TSN时间敏感网络测试之802.1AS Timing and Synchronization

2020-08-06 10:13

TSN测试之IEEE-802.1AS Timing and Synchronization

时间敏感网络（TSN）技术在众多领域扮演重要角色，如在汽车以太网（Automotive）、工业通信（Industrial）、AVB和5G前传（Fronthaul）等。TSN的任务是确保数据包在一个确定的时间窗口内交付，而不会因为链路拥塞错误而导致丢失或高延迟。这其中很重要的一个环节是能够确保网络中的所有网元（Elements）同步在相同的时间基准。这是通过IEEE－802．1AS中定义的基于数据包的信息传输来实现的，它也被称为gPTP（generalized Precision Time Protocol）。
802．1AS是IEEE 1588 v2的一个实现子项。当部署具有802．1AS时间同步的网络系统时，验证各网元的时钟是否同步是很重要的。

围绕TSN开展全面测试需要覆盖支持

定时和同步的鲁棒性测试：追踪各网元设备的主／从时钟同步速率、时钟保持稳定性和漂移量

802．1AS –Timing and Synchronization
帧复制和可靠性消除测试：测试网络系统应对重复数据包的过滤规则执行效率及性能开销
802．1CB –Frame Replication and Elimination for Reliability
流过滤和管理：测试网络系统对混合多种网络优先级的多流数据处理能力
802．1Qci –Per－Stream Filtering and Policing
增强的计划流功能测试：验证高优先级的数据流是否优先处理交付
802．1Qbv –Enhancements for Scheduled Traffic
帧抢占／802．1BR：测试在抢占机制下的流量转发效率及带来的性能开销评估
802．1Qbu –Frame preemption ／802．1．BR –Bridge Port Extension

本篇围绕802．1AS－Timing ＆ Synchronization测试实现部分做了小整理。包含了验证802．1AS网桥和端点中802．1AS主时钟和从时钟的多项功能集的支持。

1．测试拓扑结构Topologies

2．单臂测试／流量压力测试One Arm Traffic testing

3．端到端测试 End－to－End Testing

4．数据锁定追踪统计

5．实时数据统计

6．基于折线图的数据趋势分析

7．基于柱状图等多种直观数据分析

8．报文捕获Capture

Specifications
支持TSN MAC的测试板卡	ODIN－1G－3S－6P－TSN 6端口千兆SFP接口，支持10／100／1000M电口或100／1000M光 ODIN－10G－5S－6P－CU－TSN 6端口万兆RJ45，支持10G／5G／2．5G／1G／100M电 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测试可遵循的规范	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	需可设置为802．1AS规范下的任意值： Master， Clock： Priority ＃1， Priority ＃2， Class， Time source， Accuracy Master， Timing： Announce interval， Sync interval Slave： Min． pdelay request interval
Sync Rate 时钟同步速率	以不同的Sync Rate（PPS）发起时钟同步，统计个从属端口的Sync Rate（PPS）
Pdelay	每个从属端口pdelay的汇总和当前的平均值、最小值、最大值（ns）统计。
NeighborRateRatio	每一个从属端口的邻居速率比的汇总和当前的平均值、最小值、最大值（％）统计。
Drift 时钟漂移	通过比较测试模块上的主时钟和从时钟，测量测试模块上的主时钟和每个从时钟之间的漂移，找到显示每个从时钟和主时钟之间差异的＂时间误差＂。为每个从属时钟汇总和当前的avg．、min．、max．（ns）＂时间误差＂。
验证各跳数之间的时钟稳定性	根据＂时间误差＂计数器，验证被测系统中跳数之间的时钟稳定性，该计数器显示每个从属时钟与测试模块上的主时钟之间的差异。汇总和当前的avg．、min．、max．（ns）每个从属时钟的＂时间误差＂汇总和当前的平均值、最小值、最大值。两个选定的从属时钟的＂时间误差＂之间的累计和当前平均值、最小值、最大值（ns）。（ns），两个选定的从属时钟的＂时间误差＂之间的平均值、最小值、最大值。
端到端测试	发送／接收同步数据包统计发送／接收pdelay数据包的统计数据发送／接收公告数据包统计
报文抓取Capture	捕获标准规则：所有的流量，FCS错误流量，过滤器匹配，或没有测试有效载荷的流量。支持导出到Wireshark进行详细分析