监控同步性能并且排除在ONS15454的计时警报故障

简介

本文档说明如何在Cisco ONS 15454上监控同步性能并对计时警报进行故障排除。

先决条件

要求

Cisco 建议您了解以下主题：

• Cisco ONS 15454

• 抖动、晃动和滑动

  有关详细信息，请参阅抖动、漂移和滑动部分。

使用的组件

本文档中的信息基于以下软件和硬件版本：

• Cisco ONS 15454 NEBS/ANSI（软件2.X最小计时改进、3.X、4.X - 5.X最新计时改进）

本文档中的信息都是基于特定实验室环境中的设备编写的。本文档中使用的所有设备最初均采用原始（默认）配置。如果您使用的是真实网络，请确保您已经了解所有命令的潜在影响。

规则

有关文档规则的详细信息，请参阅 Cisco 技术提示规则。

背景信息

本部分提供在ONS 15454上看到的有关定时的相关背景信息。

节点定时架构

ONS 15454支持符合SONET标准的定时和同步。ONS 15454符合的标准包括：

• Telecordia GR-253,SONET传输系统，通用标准

• Telecordia GR-436，数字网络同步计划

ONS 15454平台在TCC定时控制卡中实施定时和同步功能。冗余架构可防止一个通用控制卡的故障或移除。为保证定时可靠性，TCC卡可以在以下三个定时参考之一上同步：

• 主要计时参考

• 辅助计时参考

• 第三个同步引用

您可以从以下计时来源中选择三个计时参考：

• 两个楼宇集成定时供应(BITS)时钟输入（外部模式）

• 所有同步光纤接口（线路模式）

• 内部自由运行的第3层增强型时钟

慢参考跟踪环路允许公共控制卡跟踪所选定时参考并在所有参考失败时提供“保持”定时（或定时参考存储器）。在故障切换场景中，下一个最佳定时参考（或时钟质量）的可用性控制对下一个定时参考的选择。Stratum层次结构定义下一个最佳计时引用。总之，以下是ONS 15454中可用的计时模式列表：

• 外部(BITS)定时

• 线路（光纤）定时

• 内部/保持（在所有参照失败时自动可用）

• 内部/自由运行

层级

美国国家标准协会(ANSI)标准“数字网络的同步接口标准”发布为ANSI/T1.101-1998，定义了层级和最低性能标准。下表提供了汇总信息：

层	精度，调整范围	拉入范围	稳定性	第一个帧滑移的时间*
1	1个10-11	不适用	不适用	72 天
2	1.6 x 10-8	必须能够以+/-1.6 x 10-8的精度同步到时钟	1个10-10/天	7 天
3E	4.6 x 10-6	必须能够以+/-4.6 x 10-6的精度同步到时钟	1个10-8个/天	17 小时
3	4.6 x 10-6	必须能够以+/-4.6 x 10-6的精度同步到时钟	3.7 x 10-7/天	23分钟
SONET最小时钟	20 x 10-6	必须能够以+/-20 x 10-6的精度同步到时钟	尚未指定	尚未指定
4E	32 x 10-6	必须能够以+/-32 x 10-6的精度同步到时钟	与准确性相同	尚未指定
4	32 x 10-6	必须能够以+/-32 x 10-6的精度同步到时钟	与准确性相同	不适用

*为了根据漂移计算滑动率，假设在24小时内频偏等于漂移，这将累计比特滑移，直到193位（帧）累积。各种原子和晶体振荡器的漂移率是众所周知的。然而，漂移率通常既不是线性的，也不是持续增加的。

抖动、晃动和滑动

抖动和游荡

抖动是数字信号（频率）与标称值（即参考时钟）的瞬时偏差。 当数字信号通过传输协议中使用填充位的网元时，通常会发生抖动。删除这些填充位可能会导致抖动。您可以用单位间隔(UI)来表示抖动。UI是一位的标称周期。将抖动表示为一个用户界面的一部分。例如，在155.52 Mb/s的数据速率下，一个UI相当于6.4 ns。

抖动非常慢（频率小于10 Hz）。 为网络设计同步分发子系统时，同步性能的目标必须在正常情况下进行零滑动和零指针调整。您可以用TIE（时间间隔错误）来表示游荡。TIE表示被测时钟信号与参考源之间的相位差。

最小化抖动和游移

减少使用菊花链和线路定时的节点数量，以便最大限度地减少线路定时网络中的漂移现象。为了通过多节点SONET环分配计时，应分配来自在东向和西向都使用BITS计时的节点的计时，而不是在单一方向使用菊花链。这样做可以最大限度地减少漫游。

