YDT 4504-2023超高精度時間同步接口要求

ICS33.040.20Vlanflowtables發(fā)

CCSCCM33

\YD

中華人民共和國通信行業(yè)標準

YD/T××××—××××

超高精度時間同步接口要求

Technicalrequirementsforinterfacesofultra-highprecisiontime

synchronization

（報批稿）

××××-××-××發(fā)布××××-××-××實施

中華人民共和國工業(yè)和信息化部發(fā)布

YD/T××××—××××

前言

本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。

本文件由中國通信標準化協(xié)會提出并歸口。

本文件起草單位：中國移動通信集團有限公司、中興通訊股份有限公司、中國信息通信研究院、華

為技術(shù)有限公司、中國信息通信科技集團有限公司、上海諾基亞貝爾股份有限公司。

本文件主要起草人：韓柳燕、陸榮舵、李晗、何力、羅彬、繆新育、呂京飛、陳朝輝、馬欣。

II

YD/T××××—××××

超高精度時間同步接口要求

1范圍

本文件規(guī)定了超高精度PTP接口的基本功能、封裝處理、協(xié)議模式、協(xié)議字段、最佳主時鐘算法，

1PPS輸出接口的物理接口要求、秒脈沖要求等。

本文件適用于具有超高精度時間同步接口的時間同步設(shè)備、傳輸承載設(shè)備及同步網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)、測試

和應(yīng)用。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

YD/T2375-2019高精度時間同步技術(shù)要求

YD/T2879-2015基于分組網(wǎng)絡(luò)的同步網(wǎng)操作管理維護（OAM）技術(shù)要求

YD/T3075-2016高精度時間同步互通技術(shù)要求和測試方法

ITU-TG.703（2016）分層數(shù)字接口的物理電氣特性（Physical/electricalcharacteristicsofhierarchical

digitalinterfaces）

ITU-TG.781基于物理層的頻率同步層功能（Synchronizationlayerfunctionsforfrequency

synchronizationbasedonthephysicallayer）

IEEE802.3IEEE以太網(wǎng)標準(StandardforEthernet)

IEEE1588-2008網(wǎng)絡(luò)測量和控制系統(tǒng)的精密時鐘同步協(xié)議（IEEEStandardforaPrecisionClock

