Überwachen der Synchronisierungsleistung und Beheben von Zeitalarmen auf ONS 15454

Einleitung

In diesem Dokument wird erläutert, wie Sie die Synchronisierungsleistung überwachen und die Fehlerbehebung bei Timing-Alarmen in Cisco ONS 15454 durchführen können.

Voraussetzungen

Anforderungen

Cisco empfiehlt, dass Sie über Kenntnisse in folgenden Bereichen verfügen:

• Cisco ONS 15454

• Jitter, Abschweifungen und Ausrutscher

  Weitere Informationen finden Sie im Abschnitt Jitter, Wander- und Gleiteigenschaften.

Verwendete Komponenten

Die Informationen in diesem Dokument basierend auf folgenden Software- und Hardware-Versionen:

• Cisco ONS 15454 NEBS/ANSI (SW 2.X mit minimalen Timing-Fortschritten, 3.X, 4.X - 5.X mit den neuesten Timing-Fortschritten)

Die Informationen in diesem Dokument beziehen sich auf Geräte in einer speziell eingerichteten Testumgebung. Alle Geräte, die in diesem Dokument benutzt wurden, begannen mit einer gelöschten (Nichterfüllungs) Konfiguration. Wenn Ihr Netz Live ist, überprüfen Sie, ob Sie die mögliche Auswirkung jedes möglichen Befehls verstehen.

Konventionen

Weitere Informationen zu Dokumentkonventionen finden Sie unter Cisco Technical Tips Conventions (Technische Tipps von Cisco zu Konventionen).

Hintergrundinformationen

Dieser Abschnitt enthält die relevanten Hintergrundinformationen zum Zeitplan für die ONS 15454.

Knotenzeitarchitektur

ONS 15454 unterstützt SONET-konforme Timing- und Synchronisierungsfunktionen. Zu den Standards, die ONS 15454 erfüllt, gehören:

• Telecordia GR-253, SONET-Transportsysteme, allgemeine Kriterien

• Telecordia GR-436, Plan zur Synchronisierung digitaler Netzwerke

Die ONS 15454-Plattformen implementieren Timing- und Synchronisierungsfunktionen in der TCC Timing Control Card. Eine redundante Architektur schützt vor Ausfällen oder dem Entfernen einer gemeinsamen Kontrollkarte. Aus Gründen der Timing-Zuverlässigkeit kann die TCC-Karte eine der folgenden drei Timing-Referenzen synchronisieren:

• Primär-Zeitreferenz

• Sekundäre Zeitreferenz

• Dritte Synchronisationsreferenz

Sie können die drei Zeitreferenzen aus diesen Zeitquellen auswählen:

• Zwei Eingänge der integrierten Gebäudezeitgebung (BITS) (externer Modus)

• Alle synchronen optischen Schnittstellen (Leitungsmodus)

• Interne, frei laufende Stratum 3 erweiterte Uhr

Ein Slow-Reference-Tracking-Loop ermöglicht es den gemeinsamen Kontrollkarten, die gewählte Zeitreferenz zu verfolgen und eine "Holdover"-Zeitsteuerung (oder einen Timing-Reference-Speicher) bereitzustellen, wenn alle Referenzen fehlschlagen. In einem Failover-Szenario bestimmt die Verfügbarkeit der nächstbesten Zeitreferenz (oder Taktqualität) die Auswahl der nächsten Zeitreferenz. Die Stratum-Hierarchie definiert die nächstbeste Zeitreferenz. Zusammenfassend ist hier eine Liste der Timing-Modi aufgeführt, die in ONS 15454 verfügbar sind:

• Externes (BITS) Timing

• Zeitsteuerung der Leitung (optisch)

• Intern/Holdover (automatisch verfügbar, wenn alle Referenzen fehlschlagen)

• Intern/Frei laufend

Stratum

Die Norm des American National Standards Institute (ANSI) mit dem Titel "Synchronization Interface Standards for Digital Networks", veröffentlicht als ANSI/T1.101-1998, definiert die Stratum-Level und Mindestleistungskriterien. Diese Tabelle bietet eine Zusammenfassung:

Stratum	Genauigkeit, Einstellbereich	Pull-In-Range	Stabilität	Zeit bis zum ersten Frame-Slip *
1	1 x 10-11	–	–	72 Tage
2	1,6 x 10-8	Synchronisierung mit der Uhr mit einer Genauigkeit von +/-1,6 x 10-8 möglich	1 x 10-10/Tag	7 Tage
3E	4,6 x 10-6	Synchronisierung mit der Uhr mit einer Genauigkeit von +/-4,6 x 10-6 erforderlich	1 x 10-8/Tag	17 Stunden
3	4,6 x 10-6	Synchronisierung mit der Uhr mit einer Genauigkeit von +/-4,6 x 10-6 erforderlich	3,7 x 10-7/Tag	23 Minuten
SONET-Mindestuhr	20 x 10-6	Die Synchronisierung mit der Uhr muss mit einer Genauigkeit von +/- 20 x 10-6 möglich sein.	Noch nicht angegeben	Noch nicht angegeben
4E	32 x 10-6	Die Synchronisierung mit der Uhr muss mit einer Genauigkeit von +/- 32 x 10-6 erfolgen.	Identisch mit Genauigkeit	Noch nicht angegeben
4	32 x 10-6	Die Synchronisierung mit der Uhr muss mit einer Genauigkeit von +/- 32 x 10-6 erfolgen.	Identisch mit Genauigkeit	–

* Um die Schlupfrate aus der Drift zu berechnen, gehen Sie von einem Frequenzversatz gleich der Drift in 24 Stunden aus, der Bitschlupf bis zur Akkumulation von 193 Bit (Frame) akkumuliert. Driftgeschwindigkeiten für verschiedene Atomoszillatoren und Kristalloszillatoren sind bekannt. Die Driftraten sind jedoch in der Regel weder linear noch stetig ansteigend.

Jitter, Abschweifungen und Ausrutscher

Jitter und Wander

Jitter ist die momentane Abweichung eines digitalen Signals (Frequenz) vom Sollwert (Referenztakt). Jitter tritt häufig auf, wenn digitale Signale Netzwerkelemente durchlaufen, die Stopfbits im Übertragungsprotokoll verwenden. Das Entfernen dieser Stopfbits kann zu Jitter führen. Sie können Jitter als Einheitenintervall (UI) ausdrücken. UI ist die nominale Periode von einem Bit. Geben Sie Jitter als Bruchteil einer Benutzeroberfläche aus. Bei einer Datenrate von 155,52 Mbit/s entspricht beispielsweise eine UI 6,4 ns.

Wander ist sehr langsamer Jitter (Frequenz kleiner als 10 Hz). Wenn Sie das Synchronisierungsverteilungs-Subsystem für ein Netzwerk entwerfen, müssen Ihre Ziele für die Synchronisierungsleistung null Schlupf und null Zeigeranpassungen unter normalen Bedingungen sein. Sie können Wander in Form von TIE (Time Interval Error) ausdrücken. TIE stellt die Phasendifferenz zwischen einem zu prüfenden Taktsignal und einer Referenzquelle dar.

Jitter und Wander minimieren

Reduzieren Sie die Anzahl der Knoten, die Daisy-Chain- und Line-Timing verwenden, um Wander in einem Line-Timing-Netzwerk zu minimieren. Um das Timing über einen SONET-Ring mit mehreren Knoten zu verteilen, verteilen Sie das Timing von dem Knoten aus, der das BITS-Timing sowohl in Ost- als auch in Westrichtung verwendet, anstatt eine Reihenschaltung in einer Richtung zu verwenden. Wenn Sie dies tun, können Sie Wander minimieren.

SONET-Geräte funktionieren in einem synchronen Netzwerk optimal. Wenn das Netzwerk nicht synchron ist, verwenden Sie Mechanismen wie Zeigerverarbeitung und Bitstuffing. Andernfalls nehmen Jitter und Wander tendenziell zu.

Zeitzettel

Einige DS-1-Quellen verwenden Schlupfpuffer, mit denen Sie kontrollierte Schlupfe des DS-1-Signals durchführen können. ONS 15454 unterstützt keine kontrollierten Schlüpfe an Synchronisationseingängen.