根据设计，SONET设备在同步网络中工作非常理想。当网络不同步时，使用指针处理和位填充等机制。否则，抖动和漂移会增加。

计时滑动

有些DS-1源使用滑动缓冲区，使您能够执行DS-1信号的受控滑移。ONS 15454不支持同步输入上的受控滑移。

监视指针调整计数性能

使用指针来补偿频率和相位变化。指针对齐计数指示SONET网络上的计时错误。当网络不同步时，传输信号会发生抖动和漂移。过大的漂移可能会导致终端设备滑动。

滑动在服务中会导致不同的效果。例如，间歇性音频点击中断语音服务。同样，压缩语音技术也面临着短时间传输错误或掉话；传真机丢失扫描的线路或遇到掉线呼叫；数字视频传输显示扭曲的图片或冻结的帧；加密服务会丢失加密密钥，并导致重新传输数据。

指针提供了一种调整STS和VT有效负载中阶段变化的方法。您可以在线路开销的H1和H2字节中找到STS负载指针。可以通过从指向称为J1字节的STS同步负载信封(SPE)的第一个字节的指针的偏移量（以字节为单位）测量时钟差异。超出正常范围0到782的时钟差可能会导致数据丢失。

您必须了解正指针调整计数(PPJC)参数和负指针调整计数(NPJC)参数。PPJC是路径检测(PPJC-PDET-P)或路径生成(PPJC-PGEN-P)的正指针证明的计数。NPJC是基于特定PM名称的路径检测(NPJC-PDET-P)或路径生成(NPJC-PGEN-P)负指针证明的计数。PJCDIFF是检测到的指针调整计数总数与生成的指针调整计数总数之间差的绝对值。PJCS-PDET-P是包含一个或多个PPJC-PDET或NPJC-PDET的一秒间隔计数。PJCS-PGEN-P是包含一个或多个PPJC-PGEN或NPJC-PGEN的一秒间隔计数。

一致的指针调整计数表示节点之间的时钟同步问题。计数之间的差异意味着传输原始指针调整值的节点与检测并传输此计数的节点具有计时变化。当SPE的帧速率相对于STS-1的速率太慢时，将会发生正指针调整。

监控同步性能

指针调整计数(PJC)记录同步传输信号级别1(STS-1)和虚拟分支级别1.5(VT1.5)的指针活动。 您可以使用PJC检测同步问题。PJC还帮助您对负载抖动和漂移降级进行故障排除。当网络不同步时，传输信号会发生抖动和漂移。

ONS 15454定义以下两个PJC:

• PJC-Det — 传入指针调整数。

• PJC-Gen — 传出指针调整数。

由于内部缓冲区可能不匹配，因此使用了两个数字。内部缓冲器会吸收一定数量的指针调整。缓冲区会减弱网络中的漂移现象。

以下是解释这些数字的一些准则：

• 如果PJ-Det非零且PJ-Gen为0或低于PJ-Det，则可以推断出现漂移衰减。

• 如果PJ-Det非零且PJ-Gen非零且大致等于PJ-Det，则可以确定网络中上游存在同步问题。此问题不是本地问题。

• 如果PJ-Gen明显大于PJ-Det，您可以确定此节点和直接上游节点之间出现同步问题的情况。

为PJC定义了多个阈值。超过阈值时，将生成阈值超限警报(TCA)。下表列出了以下TCA:

TCA	描述
T-PJ-DET	检测到指针对齐
T-PJ-DIFF	指针调整差异
T-PJ-GEN	指针调整已生成
T-PJNEG	负指针对齐
T-PJNEG-GEN	负指针调整已生成
T-PJPOS	正指针对齐
T-PJPOS-GEN	已生成正指针对齐

