YDT 4504-2023超高精度时间同步接口要求

ICS33.040.20Vlanflowtables发

CCSCCM33

\YD

中华人民共和国通信行业标准

YD/T××××—××××

超高精度时间同步接口要求

Technicalrequirementsforinterfacesofultra-highprecisiontime

synchronization

（报批稿）

××××-××-××发布××××-××-××实施

中华人民共和国工业和信息化部发布

YD/T××××—××××

前言

本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国通信标准化协会提出并归口。

本文件起草单位：中国移动通信集团有限公司、中兴通讯股份有限公司、中国信息通信研究院、华

为技术有限公司、中国信息通信科技集团有限公司、上海诺基亚贝尔股份有限公司。

本文件主要起草人：韩柳燕、陆荣舵、李晗、何力、罗彬、缪新育、吕京飞、陈朝辉、马欣。

II

YD/T××××—××××

超高精度时间同步接口要求

1范围

本文件规定了超高精度PTP接口的基本功能、封装处理、协议模式、协议字段、最佳主时钟算法，

1PPS输出接口的物理接口要求、秒脉冲要求等。

本文件适用于具有超高精度时间同步接口的时间同步设备、传输承载设备及同步网络的研发、测试

和应用。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

YD/T2375-2019高精度时间同步技术要求

YD/T2879-2015基于分组网络的同步网操作管理维护（OAM）技术要求

YD/T3075-2016高精度时间同步互通技术要求和测试方法

ITU-TG.703（2016）分层数字接口的物理电气特性（Physical/electricalcharacteristicsofhierarchical

digitalinterfaces）

ITU-TG.781基于物理层的频率同步层功能（Synchronizationlayerfunctionsforfrequency

synchronizationbasedonthephysicallayer）

IEEE802.3IEEE以太网标准(StandardforEthernet)

IEEE1588-2008网络测量和控制系统的精密时钟同步协议（IEEEStandardforaPrecisionClock

SynchronizaitonProtocolforNetworkedMeasurementandControlSystems）

3术语和定义

本文件没有需要界定的术语和定义。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

1PPS秒脉冲（OnePulsePerSecond）

AM对齐标识（AlignmentMarker）

BC边界时钟（BoundaryClock）

BMC最佳主时钟（BestMasterClock）

CRC循环冗余校验（CyclicRedundancyCheck）

DA目的地址（DestinationAddress）

E2E端到端（EndtoEnd）

FCS帧校验序列（FrameCheckSequence）

1

YD/T××××—××××

FlexE灵活以太网（FlexEthernet）

MAC媒体存取控制（MediaAccessControl）

MTN城域传送网（MetroTransportNetwork）

OC普通时钟（OrdinaryClock）

P2P对等（PeertoPeer）

PHY物理层（Physicallayer）

PMA物理媒质适配层（PhysicalMediumAttachment）

PTP精确时间协议（PrecisionTimeProtocol）

SA源地址（SourceAddress）

SC同步配置（SynchronizationConfiguration）

SSM同步状态消息（SynchronizationStatusMessage）

TLV类型、长度、内容（Type，Length，Value）

VLAN虚拟局域网（VirtualLocalAreaNetwork）

WTR等待恢复时间（WaittoRestore）

5概述

超高精度时间同步接口是指同步精度优于YD/T2375-2019所规定的±30ns时间同步精度设备的接口。

超高精度时间同步包括四种类型的同步接口：

a)带内PTP同步接口：该类接口同时作为业务接口，PTP报文与业务在该接口中混传。

b)专用PTP同步接口：该类以太网接口专门用于传送PTP报文，不在其中传递业务，如需要，该

接口可以同时用于传递网管、监控等信息。

c)1PPS输出接口：该类接口专门用于同步性能的测试。

d)1PPS+ToD接口：该类接口专门用于时间同步传递和测试。

各类型设备具备的接口类型如下：

a)超高精度时间同步设备：具备专用PTP同步接口和1PPS输出接口，可选具备1PPS+ToD接口。

b)超高精度传输承载设备：具备带内PTP同步接口和1PPS输出接口，可选具备专用PTP同步接口

和1PPS+ToD接口。

各类型设备应具备的超高精度同步接口类见图1，其中图1c）为超高精度同步网与高精度同步网混

合组网示意图，包括各设备之间的连接接口类型的示意。

卫星接收

专用PTP同步接口

超高精度1PPS输出接口

时间同步设备

1PPS+ToD接口(可选)