Überwachung der Zeigeraussagezahl - Leistung

Verwenden Sie Zeiger, um Frequenz- und Phasenschwankungen zu kompensieren. Zeigerausrichtungszähler weisen auf Zeitfehler in SONET-Netzwerken hin. Wenn die Synchronisierung eines Netzwerks unterbrochen ist, treten Jitter und Wander auf dem übertragenen Signal auf. Ein übermäßiges Abrutschen kann zu einem Verrutschen der Abschlussgeräte führen.

Schlüpfe bewirken unterschiedliche Auswirkungen im Betrieb. Intermittierende, akustische Klicks unterbrechen beispielsweise den Sprachdienst. Auch bei der komprimierten Sprachtechnologie treten kurze Übertragungsfehler oder abgebrochene Anrufe auf. Bei Faxgeräten gehen gescannte Leitungen verloren, oder es treten unterbrochene Anrufe auf. digitale Videoübertragung zeigt verzerrte Bilder oder eingefrorene Bilder; Der Verschlüsselungsdienst verliert den Verschlüsselungsschlüssel und verursacht die erneute Übertragung von Daten.

Zeiger bieten eine Möglichkeit, die Phasenvariationen bei STS- und VT-Payloads aufeinander abzustimmen. Sie finden den STS-Payload-Pointer in den H1- und H2-Bytes des Line-Overheads. Sie können die Taktunterschiede durch den Offset in Byte vom Zeiger auf das erste Byte des synchronen STS-Payload-Envelopes (SPE), das als J1-Byte bezeichnet wird, messen. Taktunterschiede, die den normalen Bereich von 0 bis 782 überschreiten, können zu Datenverlusten führen.

Sie müssen die PPJC-Parameter (Positive Pointer Justition Count) und NPJC-Parameter (Negative Pointer Justition Count) verstehen. PPJC ist die Anzahl der PPJC-PDET-P (Path-Detected) oder PPJC-PGEN-P (Path-Generated) positiven Pointer-Justifikationen. NPJC ist die Anzahl der vom Pfad erkannten (NPJC-PDET-P) oder vom Pfad generierten (NPJC-PGEN-P) negativen Pointerbegründungen, basierend auf dem spezifischen PM-Namen. PJCDIFF ist der absolute Wert der Differenz zwischen der Gesamtzahl der erfassten Zählungen der Pointer-Berechtigung und der Gesamtzahl der generierten Zählungen der Pointer-Berechtigung. PJCS-PDET-P ist die Anzahl der Einsekundenintervalle, die einen oder mehrere PPJC-PDET oder NPJC-PDET enthalten. PJCS-PGEN-P ist die Anzahl der Einsekundenintervalle, die ein oder mehrere PPJC-PGEN oder NPJC-PGEN enthalten.

Eine konsistente Zählung der Zeigerausrichtung weist auf Probleme bei der Synchronisierung der Uhrzeit zwischen den Knoten hin. Eine Differenz zwischen den Zählungen bedeutet, dass der Knoten, der die ursprüngliche Zeigerbegründung überträgt, zeitliche Schwankungen mit dem Knoten hat, der diese Zählung erfasst und überträgt. Positive Pointer-Anpassungen treten auf, wenn die Bildrate der SPE im Verhältnis zur Rate der STS-1 zu langsam ist.

Überwachen der Synchronisierungsleistung

Pointer Justification Counts (PJCs) zeichnen die Pointer-Aktivität auf Ebene 1 des synchronen Transportsignals (STS-1) und Ebene 1.5 des virtuellen Nebenflusses (VT1.5) auf. Sie können PJCs verwenden, um Synchronisierungsprobleme zu erkennen. PJCs unterstützen Sie außerdem bei der Fehlerbehebung bei Payload-Jitter und Wander-Degradation. Wenn ein Netzwerk nicht synchronisiert ist, treten Jitter und Wander auf dem übertragenen Signal auf.

ONS 15454 definiert diese beiden PJCs:

• PJC-Det (PJC-Det): Die Anzahl eingehender Zeigeranpassungen.

• PJC-Gen: Die Anzahl der ausgehenden Zeigeranpassungen.

Es werden zwei Zahlen verwendet, da es aufgrund interner Puffer zu einer Diskrepanz kommen kann. Interne Puffer nehmen eine bestimmte Anzahl von Zeigereinstellungen auf. Puffer dämpfen das Wandern im Netzwerk.

