TSN時間敏感網絡測試之 IEEE-802.1AS Timing & Synchronization


TSN時間敏感網絡-Xena

時間敏感網絡(TSN)技術在眾多領域扮演重要角色,如在汽車以太網(Automotive)、工業通信(Industrial)、AVB和5G前傳(Fronthaul)等。TSN的任務是確保數據包在一個確定的時間窗口內交付,而不會因為鏈路擁塞錯誤而導致丟失或高延遲。這其中很重要的一個環節是能夠確保網絡中的所有網元(Elements)同步在相同的時間基准。這是通過IEEE-802.1AS中定義的基於數據包的信息傳輸來實現的,它也被稱為gPTP(generalized Precision Time Protocol)。

802.1AS是IEEE 1588 v2的一個實現子項。當部署具有802.1AS時間同步的網絡系統時,驗證各網元的時鍾是否同步是很重要的。

圍繞TSN開展全面測試需要覆蓋支持

  •  定時和同步的魯棒性測試:追蹤各網元設備的主/從時鍾同步速率、時鍾保持穩定性和漂移量
  • 802.1AS –Timing and Synchronization
  •  幀復制和可靠性消除測試:測試網絡系統應對重復數據包的過濾規則執行效率及性能開銷
  • 802.1CB –Frame Replication and Elimination for Reliability
  •  流過濾和管理:測試網絡系統對混合多種網絡優先級的多流數據處理能力
  • 802.1Qci –Per-Stream Filtering and Policing
  •  增強的計划流功能測試:驗證高優先級的數據流是否優先處理交付
  • 802.1Qbv –Enhancements for Scheduled Traffic
  •  幀搶占/802.1BR:測試在搶占機制下的流量轉發效率及帶來的性能開銷評估
  • 802.1Qbu –Frame preemption /802.1.BR –Bridge Port Extension


本篇圍繞802.1AS-Timing & Synchronization測試實現部分做了小整理。包含了驗證802.1AS網橋和端點中802.1AS主時鍾和從時鍾的多項功能集的支持。

1.測試拓撲結構Topologies

2.單臂測試/流量壓力測試One Arm Traffic testing

3.端到端測試 End-to-End Testing

4.數據鎖定追蹤統計
 
5.實時數據統計

TSN時間敏感網絡測試之 IEEE-802.1AS Timing & Synchronization

6.基於折線圖的數據趨勢分析
 
7.基於柱狀圖等多種直觀數據分析

TSN時間敏感網絡測試之 IEEE-802.1AS Timing & Synchronization

8.報文捕獲Capture

TSN時間敏感網絡測試之 IEEE-802.1AS Timing & Synchronization

TSN時間敏感網絡測試之 IEEE-802.1AS Timing & Synchronization

Specifications

支持TSN MAC的測試板卡

 

  • ODIN-1G-3S-6P-TSN  6端口千兆SFP接口,支持10/100/1000M電口或100/1000M光
  • ODIN-10G-5S-6P-CU-TSN 6端口萬兆RJ45,支持10G/5G/2.5G/1G/100M電
  • ODIN-25G-2S-6P-TSN 6端口25GE SFP28接口,支持25G/10G
  • ODIN-1G-2S-6P-T1-TSN 6端口1000BASE-T1/100MBASE-T1

TSN 802.1AS測試可遵循的規范

 

 

  • IEEE Std 802.1AS-2011 Timing and Synchronization for Time-Sensitive Applications in Bridged Local Area Networks
  • IEEE Std 802.1AS-2011/Cor 1-2013 (Corrigendum to IEEE Std 802.1AS-2011) Corrigendum 1: Technical and Editorial Corrections
  • IEEE Std 802.1AS-2011/Cor 2-2015 (Corrigendum to IEEE Std 802.1AS-2011) Corrigendum 2: Technical and Editorial Corrections
  • Future: IEEE 802.1AS-Rev/ IEEE 802.1AS-2020

Master/slave configuration settings

需可設置為802.1AS規范下的任意值:

  • Master, Clock: Priority #1, Priority #2, Class, Time source, Accuracy
  • Master, Timing: Announce interval, Sync interval
  • Slave: Min. pdelay request interval

Sync Rate 時鍾同步速率

以不同的Sync Rate(PPS)發起時鍾同步,統計個從屬端口的Sync Rate(PPS)

Pdelay

每個從屬端口pdelay的匯總和當前的平均值、最小值、最大值(ns)統計。

NeighborRateRatio

每一個從屬端口的鄰居速率比的匯總和當前的平均值、最小值、最大值(%)統計。

Drift 時鍾漂移

 

通過比較測試模塊上的主時鍾和從時鍾,測量測試模塊上的主時鍾和每個從時鍾之間的漂移,找到顯示每個從時鍾和主時鍾之間差異的 "時間誤差"。

為每個從屬時鍾匯總和當前的avg.、min.、max. (ns) "時間誤差 "。

 

驗證各跳數之間的時鍾穩定性

 

根據 "時間誤差 "計數器,驗證被測系統中跳數之間的時鍾穩定性,該計數器顯示每個從屬時鍾與測試模塊上的主時鍾之間的差異。

匯總和當前的avg.、min.、max. (ns)每個從屬時鍾的 "時間誤差 "匯總和當前的平均值、最小值、最大值。
兩個選定的從屬時鍾的 "時間誤差 "之間的累計和當前平均值、最小值、最大值(ns)。(ns),兩個選定的從屬時鍾的 "時間誤差 "之間的平均值、最小值、最大值。

 

端到端測試

發送/接收同步數據包統計
發送/接收pdelay數據包的統計數據
發送/接收公告數據包統計

報文抓取Capture

 

捕獲標准規則:所有的流量,FCS錯誤流量,過濾器匹配,或沒有測試有效載荷的流量。
支持導出到Wireshark進行詳細分析


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