オプティカル : 同期光ネットワーク(SONET)

POS ルータ インターフェイスでのクロック設定

2002 年 10 月 29 日 - ライター翻訳版
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目次


概要

この文書では、ダーク ファイバ、バックツーバック、または電話会社(Telco)のネットワーク経由で接続されている Packet Over SONET(POS)ルータのインターフェイスに推奨されるクロック ソース設定について説明します。最適なクロック設定を選ぶことは、正確なデータ復元や、SONET レイヤのエラー回避のために非常に重要です。

次の表では、ルータの POS インターフェイスに推奨されるクロック設定を要約しています。

POS リンクの両側における
クロック ソース
バックツーバックとダーク
ファイバ、または DWDM
ADM または MUX による
Telco ネットワーク
internal - internal 可能 不可
internal - line 可能 不可
line - internal 可能 不可
line - line 不可 可能

以降のセクションでは、これらの設定が推奨される理由について説明します。

構成 1:バックツーバック、ダーク ファイバ、DWDM

シスコでは、この構成では internal-to-internal または line-to-internal を設定することを推奨しています。この構成では、両側で回線からクロックを取得するような設定は避けてください。そのような設定では、ドリフトや回線の中断が頻繁に発生するようになります。断続的なエラーや、回線の障害まで発生します。

2 台のルータをバックツーバック接続用に設定するには、clock source internal コマンドを使用します。
 

ルータ A
interface POS0/0 

 

   ip address 5.0.2.1 255.255.255.0

 

   clock source internal
ルータ B
interface POS1/0

 

   ip address 5.0.2.2 255.255.255.0

 

   clock source internal

なぜ internal-to-internal か

バックツーバック設定またはダーク ファイバ設定に internal-to-internal が推奨される理由を理解するのは大切です。バックツーバックのトポロジは次のとおりです。

図

ダーク ファイバでの POS 接続は次のとおりです。

図

クロッキングに関する一般的な誤解は、同期回線の両端は同一のクロックを使用する必要があり、そのため一方の終端はその回線からクロッキングを取得する必要があるというものです。これは、DCE-to-DTE 接続には該当しますが、SONET のような双方向のレイヤ 1 回線には該当しません。

その理由を見てみましょう。

図

この構成は、次のように同期化されています。単方向リンクがそれぞれ同期化されています。

  • 右側の SONET レシーバ(Rx)は、左側の SONET トランスミッタ(Tx)と同期化されています。
  • 左側の SONET レシーバは、右側の SONET トランスミッタと同期化されています。

ただし、両方の単方向リンクが一緒に同期化される必要はありません。言い換えれば、左側から右側へのリンクを、右側から左側へのリンクと同期化する必要はありません。

POS インターフェイスは、2 つの物理的なファイバで構成されていることを考えてください。それぞれのファイバは、単方向リンクを提供しています。

重要なのは、clock source internal を使用すると、ルータが次のことを行うようになることです。

  • トランスミッタが内部クロックを使用して、送信信号のタイミングを合わせます。
  • レシーバは、受信回線によって復元されたクロックを使用して、リモート エンドのトランスミッタに同期化します。

したがって、ルータの両端で内部クロックを設定できます。clock source コマンドは、送信クロックのソースだけを決定します。

SONET のパケットベースのアプリケーション(および SONET ベースのポイントツーポイント設定)では、internal-internal クロック設定を、Stratum 3 または Stratum 4 オシレータのいずれかを使用してサポートしています。クロックは、SONET Minimum Clock(SMC; SONET ミニマム クロック)の仕様に準拠する必要があります。この仕様では、20 parts per million(ppm)の精度を定義しています(詳細は「Clock Specification tablecisco.com 以外のサイトへ移動」をクリックしてください)。オリジナルの SONET ネットワーク(主に DS-3 フレームを搬送するポイントツーポイントの OC-48 リンクをサポート)、および、SONET 以前の Plesiochronous Digital Hierarchy(PDH; プレジクロナス デジタル ハイアラーキ)ネットワークでも、20ppm のクロックを使用してタイミングを合わせていました。これらの初期の SONET システムは、現在の POS リンクに非常によく似ています。これらは、2 台のルータ間でのポイントツーポイント接続を定義し、その他のネットワークへは非同期のインターフェイスを使用しています。

ポイントツーポイントとは、SONET のペイロードが各 POS インターフェイスで終端することを意味します。その後、ルータは PPP カプセル化フレームから IP パケットを抽出し、これを出力インターフェイスに対して、あたかもそのパケットがシリアルやイーサネットなどの非 POS インターフェイスで受信されたかのようにして転送します。このことは、各 POS リンクが独立してタイミングを合わせ、ルータ上の全 POS インターフェイスが共通のクロックに同期する必要はないことを意味しています。

POS マッピングでは、HDLC に似たフレーミングを使用して、アイドル フラグを持つ連続したパケット間のギャップを埋めています。このようにして、IP ペイロードのレートは SONET のフレーム レートから切り離されています。マッピングでは、発信 SONET フレーム レートを生成するのに、きわめて正確なクロックは必要としません。20 ppm のクロックの精度は十分すぎるほどです。過度のジッタによる影響は、受信インターフェイスで使用される大容量のバッファによって最小化されます。