Hier einige Richtlinien zur Interpretation dieser Zahlen:

• Sie können auf das Auftreten einer Wander-Dämpfung schließen, wenn PJ-Det ungleich null ist und PJ-Gen 0 oder niedriger als PJ-Det ist.

• Wenn PJ-Det ungleich null und PJ-Gen ungleich null ist und PJ-Det ungefähr gleich groß ist, können Sie das Vorhandensein eines Synchronisationsproblems im Upstream im Netzwerk erkennen. Dieses Problem ist nicht lokal.

• Sie können das Auftreten eines Synchronisationsproblems zwischen diesem Knoten und dem direkt vorgeschalteten Knoten erkennen, wenn PJ-Gen wesentlich größer als PJ-Det ist.

Für PJCs sind mehrere Schwellenwerte definiert. Wenn die Grenzwerte überschritten werden, werden Warnmeldungen beim Überschreiten von Grenzwerten (Threshold Crossing Alarms, TCA) generiert. In dieser Tabelle sind die folgenden TCAs aufgeführt:

TCA	Beschreibung
T-PJ-DET	Pointer-Begründung erkannt
T-PJ-DIFF	Zeigerausrichtungsunterschied
T-PJ-GEN	Zeigerbegründung generiert
T-PJNEG	Negative Pointer-Begründung
T-PJNEG-GEN	Negative Pointer-Begründung generiert
T-PJPOS	Positive Pointer-Begründung
T-PJPOS-GEN	Positive Pointer-Begründung generiert

Fehlerbehebung bei Timing-Alarmen

In der Tabelle in diesem Abschnitt werden synchronisierungsbezogene Ereignisse, Alarme oder Bedingungen definiert, mit denen Sie Synchronisierungsprobleme überwachen und beheben können. Einige Alarme sind wichtiger als andere. Das wiederholte Auftreten von Alarmen oder Zuständen erfordert weitere Untersuchungen.