SynchronizaitonProtocolforNetworkedMeasurementandControlSystems）

3術(shù)語和定義

本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。

4縮略語

下列縮略語適用于本文件。

1PPS秒脈沖（OnePulsePerSecond）

AM對齊標識（AlignmentMarker）

BC邊界時鐘（BoundaryClock）

BMC最佳主時鐘（BestMasterClock）

CRC循環(huán)冗余校驗（CyclicRedundancyCheck）

DA目的地址（DestinationAddress）

E2E端到端（EndtoEnd）

FCS幀校驗序列（FrameCheckSequence）

1

YD/T××××—××××

FlexE靈活以太網(wǎng)（FlexEthernet）

MAC媒體存取控制（MediaAccessControl）

MTN城域傳送網(wǎng)（MetroTransportNetwork）

OC普通時鐘（OrdinaryClock）

P2P對等（PeertoPeer）

PHY物理層（Physicallayer）

PMA物理媒質(zhì)適配層（PhysicalMediumAttachment）

PTP精確時間協(xié)議（PrecisionTimeProtocol）

SA源地址（SourceAddress）

SC同步配置（SynchronizationConfiguration）

SSM同步狀態(tài)消息（SynchronizationStatusMessage）

TLV類型、長度、內(nèi)容（Type，Length，Value）

VLAN虛擬局域網(wǎng)（VirtualLocalAreaNetwork）

WTR等待恢復時間（WaittoRestore）

5概述

超高精度時間同步接口是指同步精度優(yōu)于YD/T2375-2019所規(guī)定的±30ns時間同步精度設(shè)備的接口。

超高精度時間同步包括四種類型的同步接口：

a)帶內(nèi)PTP同步接口：該類接口同時作為業(yè)務(wù)接口，PTP報文與業(yè)務(wù)在該接口中混傳。

b)專用PTP同步接口：該類以太網(wǎng)接口專門用于傳送PTP報文，不在其中傳遞業(yè)務(wù)，如需要，該

接口可以同時用于傳遞網(wǎng)管、監(jiān)控等信息。

c)1PPS輸出接口：該類接口專門用于同步性能的測試。

d)1PPS+ToD接口：該類接口專門用于時間同步傳遞和測試。

各類型設(shè)備具備的接口類型如下：

a)超高精度時間同步設(shè)備：具備專用PTP同步接口和1PPS輸出接口，可選具備1PPS+ToD接口。

b)超高精度傳輸承載設(shè)備：具備帶內(nèi)PTP同步接口和1PPS輸出接口，可選具備專用PTP同步接口

和1PPS+ToD接口。

各類型設(shè)備應(yīng)具備的超高精度同步接口類見圖1，其中圖1c）為超高精度同步網(wǎng)與高精度同步網(wǎng)混

合組網(wǎng)示意圖，包括各設(shè)備之間的連接接口類型的示意。

衛(wèi)星接收

專用PTP同步接口

超高精度1PPS輸出接口

時間同步設(shè)備

1PPS+ToD接口(可選)