计时警报故障排除

本节中的表定义了与同步相关的事件、警报或条件，可帮助您监控同步问题并对其进行故障排除。有些警报比其他警报更重要。警报或条件的重复发生值得进一步调查。

警报	描述	严重级别	警报信息
EQPT失败	设备故障	CR、SA	此警报表示所指示插槽的设备发生故障。有关详细信息，请参阅EQPT FAIL Alarm部分。
FRNGSYNC	自由运行的同步模式	NA、NSA	此警报中的参考是内部第3层时钟。有关详细信息，请参阅内部（自由运行）同步部分。
FSTSYNC	快速启动同步模式	NA、NSA	TCC选择新的计时引用以替换以前的失败引用。FSTSYNC警报通常在大约30秒后清除。有关详细信息，请参阅快速启动同步(FSTSYNC)警报部分。
HLDOVRSYNC	保持同步模式	MJ、SA用于版本4.5 NA，NSA用于版本4.1	此警报表示主要或辅助计时参考丢失。TCC使用以前获取的参考。有关详细信息，请参阅Holdover(HLDOVRSYNC)Alarm部分。
LOF（位）	帧丢失(BITS)	MJ、SA	此警报表示TCC在来自BITS的传入数据中丢失帧描述。
LOS（位）	信号丢失(BITS)	MJ、SA	当BITS时钟或与BITS时钟的连接发生故障时，会发生此警报。
MANSWTOINT	手动切换到内部时钟	NA、NSA	如果手动将NE计时源切换到内部计时源，则会出现这种情况。
曼斯沃普里	手动切换到主要参考	NA、NSA	如果手动将NE计时源切换到主计时源，则会发生此情况。
MANSWTOSEC	手动切换到第二参考	NA、NSA	如果手动将NE计时源切换到辅助计时源，则会出现这种情况。
曼斯沃托第三区	手动切换到第三个参考	NA、NSA	如果手动将NE计时源切换到第三个计时源，则会出现这种情况
SWTOPRI	同步切换到主参考	NA、NSA	当TCC切换到主计时源时，会出现此情况。
SWTOSEC	同步切换到辅助参考	NA、NSA	当TCC切换到辅助计时源时，会出现此情况。
交换机	同步切换至第三个参考	NA、NSA	当TCC切换到第三定时源时，会出现此情况。
SYNC-FREQ	同步参考频率越界	NA、NSA	该条件针对超出有效引用边界的任何引用报告。
SYNCPRI	主参考的计时丢失	MN、NSA	当主计时源发生故障，且计时切换到辅助计时源时，会发生此警报。切换到辅助计时源也会触发SWTOSEC警报
SYNCSEC	辅助参考的计时丢失	MN、NSA	当辅助计时源发生故障，且计时切换到第三个计时源时，会发生此警报。切换到第三个计时源也会触发SWTOTHIRD警报
SYNCTHIII	第三个参考的计时丢失	MN、NSA	当第三个计时源发生故障时，会发生此警报。如果内部引用是源时发生SYNCTHIRD，请检查TCC卡是否发生故障。随后会报告FRNGSYNC或HLDOVRSYNC。

注意：CR — 严重、MJ — 重大、MN — 轻微、SA — 影响服务、NA — 无警报、NSA — 不影响服务

下一部分将更详细地介绍表2中提到的两个警报。

EQPT故障警报

软件版本3.2及更高版本包含用于监控备用TCC的新功能。此功能可帮助您确定是否存在硬件问题。活动TCC从备用TCC收集频率数据，并每40秒评估一次结果。如果一个TCC报告同步信号，而另一个TCC报告OOS信号，则活动TCC将此解释为TCC硬件故障。在这种情况下，主用TCC发出EQPT FAIL警报。如果活动TCC检测到OOS信号，TCC将自动重置。

Holdover(HLDOVRSYNC)警报

当时钟丢失外部参考时，会进行保持，但会继续使用在正常操作期间获取的参考信息。保持是指在系统时钟连续锁定并同步到更精确的参考超过140秒后出现的故障切换状态。换句话说，时钟将原始操作参数“保存”在预定义的时间段。保持频率随着时间而开始漂移，特别是“保持周期”到期时。在以下情况下发生暂挂：

• 外部BITS定时参考失败。

• 光线路定时参考失败。

保持频率是指在保持模式时时钟性能的测量。第3层的保持频率偏移最初为50 x 10-^{9（第一分钟），在接下来的24小时}内，额外为40 x 10-⁹。

保持模式将无限期地继续，直到更好的参照再次可用。如果系统跟踪活动引用不到140秒后系统失去引用，则系统进入自由运行模式。通常，具有第3层增强型锁相环电路的TCC在第一次滑动发生之前保持时钟基准超过17小时。如果保持频率值已损坏，ONS 15454/327将切换到自由运行模式。

内部（自由运行）同步

ONS 15454在TCC中具有跟踪较高质量参考的内部时钟，或者在节点隔离的情况下，提供保持计时或自由运行的时钟源。内部时钟是经过认证的第3层时钟，具有与Stratum 3E规格相匹配的增强功能，适用于：

• 自由运行精度

• 保持频率漂移

• 漂移容限

• 漂移生成

• 呼入和呼入

• 参考锁定/结算时间

• 相位瞬变（容差和产生）

快速启动同步(FSTSYNC)警报

当TCC进入快速启动同步模式并尝试使用新引用锁定时，会发生此警报。此问题经常由于先前计时参考失败而发生。FSTSYNC警报在大约30秒后消失。系统时钟锁定到新参考。如果警报未清除或警报持续复发，您必须检查传入引用的信号是否损坏。

在制造过程中，TCC被校准为第1层时钟源。校准信息存储在TCC闪存中。首次通电时，TCC将加载校准数据库。然后，TCC收集30秒的传入参考数据，并将数据与本地TCC数据库进行比较。如果差值超过4 ppm，TCC将自动进入“快速启动同步模式”。 在快速启动同步模式下，TCC尝试将系统时钟快速同步到传入时钟。

当TCC实现同步时，TCC收集30秒的资格后数据。根据时钟变化的程度，同步可能需要几分钟的时间。TCC使用限定后数据来验证同步是否成功。此后，TCC进行正常操作。当接收到失真的输入信号时，TCC报告时钟数据中持续的不匹配。这些报告会在快速启动同步模式下产生无限循环。

相关信息

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