Alarm	Beschreibung	Schweregrad	Alarminformationen
EQPT FEHLGESCHLAGEN	Geräteausfall	CR, SA	Dieser Alarm zeigt einen Geräteausfall für den angegebenen Steckplatz an. Weitere Informationen finden Sie im Abschnitt EQPT FAIL Alarm (Alarm bei Fehlschlag).
FRNGSYNC	Frei ausgeführter Synchronisierungsmodus	NA, NSA	Die Referenz in diesem Alarm ist die interne Stratum 3 Uhr. Weitere Informationen finden Sie im Abschnitt Interne (freilaufende) Synchronisierung.
FSTSYNC	Schnellstart-Synchronisierungsmodus	NA, NSA	TCC wählt eine neue Zeitreferenz aus, um die vorherige fehlerhafte Referenz zu ersetzen. Der FSTSYNC-Alarm wird in der Regel nach ca. 30 Sekunden gelöscht. Weitere Informationen finden Sie im Abschnitt Alarm bei Schnellstart-Synchronisierung (FSTSYNC).
HLDOVRSYNC	Holdover-Synchronisierungsmodus	MJ, SA für Version 4.5 NA, NSA für Version 4.1	Dieser Alarm zeigt einen Verlust der primären oder sekundären Zeitreferenz an. Der TCC verwendet die zuvor erworbene Referenz. Weitere Informationen finden Sie im Abschnitt Holdover (HLDOVRSYNC) Alarm.
LOF (BITS)	Frame-Verlust (BITS)	MJ, SA	Dieser Alarm gibt an, dass die Rahmenabgrenzung der TCC in den von BITS eingehenden Daten verloren geht.
LOS (BITS)	Signalverlust (BITS)	MJ, SA	Dieser Alarm wird ausgelöst, wenn die BITS-Uhr oder die Verbindung mit der BITS-Uhr ausfällt.
HANDWERKER	Manueller Wechsel zur internen Uhr	NA, NSA	Diese Bedingung tritt auf, wenn Sie die NE-Timing-Quelle manuell auf die interne Timing-Quelle umschalten.
MANSWTOPRI	Manueller Wechsel zur Primärreferenz	NA, NSA	Diese Bedingung tritt auf, wenn Sie die NE-Timing-Quelle manuell auf die primäre Timing-Quelle umschalten.
MANSWTOSEC	Manueller Wechsel zur zweiten Referenz	NA, NSA	Diese Bedingung tritt auf, wenn Sie die NE-Zeitquelle manuell auf die sekundäre Zeitquelle umschalten.
MANSWTOTHIRD	Manueller Wechsel zur dritten Referenz	NA, NSA	Die Bedingung tritt auf, wenn Sie die NE-Zeitquelle manuell auf die dritte Zeitquelle umschalten.
SWTOPRI	Synchronisierungs-Switch an Primärreferenz	NA, NSA	Diese Bedingung tritt auf, wenn die TCC auf die primäre Zeitquelle umschaltet.
SWTOSEC	Synchronisierungs-Switch an sekundäre Referenz	NA, NSA	Die Bedingung tritt auf, wenn die TCC auf die sekundäre Zeitquelle umschaltet.
DRITTE	Synchronisationsschalter zur dritten Referenz	NA, NSA	Die Bedingung tritt auf, wenn die TCC auf die dritte Zeitquelle umschaltet.
SYNC-FREQ	Synchronisierungsreferenzfrequenz außerhalb der Grenzwerte	NA, NSA	Die Bedingung wird für alle Verweise gemeldet, die außerhalb des Rahmens für gültige Verweise liegen.
SYNCPRI	Zeitverlust bei primärem Bezug	MN, NSA	Dieser Alarm tritt auf, wenn die primäre Zeitquelle ausfällt und das Timing auf die sekundäre Zeitquelle umschaltet. Die Umschaltung auf die sekundäre Zeitquelle löst auch den SWTOSEC-Alarm aus
SYNCSEC	Zeitverlust bei sekundärer Referenz	MN, NSA	Dieser Alarm wird ausgelöst, wenn die sekundäre Zeitquelle ausfällt und die Zeitsteuerung auf die dritte Zeitquelle umschaltet. Der Wechsel zur dritten Zeitquelle löst auch den SWTOTHIRD Alarm aus
SYNCTHIRD	Zeitverlust beim dritten Verweis	MN, NSA	Dieser Alarm wird ausgelöst, wenn die dritte Zeitquelle ausfällt. Wenn SYNCTHIRD auftritt, wenn die interne Referenz die Quelle ist, überprüfen Sie, ob die TCC-Karte ausgefallen ist. Danach wird entweder FRNGSYNC oder HLDOVRSYNC gemeldet.

Hinweis: CR - Critical, MJ - Major, MN - Minor, SA - Service Affecting, NA - Not Alarming, NSA - Not Service Affecting

Im nächsten Abschnitt werden zwei der in Tabelle 2 genannten Alarme genauer beschrieben.

Alarm "EQPT FAIL"

Software-Versionen 3.2 und höher enthalten eine neue Funktion zur Überwachung des Standby-TCC. Mit dieser Funktion können Sie Hardwareprobleme leichter erkennen. Der aktive TCC sammelt Frequenzdaten vom Standby-TCC und wertet die Ergebnisse alle 40 Sekunden aus. Wenn ein TCC ein synchronisiertes Signal meldet und der andere TCC ein OOS-Signal meldet, interpretiert der aktive TCC dies als TCC-Hardwarefehler. In einer solchen Situation gibt der aktive TCC einen EQPT-FAIL-Alarm aus. Wenn der aktive TCC ein OOS-Signal erkennt, wird der TCC automatisch zurückgesetzt.

Holdover-Alarm (HLDOVRSYNC)

Ein Holdover tritt auf, wenn eine Uhr externe Referenzen verliert, aber weiterhin Referenzinformationen verwendet, die während des normalen Betriebs erfasst wurden. Holdover bezieht sich auf einen Failover-Status, nachdem eine Systemuhr mehr als 140 Sekunden lang kontinuierlich gesperrt und mit einer genaueren Referenz synchronisiert wurde. Mit anderen Worten, die Uhr "hält" die ursprünglichen Betriebsparameter für einen vorgegebenen Zeitraum. Die Überbrückungsfrequenz beginnt mit der Zeit zu driften, insbesondere wenn die "Überbrückungszeit" abläuft. Zurückhaltung tritt auf, wenn:

• Der externe BITS-Zeitreferenz schlägt fehl.

