Kỹ thuật yêu cầu – đáp ứng trễ đo trễ truyền trung bình giữa một cặp
cổng PTP, trong đó các cổng này hỗ trợ kỹ thuật trạng thái. Kỹ thuật

Để nhận được dịch vụ liên tục, đồng hồ tớ phải phát đi yêu cầu trước
khi hết chu kì cấp.
2.3.2 Chế độ multicast
Trong chế độ multicast thì đồng hồ chủ tự động quảng bá các thông
tin của mình trong bản tin Announce. Cơ chế multicast sử dụng kỹ
thuật yêu cầu – trả lời trễ.
11 Hình 2-9 Kỹ thuật truyền thời gian trong chế độ multicast

12

CHƯƠNG 3 ĐỒNG BỘ 1588v2 TRONG MẠNG THẾ HỆ SAU
3.1 Tổng quan về đồng bộ trong mạng thế hệ sau
3.1.1 Tổng quan về mạng thế hệ sau
Theo ITU-T, mạng thế hệ sau được định nghĩa là một mạng dựa trên
nền gói có thể cung các dịch vụ bao gồm các dịch vụ viễn thông và
cho phép sử dụng các công nghệ truyền tải đa băng rộng, hỗ trợ chất
lượng dịch vụ QoS, và các chức năng liên quan đến dịch vụ độc lập
với các công nghệ truyền tải liên quan. Mạng này cung cấp khả năng
truy nhập không hạn chế từ các người dùng đến các nhà cung cấp
dịch vụ khác nhau. Nó hỗ trợ tính di động, cho phép cung cấp các
dịch vụ tới người dùng một cách nhất quán và rộng khắp.
3.1.2 Đồng bộ trong mạng thế hệ sau
3.1.2.1 Định thời các dịch vụ TDM trong mạng thế hệ sau
- Dịch vụ CES (dịch vụ mô phỏng kênh) là dịch vụ chính yêu cầu
cung cấp đồng bộ trong mạng gói. CES đưa ra mô phỏng các dịch vụ
TDM như Nx64 kbps, T1/E1, T3/E3 qua mang truyền tải gói.
Dịch vụ TDM yêu cầu đồng hồ các kết cuối phát và nhận kênh T1/E1


Hình 3-3 Mô hình đồng bộ PTP trong mạng thế hệ sau
3.2 Các yếu tố ảnh hưởng chất lượng đồng bộ 1588v2 trong
mạng truyền tải gói.
Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng đồng bộ 1588v2 trong mạng
truyền tải gói bao gồm:
- Trễ
- Biến động trễ PDV (Packet Delay Variation): Đây là yếu tố
quan trọng nhất ảnh hưởng đến chất lượng đồng bộ 1588v2.
- Tỉ lệ mất gói
3.3 Đồng bộ PTP trong mạng thế hệ sau
Khi triển khai đồng bộ PTP trong mạng thế hệ sau cần chú ý các
điểm sau.
15

3.3.1 Điểm đặt vị trí đặt Grand Master

Hình 3-4 Các vị trí đặt PRC trên mạng
3.3.2 Phân bổ quỹ chất lượng
Trong giao thức PTP, mỗi phần tử của hệ thống góp phần làm giảm
chất lượng của đồng hồ đầu ra, như được chỉ trong hình 3-5.

Hình 3-5 Nhiễu trong các phần tử PTP
Để xác định các yêu cầu chất lượng cho mỗi phần tử trong các phần
tử khác nhau thì vài loại quỹ quá trình được sử dụng để phân đoạn
toàn bộ các yêu cầu chất lượng ứng dụng. Ví dụ, các yêu cầu ứng
dụng có thể được chia sử dụng Hình 3-6 chóp như sau:
16

- Hoặc cấu hình tĩnh tới đồng hồ chủ thay thế khi đồng hồ chủ
chính có sự cố.
3.3.6 Tốc độ phát bản tin đồng bộ trong PTP
Tốc độ phát bản tin đồng bộ trong PTP có thể được điều chỉnh tự
động để thích ứng với những điều kiện thay đổi trong mạng. Tốc độ
phát yêu cầu phụ thuộc vào một số yếu tố, ví dụ như chất lượng của
thiết bị đồng hồ tớ PTP, độ ổn định của bộ dao động nội trong đồng
hồ tớ PTP, hay nhiễu của mạng.
Mặc định thì nên để tốc độ phát bản tin là 16 bản tin Sync mỗi giây,
sau đó có thể tăng hoặc giảm tốc độ theo yêu cầu.
3.3.7 Chất lượng dịch vụ
Khi đặc tính QoS được sử dụng, thì các điều kiện sau đây được tuân
theo:
- Nếu có sự dành trước băng thông thì phải đảm bảo đáp ứng
đủ băng thông cấp cho lưu lượng đồng bộ. Tuy nhiên, việc
định cỡ băng thông để tính toán tài nguyên trong phần tử
mạng có thể yêu cầu hàng đợi và gây ra trễ hàng đợi.
- Không được áp Shaping lưu lượng đối với lưu lượng bản tin
PTP. Điều này gây thêm trễ cho các bản tin đồng bộ.
- Nếu sử dụng quản lý hàng đợi đầu ra, khuyến nghị sử dụng
kĩ thuật độ ưu tiên chặt. Giá trị ưu tiên dành cho lưu lượng
đồng bộ nên đặt ở mức cao (nên đặt giá trị CoS trong mạng
Ethernet hoặc giá trị EXP trong mạng sử dụng giao thức
MPLS bằng 6). Nếu sử dụng RR (Round Robin) hoặc WFQ
(Weighted Fair Queuing) sẽ dẫn đễn trễ cho các gói tin định
thời trong khi chờ đến lượt xử lý. Các trễ này thay đổi tùy
thuộc vào thuật toán thực hiện WFQ hoặc RR.
19


21 Hình 3-14 Kết quả MTIE qua 5 phần tử mạng
Kết quả đo TDEV

Hình 3-15 Kết quả TDEV qua 5 phần tử mạng
Kết quả đo PDV

Hình 3- 16 Kết quả đo PDV hướng thuận qua 5 phần tử mạng
22

3.5.2 Kết quả đo chất lượng đồng bộ qua 11 phần tử mạng
Sơ đồ đo:

Hình 3-18 Sơ đồ đo chất lượng đồng bộ qua 11 phần tử
Kết quả đo:
Kết quả đo MTIE

Hình 3-20 Kết quả đo MTIE qua 11 phần tử mạng

Kết quả đo TDEV
23 Hình 3-21 Kết quả đo TDEV qua 11 phần tử mạng
Kết quả đo PDV với mặt nạ 15ppb

Hình 3-22 Kết quả đo PDV hướng thuận khi áp mặt nạ 15ppb qua 11
phần tử mạng