マルチノードの SONET ネットワークでは、クロックに Stratum-3 程度の精度しかなく、しかもこの設定が推奨ではない場合、各ノードに設定された内部クロックを使用して、ペイロードを確実に転送することもできます。クロックに Stratum 4 の精度がある場合、高速なポインタ位置調整が行われ、サービスを受けている非同期デバイスのジッタ許容度を超える可能性があります。

要約すると、バックツーバックまたはダーク ファイバの POS リンクのクロック設定を選択する場合は、次の点を考慮する必要があります。

  • POS では、ポイントツーポイント テクノロジーを定義しています。SONET リンクはライン カード上で完全に終端します。SONET の情報は、ルータのポート間を通過しません。これとは逆に、SONET の Add-Drop Multiplexer(ADM; アド/ドロップ多重化装置)では、通常は Synchronous Payload Envelope(SPE; 同期ペイロード エンベロープ)を入力ポートから出力ポートへ渡し、ポインタのバイトを変更して、2 つのポート間のタイミング オフセットを調整します。

  • POS では、非同期マッピングを使用します。パケットは SONET フレームに 1 バイトずつ、SONET フレームで決められたレートで「詰め込まれ」ます。送信側では、ルータの POS インターフェイスによって H1/H2 ポインタのバイトが 522 という固定値に設定されます。この値が選択されたのは、この値がポインタに続くフレームの先頭に SPE を配置するポインタ値であるためです。フレーマーの設計者は何らかの値を選ぶ必要があるため、522 のような「好ましい」値を選ぶ傾向があります。ダーク ファイバまたは DWDM の設定では、ポインタのバイトを変更または処理する機器がパスにまったく含まれないため、SONET フレームは H1/H2 バイトの固定値と同じ 522 を使ってレシーバに到達します。したがって、クロッキングのスリップや SPE のスリップが生じる可能性はありません。

いつ line-to-internal を選択するか

リンクの片方をクロック ソース回線として交互に設定することができます。重要なのは、これによって現時点のトランスミッタが、ローカルのレシーバによって回線から復元されたクロックを使用して、送信された信号のタイミングを合わせることです。

取得したクロック ソースがルータの POS インターフェイスで使用されているクロックよりも高品質である場合、POS リンクの片方(片方のみ)で、clock source line を設定します。Cisco 12000 シリーズのエンジン 3 およびエンジン 4 ライン カードでは、Stratum 3 クロック ソースを使用しています。エンジン 0 から 2 のライン カードのうち、1xOC48 SRP ライン カード(OC48/SRP-SR-SC-B)以外では、すべて SMC ソースを使用しています。line-internal 設定の副次的な効果は、そのリンクの両方向で同じクロックが使用されることですが、両方向で同じクロックを使用するために line-internal に設定する必要はありません。

line - internal 設定の欠点は、単方向でのクロックの中断が原因で、回線から時間を合わせようとしているインターフェイスによってエラーが送られるようになることです。これは、ソースとして「ふさわしくない」信号を使用しているために生じます。internal-internal 設定では、2 つのクロッキング ドメインを分割します。片方の側で起きたエラーにより、反対側でエラーが起きることはありません。両側で内部的なクロッキングを行うと、(ループ側で)受信されたクロックでのエラーが、Tx トラフィックに影響を及ぼさなくなります。

先の説明では、clock source line コマンドを POS リンクの両端で設定することが、根本的に不安定であることを解説しました。line-to-line を使用すると、両方のトランスミッタでリモート エンドから受信したクロックが使用され、実際にはどちらの側もクロックを提供しなくなります。この誤設定により、タイミング ループと呼ばれるものが発生します。

注:GSR 用の 1xOC12 POS ライン カードの中には、オンボードのオシレータの問題によってタイミング関連のエラーが発生するものがあります。このオシレータでは、着信クロックと発信クロックが同一である必要があるため、タイミングに関連するエラーのほとんどは line-internal クロック設定によって解決します。この問題は、他の POS ライン カードには影響を及ぼしません。

構成 2:SONET クラウドを越える接続

この設定の場合、シスコでは、両側で回線からのクロッキングを取得するように設定することを推奨します。シスコ ルータの POS インターフェイスでは、デフォルトで回線クロッキングを使用しています。以前にクロック設定をデフォルトから変更したことがある場合は、clock source line を設定してください。

SONET ネットワークでの POS 接続は次のとおりです。

図

通常は、SONET クラウドによって、ルータのハードウェアよりも精密な、あるいは高度な Stratum レベルのクロック ソースが提供されます。まれに、line-line クロッキングの環境で、POS インターフェイスによって PSE / NSE カウンタを増分することによるポインタの調整が報告されることがあります。このようなポインタ調整は、プロバイダーのネットワークでタイミングやクロックのドリフトに関する問題が起きていることを示しています。このような問題はプロバイダーに報告します。


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