• Die Zeitreferenz der optischen Leitung ist fehlerhaft.

Holdover-Frequenz bezieht sich auf ein Maß für die Leistung einer Uhr im Holdover-Modus. Der Frequenzversatz für Stratum 3 beträgt zunächst 50 x 10^{-9 (}erste Minute) und weitere 40 x 10-⁹ für die nächsten 24 Stunden.

Der Holdover-Modus wird unbegrenzt fortgesetzt, bis wieder eine bessere Referenz verfügbar ist. Wenn das System die aktive Referenz weniger als 140 Sekunden lang verfolgt, bevor die Referenz verloren geht, wechselt das System in den Modus "Free-Running" (Freies Ausführen). Typischerweise hält der TCC mit einer erweiterten Phasenregelschleife der Schicht 3 die Taktreferenz über 17 Stunden, bevor der erste Schlupf auftritt. Wenn der Wert für die Überbrückungsfrequenz beschädigt ist, schaltet die ONS 15454/327 in den Freilaufmodus.

Interne Synchronisierung (läuft)

Die ONS 15454 verfügt über eine interne Uhr im TCC, die eine qualitativ höherwertige Referenz verfolgt oder im Falle einer Knotenisolierung einen Holdover-Timing oder eine frei laufende Taktquelle bereitstellt. Die interne Uhr ist eine zertifizierte Stratum 3-Uhr mit erweiterten Funktionen, die den Spezifikationen von Stratum 3E für folgende Elemente entsprechen:

• Genauigkeit bei freiem Lauf

• Holdover-Frequenzdrift

• Wander-Toleranz

• Wander-Erzeugung

• Pull-In und Hold-In

• Referenzsperr-/Einstellzeit

• Phasenübergang (Toleranz und Erzeugung)

Schnellstart-Synchronisierungsalarm (FSTSYNC)

Dieser Alarm wird ausgelöst, wenn der TCC in den Schnellstart-Synchronisierungsmodus wechselt und versucht, sich mit der neuen Referenz zu verbinden. Dieses Problem tritt häufig auf, wenn eine frühere Zeitreferenz fehlschlägt. Der FSTSYNC-Alarm verschwindet nach ca. 30 Sekunden. Die Systemuhr schaltet sich in die neue Referenz ein. Wenn sich der Alarm nicht löst oder der Alarm ständig wiederholt, müssen Sie überprüfen, ob das Signal der eingehenden Referenz beschädigt ist.

Während des Herstellungsprozesses wird die TCC auf eine Stratum 1 Clock-Quelle kalibriert. Die Kalibrierungsinformationen werden im TCC-Flash gespeichert. Beim ersten Einschalten lädt der TCC die Kalibrierdatenbank. Das TCC sammelt anschließend 30 Sekunden eingehende Referenzdaten und vergleicht diese mit der lokalen TCC-Datenbank. Wenn die Differenz 4 ppm übersteigt, wechselt der TCC automatisch in den "Fast-Start Synchronization Mode". Im Schnellstart-Synchronisierungsmodus versucht TCC, die Systemuhr schnell mit der eingehenden Uhr zu synchronisieren.

Wenn TCC die Synchronisierung erreicht, sammelt das TCC nach der Qualifizierung 30 Sekunden Daten. Die Synchronisierung kann je nach Ausmaß der Taktänderung einige Minuten dauern. Der TCC verwendet die Daten nach der Qualifikation, um die erfolgreiche Synchronisierung zu überprüfen. Danach geht die TCC mit normalem Betrieb weiter. Wenn ein verzerrtes Eingangssignal empfangen wird, meldet der TCC fortwährende Diskrepanzen in den Taktdaten. Diese Berichte führen zu einem unendlichen Zyklus innerhalb des Schnellstart-Synchronisierungsmodus.

Zugehörige Informationen

• Richtlinien zur Bereitstellung des Timings für ONS 15454
• Zeitsteuerung und Synchronisierung auf Cisco ONS 15454
• Technischer Support und Dokumentation für Cisco Systeme