MSTP以太网单板丢包和晶振的关系

以太网单板丢包与晶振的关系1. 问题现象：SFE4B 单板是 II 型机上的 4 端口 100M 以太网光接口板。用户端口流量测试框图 如下：图 1 ：SFE4B 单板用户端口测试板内50MHz时钟是用于MII接口处理的时钟，100M时钟是以太网交换芯片内部 工作时钟。当测试 SFE4B 用户端口的时候，发现有些单板丢包现象严重。假设以太网测试仪IXIA400的频率是比较精确的50MHz时钟。而单板50MHz晶振频率或者100M晶振都 是 50ppm 精度，如果时钟有偏差的话，可能导致丢包现象发生。首先怀疑100MHz时钟，更换了晶振，包括25ppm的晶振，发现现象完全相同。 说明丢包与100M内部工作时钟基本无关。但如果更换50MHz时钟的话，有比较大的改善。说明丢包与50M接口时钟有很大 关系。利用频率计对单板50M晶阵进行了测试，测试结果如下：1）一块单板两个用户端口间发包，100%的100M端口速率；发1亿个包，包长度固定为64Byte,包内容固定。单板测得50MHz晶振实际频率端口丢包数量#150.000;170;0两端口均不丢包#250.000;083;0两端口均不丢包#349.999;930;0两端口均不丢包#449.999;700;0Port1-188； Port2-187#549.999;673;0Port1-336； Port2-335#649.999;390;4Port1-781； Port2-780#749.999;340;0Port1-1008； Port2-1007表1：用户端口间转发丢包率与晶振的关系2）单个子架两个单板间，100%的100M端口速率；发1亿个包定长64Byte，内容固定，板间配置63个VC12。板1频率板2频率板1丢包数板2丢包数150.000;170.049.999;340;01094869250.000;170.049.999;700;0437287350.000;170.049.999;700;0两板都不丢包表 2：单板间转发丢包率与晶振的关系2. 问题分析：1）对于一个单板用户端口的测试（如图1所示）而言，有2个50M的时钟源，一个是 IXIA测试仪的50M时钟，一个是SFE4B单板的50M时钟。通过以上测试，基本可以确定 的是测试仪的中心频率十分接近 50,000,000MHz。如表1所示，在发1亿个短包时候，与标准50MHz频率，或者说测试仪50MHz频率 偏差比较小的#1， #2， #3 单板，可以做到用户端口转发不丢包。偏差比较大的#4、#5、#6 单板则有不同程度的丢包，而且是频率偏差越大，丢包情况越严重。2）对于一个子架2块SFE4B单板的测试（如图2所示）而言，有3个50M的时钟源， 一个是IXIA测试仪的50M时钟#1，另外两个分别是两块SFE4B单板的50M时钟#2和#3。图1:单子架2块SFE4B流量测试如表2所示，当#2、#3 50M晶阵的频率和标准50M频率相差越大，丢包情况越严重， 如1和2。反之，如果2个晶振频率很接近，都逼近50M的时候，可以做到在短时间满负 荷的情况下内不丢包，如3。MSTP 设备与传统的以太网产品不同。以太网产品一般都是单点工作，一个设备如以太 网交换机可能是采用同一个50M或者100M时钟。频率偏差对实际丢包影响不大。MSTP是以以太网单板的形式存在，在SDH系统上传输的。每个以太网单板都采用独 立的50M时钟，如果两个单板之间50M频率偏差太大的话，会使系统丢包率过大。单板越 多，节点越多，时钟偏差越大，丢包越严重。3. 解决方法: 当然，以太网本身是个异步的系统，通过缓存来平滑不同节点的速率偏差和流量的不 均匀。因此，长时间满负荷工作必然会产生丢包，而且会不断积累。然而由于以太网业务的 突发性，不可能长时间处于满带宽配置状态。因此这种丢包的情况是允许的。如果从测试的角度看，理论上还是可以通过一些方法来减少丢包的:1）一块单板用户端口间测试时，如果采用稍高50MHz的晶阵，可以实现长时间满负 荷工作不丢包。2）一个子架的多个单板或者多个节点的多个单板测试时，必须采用高精度（如 10ppm）、温度特性好、一致性好的50M晶阵，可以减少丢包。