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基于OTN的IEEE1588的时间同步设计与验证

基于OTN的IEEE1588的时间同步设计与验证

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作者：陈俊俊华中科技大学

学位级别：硕士

在4G(5th Generation Mobile Networks)时代,大规模电信网络中,对时间同步的精度要求为±1.5ms,而现在世界已经迈入5G(5th Generation Mobile Networks)时代。如今5G通信网络已渗透到各行各业中,成为支撑经济社会数字化、网络化、智能... 详细信息

在4G(5th Generation Mobile Networks)时代,大规模电信网络中,对时间同步的精度要求为±1.5ms,而现在世界已经迈入5G(5th Generation Mobile Networks)时代。如今5G通信网络已渗透到各行各业中,成为支撑经济社会数字化、网络化、智能化转型的关键新型基础设施。现有的5G应用场景也对时间同步提出了更高的要求。目前5G高精度定位服务要求基站间的同步误差在10ns范围内。OTN(Optical Transport Network)作为5G业务的最佳承载技术,对OTN的同步技术进行研究具有很强的现实意义。本文基于OTN的ESC(Electrical Supervisory Channel)的方式,设计了PTP(Precise Time Protocol)报文层面的时间同步模块。首先,本文在深入了解OTN的时间同步方式的原理的基础上,根据GFP(Generic Framing Procedure)协议,设计了8-bit位宽仅支持PTP报文类型且无扩展头的GFP编解码模块。其次对整个PTP报文时间戳采样节点进行分析,设计了PTP报文的接收和发送模块,支持时间戳补偿、CF(Correction Field)域更新等功能。最后,通过任意频率高精度时钟算法对本地时钟进行优化,设计了支持1PPS+TOD(1 Pulse Per Second&Time of Day)接口同步功能的本地任意频率高精度时钟。本文的设计通过uvm(Universal Verification Methodology)进行了行为级的仿真。先根据时间同步模块搭建对应的uvm仿真平台,对设计进行功能点验证,之后着重于时间同步精度的仿真,通过serdes处的环回仿真方案,获得的时间同步误差结果都在1ns的范围内,验证了时间同步模块的可行性。

关键词：时间同步 IEEE1588v2 GFP uvm仿真平台

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高精度时间同步以太网PCS子层设计

高精度时间同步以太网PCS子层设计

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作者：刘月明武汉邮电科学研究院

学位级别：硕士

当今时代,以太网传输得到了迅猛的发展,传输流量日益增大,传输网络面临着巨大压力,同时,以太网传输对网络中时间同步的精度要求也越来越高。针对这一问题,本文结合IEEE1588v2协议,提出了消除时间戳抖动的有效方法:FIFO水线控制反压法和... 详细信息

当今时代,以太网传输得到了迅猛的发展,传输流量日益增大,传输网络面临着巨大压力,同时,以太网传输对网络中时间同步的精度要求也越来越高。针对这一问题,本文结合IEEE1588v2协议,提出了消除时间戳抖动的有效方法:FIFO水线控制反压法和均匀包络速率刻画方法,实现了100G以太网PCS子层的功能和高精度时间同步,并对100G以太网物理编码子层（PCS）结构进行了优化,详细分析了物理编码子层中各个模块的功能及实现方法。本文主要的工作如下:（1）PCS层设计分为接收方和发送方两个方向,主要由64B/66B编解码、加解扰、对齐字插入与删除、位宽变换、01头搜索、AM锁定、通道纠偏与重排、精确时钟同步等模块构成。（2）精确时钟同步模块在传输链路中通过插入和提取时间戳,获取延时信息,再根据延时信息对主从时钟进行调整,从而实现时钟精确同步。（3）通过搭建uvm仿真平台对设计进行了仿真验证,给出了各个设计模块的仿真结果,对仿真结果进行了详细地分析。（4）实验收集了设计中的接收方和发送方的延时数据,对数据进行了分析。仿真结果表明,设计成功实现了PCS层的功能,提出的消除时间戳抖动的方法能够有效地消除时间戳抖动,时间戳抖动范围处于30 ns范围之内,达到了时钟精确同步的效果。

关键词： 100G以太网物理编码子层 IEEE1588v2协议高精度时间同步时间戳 uvm仿真平台

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