a）超高精度時間同步設(shè)備的超高精度同步接口類型

2

YD/T××××—××××

帶內(nèi)PTP同步接口帶內(nèi)PTP同步接口

專用PTP同步接口（可選）超高精度專用PTP同步接口（可選）

傳輸承載設(shè)備

1PPS+ToD接口（可選）1PPS輸出接口

b）超高精度傳輸承載設(shè)備的超高精度同步接口類型

c）組網(wǎng)示意圖

圖1各類型設(shè)備具備的超高精度同步接口類型

6帶內(nèi)PTP同步接口

6.1PTP接口基本功能

物理接口類型包括GE光口、10GE、25GE、50GE、40GE、100GE、200GE、400GE等各種以太網(wǎng)接

口以及50G、100G、200G、400G等MTN/FlexE接口。時間同步信息根據(jù)PTP協(xié)議通過這些以太網(wǎng)接口/

MTN/FlexE接口進行傳遞。

6.2PTP接口封裝和處理

3

YD/T××××—××××

6.2.1以太網(wǎng)接口

PTP報文封裝應(yīng)符合YD/T3075-2016第5.1.3節(jié)要求。

6.2.2MTN/FlexE接口

PTP報文通過MTN/FlexE開銷方式承載，MTN/FlexE開銷幀結(jié)構(gòu)中第6行的完整66Bblock用于同步

報文填寫，采用MTN/FlexE復幀方式對PTP報文進行傳輸。MTN/FlexE開銷幀結(jié)構(gòu)第1行66Bblock中的

SC比特用于指示該MTN/FlexEPHY是否支持同步信息傳送。

MTN/FlexEGroup支持綁定多個物理PHY層鏈路，PTP報文在MTN/FlexEGroup的第一個物理PHY

的開銷中進行傳遞，SC比特默認設(shè)置為1（支持同步傳送）。當檢測到用于傳輸同步信息的PHYnumber

號為最小的物理PHY鏈路失效時，將所述同步信息按照原MTN/FlexEGroup鏈路編號順序依次倒換至其

他有效PHY鏈路進行傳輸，倒換至的PHY鏈路將SC比特設(shè)置為1。當原groupPHYnumber號為最小的物

理PHY鏈路恢復正常時，同步信息倒換回第一個物理PHY鏈路傳送。同步信息通過同一個MTN/FlexE

Group中不同物理PHY鏈路傳送時，同步信息中攜帶的源端口ID應(yīng)填寫一樣的數(shù)值。接收端等待該

MTN/FlexEGroup倒換至有效PHY傳遞同步信息期間，不倒換至跟蹤該Group以外的其他端口。

頻率同步倒換回第一個物理PHY鏈路時，WTR的設(shè)置規(guī)則應(yīng)滿足ITU-TG.781中相關(guān)規(guī)定。在發(fā)生

多次倒換時，WTR應(yīng)獨立設(shè)置。在第一個物理PHY鏈路恢復的WTR期間，第一個PHY鏈路應(yīng)首先恢復

傳送SSM信息（SC設(shè)置為1）。

在MTN/FlexE開銷中傳送的PTP報文應(yīng)支持完整的以太網(wǎng)封裝方式，包括前導碼和MAC封裝，具體

封裝方式滿足本文件第6.2.1節(jié)要求。

PTP時間戳以PTP報文前導碼所在的MTN/FlexE復幀開銷的幀頭經(jīng)過打戳平面時的時間作為PTP時

戳。即以PTP報文前導碼所在的MTN/FlexE通道復幀開銷的幀頭作為消息時戳點，當發(fā)送端在打戳平面

識別到并處理PTP報文的消息時戳點時，生成發(fā)送時間戳并作為PTP報文的發(fā)送時間戳寫入該通道復幀

開銷的PTP報文中；在接收端對PTP報文進行識別，當在打戳平面識別到復幀開銷的消息時戳點時，記

錄識別到消息時戳點的接收時間戳，作為該復幀開銷中承載的PTP報文的接收時間戳。

PTP時間戳的打戳平面應(yīng)處在PHY的AM、PMA子層或更低子層。

如果MTN/FlexE接口一個物理PHY內(nèi)部如果存在多個Lane，PTP報文打戳需要多Lane之間的延時對

齊，以延時最長（最晚到達）的Lane的PTP時戳為準。

MTN/FlexE接口開銷格式（以100GMTN/FlexE實例為例）見圖2。

4

YD/T××××—××××

比特位

塊#SH0123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263

OMF

RPF

1100x4BCSCMTN/FlexE組號0x50x000_0000

201CMTN/FlexE位圖MTN/FlexE實例號保留

301C客戶時隙配置A客戶時隙配置BCRCA保留CRC-16

4ss

管理通道(2個66B塊)

