提供準(zhǔn)確的定時(shí)和頻率同步是電信、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)自動(dòng)化、電力設(shè)施和多媒體等許多應(yīng)用正常運(yùn)行和保持性能的基本先決條件。

然而，通過(guò)基于分組的網(wǎng)絡(luò)傳輸來(lái)精確定時(shí)信號(hào)并非沒(méi)有挑戰(zhàn)。例如，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GNSS的脆弱性或異構(gòu)傳輸技術(shù)的使用，會(huì)嚴(yán)重影響時(shí)間同步的傳送。

此外，網(wǎng)絡(luò)的不同部分(如無(wú)線和傳輸) 通常由不同的運(yùn)營(yíng)商 (或部門) 來(lái)管理，這使得評(píng)估端到端性能變得復(fù)雜。例如，一個(gè)運(yùn)營(yíng)商 (或部門) 對(duì)網(wǎng)絡(luò)的錯(cuò)誤配置或更改可能會(huì)無(wú)意中造成網(wǎng)絡(luò)授時(shí)的嚴(yán)重不對(duì)稱，從而損害網(wǎng)絡(luò)的其他部分。總之，為確保應(yīng)用和關(guān)鍵服務(wù)以最佳方式運(yùn)行，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的同步進(jìn)行監(jiān)控，變得越發(fā)重要。

網(wǎng)絡(luò)行為和性能的可視化對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)一直頗為關(guān)鍵，因?yàn)榭梢暬咕W(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商有能力最大限度地減少服務(wù)影響，或至少在出現(xiàn)同步問(wèn)題時(shí)能更快地定位故障。

理想情況下，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可以使用包含GNSS接收機(jī)的本地測(cè)試設(shè)備，監(jiān)控所有站點(diǎn)的同步情況來(lái)作為參考。但這只有在站點(diǎn)數(shù)量有限的情況下才可行。

如果上述的方案只有在站點(diǎn)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(jī)等各種網(wǎng)元以及邊界時(shí)鐘來(lái)收集性能監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。這些設(shè)備可以相對(duì)于備份參考或使用本地時(shí)鐘進(jìn)行一系列相對(duì)時(shí)間的測(cè)量。

目前，一些網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和網(wǎng)絡(luò)管理員通過(guò)專有的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)來(lái)完成這項(xiàng)工作，但這導(dǎo)致每個(gè)供應(yīng)商都要根據(jù)自己特定的參數(shù)集來(lái)收集數(shù)據(jù)。需要注意的是，網(wǎng)絡(luò)可能有從數(shù)千到數(shù)十萬(wàn)不等的監(jiān)控點(diǎn)，數(shù)據(jù)中心的監(jiān)控點(diǎn)可能多達(dá)數(shù)百萬(wàn)。

IEEE和ITU-T等標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)在過(guò)去幾年中一直致力于提供一些標(biāo)準(zhǔn)方法來(lái)收集網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，以確保數(shù)據(jù)的同質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)中為附件F) 提供了應(yīng)收集的性能監(jiān)控參數(shù)列表。

這些參數(shù)包括根據(jù)測(cè)量的延遲和時(shí)間偏移計(jì)算的統(tǒng)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)偏差等基本統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

附件J和F都要求在15分鐘和/或3分鐘間隔的測(cè)量窗口中匯總同步數(shù)據(jù)，并分別存儲(chǔ)前24小時(shí)和/或1小時(shí)的匯總數(shù)據(jù)。有了這些數(shù)據(jù)，就可以檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的變化，監(jiān)控趨勢(shì)，并最終確定網(wǎng)絡(luò)故障問(wèn)題的根本原因。

以這種方式收集數(shù)據(jù)有一個(gè)主要問(wèn)題，它并不總是對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)間誤差(TE)進(jìn)行直接測(cè)量，而是必須從數(shù)據(jù)中推斷出性能和問(wèn)題的位置。這需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾和分析，也可能意味著需要對(duì)大量節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，而這并不總是切實(shí)可行的。

為了了解如何利用性能監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，Calnex在一個(gè)由路由器和基站組成的小型網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行了一些探索性測(cè)試。使用Paragon-X向網(wǎng)絡(luò)中注入干擾 (通過(guò)增加不對(duì)稱或 "噪音")，導(dǎo)致基站輸出的時(shí)間誤差發(fā)生變化。

有趣的是，通過(guò)查看性能監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可以追溯到網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)問(wèn)題的確切點(diǎn)，而且通過(guò)仔細(xì)評(píng)估數(shù)據(jù)，還可以檢測(cè)到不對(duì)稱的實(shí)際變化。換句話說(shuō)，這些數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)確定網(wǎng)絡(luò)中影響終端應(yīng)用性能的節(jié)點(diǎn)。

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(shí)鐘的身份信息，可提供網(wǎng)絡(luò)行為和拓?fù)涞脑敿?xì)情況。最近，ITU-T還對(duì)用于監(jiān)控同步以太網(wǎng)的參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，以便監(jiān)控同步分配器和物理層；修訂后的ITU-T G.781標(biāo)準(zhǔn)中新加的附件B涵蓋了這一內(nèi)容。

總之，有效的網(wǎng)絡(luò)性能及其同步監(jiān)控解決方案是確保穩(wěn)健、彈性網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵因素。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商對(duì)這一解決方案的要求越來(lái)越高，而標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于從收集的數(shù)據(jù)中獲得具有一致性的分析結(jié)果至關(guān)重要，另外標(biāo)準(zhǔn)也是過(guò)濾和分析成千上萬(wàn)個(gè)時(shí)鐘，從而防止網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題的有效方法。