5ss

6ss管理通道/同步信息通道（1個66B塊）

7ss

管理通道（2個或3個66B塊）

8ss

0位圖(0-7)客戶時隙配置Aslot0客戶時隙配置Bslot0

160位圖(8-15)客戶時隙配置Aslot1客戶時隙配置Bslot1

開銷幀●●●●●●●●●

0位圖(120-127)客戶時隙配置Aslot15客戶時隙配置Bslot15

1位圖(128-135)客戶時隙配置Aslot16客戶時隙配置Bslot16

●●●●●●●●●

161位圖(151-159)客戶時隙配置Aslot19客戶時隙配置Bslot19

開銷幀1位圖(160-167)保留保留

●●●●●●●●●

1位圖(248-255)保留保留

C=時隙配置使用指示MTN/FlexE位圖=按比特位指示MTN/FlexE組內(nèi)實例編號

OMF=開銷復幀指示MTN/FlexE實例號=組內(nèi)MTN/FlexE實例編號

RPF=遠端PHY故障MTN/FlexE組號

SC=同步配置保留

CR=時隙配置切換請求管理通道

CA=時隙配置切換響應(yīng)CRC-16校驗

ss=有效同步頭比特(01or10)同步信息通道

圖2100GMTN/FlexE實例開銷格式

6.3超高精度PTP協(xié)議

6.3.1PTP時鐘和協(xié)議模式

超高精度時間服務(wù)器應(yīng)支持OC模式，可選支持BC模式。

超高精度傳輸承載設(shè)備應(yīng)支持BC、OC模式。

超高精度協(xié)議應(yīng)支持two-step模式，可選采用one-step模式發(fā)送PTP報文。one-step模式和two-step模

式應(yīng)符合IEEE1588-2008規(guī)定。

設(shè)備PTP接收端口接收處理PTP報文時，應(yīng)能夠自適應(yīng)one-step、two-step模式。

設(shè)備應(yīng)支持PTP組播模式，單播可選。

6.3.2PTP報文類型和發(fā)包速率

設(shè)備應(yīng)支持以下PTP協(xié)議報文：

a)Sync；

b)Follow_Up；

c)Delay_Req；

d)Delay_Resp；

e)Announce。

PTP報文發(fā)包速率可配，發(fā)包速率配置范圍和默認發(fā)包速率見表1。

表1PTP報文發(fā)包速率配置范圍和默認發(fā)包速率

可配發(fā)包速率默認發(fā)包速率

序號報文名稱

HzHz

1Sync1/2～64a16

2Delay_Resp1/2～64a16

3Announce1/16～168

5

YD/T××××—××××

a50GEMTN/FlexE接口由于PTP所在開銷帶寬限制，可配發(fā)包速率為1/2Hz～32Hz。

Follow-Up報文發(fā)包速率需與Sync報文保持一致，Delay_Req報文發(fā)包速率需與Delay_Resp保持一致。

6.3.3PTP最佳主時鐘算法

本地時鐘通過BMC算法來決策哪個時鐘是最好的，并據(jù)此來決定端口的下一個狀態(tài)值。在PTP域

中每個時鐘獨立運行BMC算法。BMC算法包含兩部分算法構(gòu)成，即數(shù)據(jù)集比較算法和端口狀態(tài)決策算

法。

a）數(shù)據(jù)集比較算法：比較算法狀態(tài)機見圖和圖。

6

YD/T××××—××××

Comparedataset

AtoB

GMIdentityofA

=Yes

GMIdentityofB

No

Compare

A>BGMpriority1valuesofA<B

AandB

A=B

Compare

A>BGMclassvaluesofAA<B

andB

A=B

Compare

A>BGMaccuracyvaluesA<B

ofAandB

A=B

Compare

GMoffsetScaledLog

A>BA<B

VariancevaluesofA

andB

A=B

Compare

A>BGMpriority2valuesofA<B

AandB

A=B

Compare

A>BGMidentityvaluesofA<B

AandB

ReturnBReturnA

betterthanAbetterthanB

圖3數(shù)據(jù)集比較算法–第1部分

7

YD/T××××—××××

AandBare

YES

allprotocoltype1？

NO

CompareLink

A>BAccuracyofA<B

AandB

A=B

CompareSteps

ReturnReturn

A>B+1RemovedofA+1<B

BbetterthanAAbetterthanB

AandB

Receiver<SenderReceiver<Sender

Awithin1ofB

Compare

CompareStepsCompare

identitiesidentities

A>BRemovedofA<B

OfReceiverofAand

AandBOfReceiverofBand

SenderofASenderofB

A=B

Receiver>SenderReceiver>Sender

Compare

ReturnIdentitiesReturn

BbetterbyA>BA<BAbetterby

ofSendersof

TopologythanATopologythanB

AandB

A=B

A>BA<B

Compare

PortNumbersof

Receiversof

AandB

Receiver=SenderReceiver=Sender

A=B

Error-1Error-2Error-1

圖4數(shù)據(jù)集比較算法–第2部分

8

YD/T××××—××××

本文件描述中涉及的Protocoltype1和Protocoltype2定義如下：

1)Protocoltype1：指的是在本文件之前應(yīng)用的PTP報文協(xié)議（PTP報文頭中PTPprofileSpecific1

和profileSpecific2均填寫為FALSE，沒有攜帶本文件第6.3.4節(jié)規(guī)定的鏈路精度指示TLV）。

2)Protocoltype2：指的是在本文件規(guī)定的PTP報文協(xié)議（PTP報文頭中PTPprofileSpecific1填寫

為FALSE，PTPprofileSpecific2填寫為TRUE，且攜帶有本文件第6.3.4節(jié)規(guī)定的鏈路精度指

示TLV）。

其中數(shù)據(jù)集比較算法中的LinkAccuracy（鏈路精度）根據(jù)中間節(jié)點跳數(shù)以及每跳設(shè)備精度計算得出。

對于Protocoltype1的設(shè)備，本文件以設(shè)備每跳默認精度為30ns為例。對于Protocoltype2的超高精度設(shè)

備，本文件以設(shè)備每跳精度為5ns為例。Protocoltype2超高精度設(shè)備的跳數(shù)在PTPAnnounce報文的鏈路

精度指示TLV中攜帶（參見本文件第5.3.4節(jié)）。Protocoltype1設(shè)備跳數(shù)可以根據(jù)PTP報文攜帶的總跳數(shù)

（stepsRemoved值）減去Protocoltype2超高精度設(shè)備跳數(shù)（TLV中攜帶）獲得。例如，總同步跳數(shù)為N，

Protocoltype2設(shè)備跳數(shù)為M，則路徑上Protocoltype1設(shè)備跳數(shù)為N-M。該路徑的LinkAccuracy計算方法

為：

LinkAccuracy=Protocoltype2超高精度設(shè)備跳數(shù)×Protocoltype2超高精度設(shè)備精度+（總同步跳數(shù)

-Protocoltype2超高精度設(shè)備跳數(shù)）×Protocoltype1設(shè)備精度，即

LinkAccuracy=M×5ns+(N-M)×30ns

b）端口狀態(tài)決策算法：用于決策每個端口的推薦狀態(tài)。決策算法狀態(tài)機見圖5。

9

YD/T××××—××××

Statedecisionalgorithm

forport'r'onclockC0

(Ebestistheemptyset)

remaininLISTENING

ANDYes

state

(PortstateisLISTENING)

No

D0isClass

YesNo

1through127

D0betterorD0betteror

betterbytopologybetterbytopology

thanErbestthanEbest

YesNoYes

No

BMC_MASTERBMC_PASSIVEBMC_MASTER

(D0)(Erbest)(D0)

M1P1M2

Ebestreceivedon

PortrNo

Yes

Erbestis

BMC_SLAVEYesprotocoltypeNo

(Ebest=Erbest)1(noTLV)

S1

E'bestbetterthan

Ebestsubsetbetterthan

Erbestorbetterby

Erbest

NoYesYestopologythanErbestNo

BMC_PASSIVEBMC_MASTERBMC_MASTERBMC_PASSIVE

(Erbest)(Ebest)(Ebest)(Erbest)

P2M3M4P3

KEY

recommendedstate

(basisfordatasetupdates)

Statedecisioncode

圖5端口狀態(tài)決策算法狀態(tài)機

10

YD/T××××—××××

當Ebest不是在端口r上接收得到的，則根據(jù)Erbest是否為Protocoltype1還是Protocoltype2設(shè)備，依據(jù)

如下方案進行端口狀態(tài)決策：

1)如果Erbest為Protocoltype1，則不管Ebest選出的是Protocoltype1還是Protocoltype2，均根

據(jù)EbestProtocoltype1的子集部分（Ebestsubset）與Erbest比較來決策Passive端口。Ebestsubset

指的是不考慮鏈路精度指示TLV以及LinkAccuracy等的傳統(tǒng)PTP協(xié)議子集。且Ebestsubset與

Erbest比較時按照圖中兩者均為Protocoltype1的步驟進行比較。如果比較結(jié)果不為“Ebestsubset

betterthanErbest”，則該端口r決策為Passive狀態(tài)；

2)如果Erbest為Protocoltype2，則根據(jù)E’best和Erbest的比較來決策Passive端口。其中E’best指

的是該設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)集，也就是Ebest再加上本節(jié)點信息之后更新的數(shù)據(jù)集。如果比較結(jié)果

為“E'bestbetterthanErbestorbetterbytopologythanErbest”，則該端口r決策為Master狀態(tài)，否則

該端口決策為Passive狀態(tài)。

6.3.4PTP協(xié)議字段要求

PTP報文頭各字段填寫見表2的具體要求。

表2PTP報文頭各字段的要求

字段名含義填寫要求

transportSpecific下一層傳送協(xié)議類型當采用IEEE802.3所規(guī)定的以太封裝時，全部填充0

messageTypePTP報文類型根據(jù)具體PTP報文類型填寫，符合IEEE1588-2008要求

versionPTPPTP協(xié)議版本IEEE1588協(xié)議版本：填寫2。

messageLength報文長度根據(jù)各類型PTP報文長度填寫，包括報文頭、報文凈荷、

報文擴展字段的總長度，如果沒有擴展字段以凈荷最后一

個字節(jié)為結(jié)束，單位是字節(jié)

domainNumber時間域號取值范圍依據(jù)IEEE1588-2008

flagField標識域見表3

correctionField時間修正域根據(jù)節(jié)點內(nèi)部處理方式填寫（例如填寫節(jié)點內(nèi)部的駐留時

間和不對稱延時）

sourcePortIdentity源端口ID發(fā)送端應(yīng)按照實際發(fā)送端口ID填寫，應(yīng)為非全0全1的合

法ID

sequenceId報文序列ID根據(jù)報文順序發(fā)送的當前序列號填寫

controlFieldIEEE1588-2008版本描述根據(jù)具體PTP報文類型填寫，符合IEEE1588-2008要求

報文類型的字段

logMessageInterval報文的發(fā)送間隔除了Announce、Sync、Follow_up和Delay_Resp報文，其

他類型報文填寫0x7F。對于組播封裝，Announce、Sync、

Follow_Up、Delay_Resp應(yīng)按照端口實際發(fā)包速率填寫，

設(shè)備默認發(fā)包速率應(yīng)符合表1要求。

PTP報文頭中flagField字段各參數(shù)見圖6，填寫見表3的具體要求，預(yù)留（Reserved）的比特默認填寫

為FALSE。表3中，有些比特位的定義只適用于部分PTP消息類型，對于不適用的其他PTP消息類型的該

比特填寫為FALSE。

11

YD/T××××—××××

高比特位低比特位

0低

位

76543210字

節(jié)

PTPprofilePTPprofilealternateMas

ReservedReservedReservedunicastFlagtwoStepFlag

Specific2Specific1terFlag

1

高

76543210

位

frequencyTraceacurrentUtcOffse字

ReservedReservedtimeTraceableptpTimescaleleap59leap61

bletValid節(jié)

圖6PTP報文頭flagField字段參數(shù)

表3PTP報文頭flagField字段的要求

字節(jié)Bit報文類型名稱描述填寫要求

00An