a）超高精度时间同步设备的超高精度同步接口类型

2

YD/T××××—××××

带内PTP同步接口带内PTP同步接口

专用PTP同步接口（可选）超高精度专用PTP同步接口（可选）

传输承载设备

1PPS+ToD接口（可选）1PPS输出接口

b）超高精度传输承载设备的超高精度同步接口类型

c）组网示意图

图1各类型设备具备的超高精度同步接口类型

6带内PTP同步接口

6.1PTP接口基本功能

物理接口类型包括GE光口、10GE、25GE、50GE、40GE、100GE、200GE、400GE等各种以太网接

口以及50G、100G、200G、400G等MTN/FlexE接口。时间同步信息根据PTP协议通过这些以太网接口/

MTN/FlexE接口进行传递。

6.2PTP接口封装和处理

3

YD/T××××—××××

6.2.1以太网接口

PTP报文封装应符合YD/T3075-2016第5.1.3节要求。

6.2.2MTN/FlexE接口

PTP报文通过MTN/FlexE开销方式承载，MTN/FlexE开销帧结构中第6行的完整66Bblock用于同步

报文填写，采用MTN/FlexE复帧方式对PTP报文进行传输。MTN/FlexE开销帧结构第1行66Bblock中的

SC比特用于指示该MTN/FlexEPHY是否支持同步信息传送。

MTN/FlexEGroup支持绑定多个物理PHY层链路，PTP报文在MTN/FlexEGroup的第一个物理PHY

的开销中进行传递，SC比特默认设置为1（支持同步传送）。当检测到用于传输同步信息的PHYnumber

号为最小的物理PHY链路失效时，将所述同步信息按照原MTN/FlexEGroup链路编号顺序依次倒换至其

他有效PHY链路进行传输，倒换至的PHY链路将SC比特设置为1。当原groupPHYnumber号为最小的物

理PHY链路恢复正常时，同步信息倒换回第一个物理PHY链路传送。同步信息通过同一个MTN/FlexE

Group中不同物理PHY链路传送时，同步信息中携带的源端口ID应填写一样的数值。接收端等待该

MTN/FlexEGroup倒换至有效PHY传递同步信息期间，不倒换至跟踪该Group以外的其他端口。

频率同步倒换回第一个物理PHY链路时，WTR的设置规则应满足ITU-TG.781中相关规定。在发生

多次倒换时，WTR应独立设置。在第一个物理PHY链路恢复的WTR期间，第一个PHY链路应首先恢复

传送SSM信息（SC设置为1）。

在MTN/FlexE开销中传送的PTP报文应支持完整的以太网封装方式，包括前导码和MAC封装，具体

封装方式满足本文件第6.2.1节要求。

PTP时间戳以PTP报文前导码所在的MTN/FlexE复帧开销的帧头经过打戳平面时的时间作为PTP时

戳。即以PTP报文前导码所在的MTN/FlexE通道复帧开销的帧头作为消息时戳点，当发送端在打戳平面

识别到并处理PTP报文的消息时戳点时，生成发送时间戳并作为PTP报文的发送时间戳写入该通道复帧

开销的PTP报文中；在接收端对PTP报文进行识别，当在打戳平面识别到复帧开销的消息时戳点时，记

录识别到消息时戳点的接收时间戳，作为该复帧开销中承载的PTP报文的接收时间戳。

PTP时间戳的打戳平面应处在PHY的AM、PMA子层或更低子层。

如果MTN/FlexE接口一个物理PHY内部如果存在多个Lane，PTP报文打戳需要多Lane之间的延时对

齐，以延时最长（最晚到达）的Lane的PTP时戳为准。

MTN/FlexE接口开销格式（以100GMTN/FlexE实例为例）见图2。

4

YD/T××××—××××

比特位

块#SH0123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263

OMF

RPF

1100x4BCSCMTN/FlexE组号0x50x000_0000

201CMTN/FlexE位图MTN/FlexE实例号保留

301C客户时隙配置A客户时隙配置BCRCA保留CRC-16

4ss

管理通道(2个66B块)

5ss

6ss管理通道/同步信息通道（1个66B块）

7ss

管理通道（2个或3个66B块）

8ss

0位图(0-7)客户时隙配置Aslot0客户时隙配置Bslot0

160位图(8-15)客户时隙配置Aslot1客户时隙配置Bslot1

开销帧●●●●●●●●●

0位图(120-127)客户时隙配置Aslot15客户时隙配置Bslot15

1位图(128-135)客户时隙配置Aslot16客户时隙配置Bslot16

●●●●●●●●●

161位图(151-159)客户时隙配置Aslot19客户时隙配置Bslot19

开销帧1位图(160-167)保留保留

●●●●●●●●●

1位图(248-255)保留保留

C=时隙配置使用指示MTN/FlexE位图=按比特位指示MTN/FlexE组内实例编号

OMF=开销复帧指示MTN/FlexE实例号=组内MTN/FlexE实例编号

RPF=远端PHY故障MTN/FlexE组号

SC=同步配置保留

CR=时隙配置切换请求管理通道

CA=时隙配置切换响应CRC-16校验

ss=有效同步头比特(01or10)同步信息通道

图2100GMTN/FlexE实例开销格式

6.3超高精度PTP协议

6.3.1PTP时钟和协议模式

超高精度时间服务器应支持OC模式，可选支持BC模式。

超高精度传输承载设备应支持BC、OC模式。

超高精度协议应支持two-step模式，可选采用one-step模式发送PTP报文。one-step模式和two-step模

式应符合IEEE1588-2008规定。

设备PTP接收端口接收处理PTP报文时，应能够自适应one-step、two-step模式。

设备应支持PTP组播模式，单播可选。

6.3.2PTP报文类型和发包速率

设备应支持以下PTP协议报文：

a)Sync；

b)Follow_Up；

c)Delay_Req；

d)Delay_Resp；

e)Announce。

PTP报文发包速率可配，发包速率配置范围和默认发包速率见表1。

表1PTP报文发包速率配置范围和默认发包速率

可配发包速率默认发包速率

序号报文名称

HzHz

1Sync1/2～64a16

2Delay_Resp1/2～64a16

3Announce1/16～168

5

YD/T××××—××××

a50GEMTN/FlexE接口由于PTP所在开销带宽限制，可配发包速率为1/2Hz～32Hz。

Follow-Up报文发包速率需与Sync报文保持一致，Delay_Req报文发包速率需与Delay_Resp保持一致。

6.3.3PTP最佳主时钟算法

本地时钟通过BMC算法来决策哪个时钟是最好的，并据此来决定端口的下一个状态值。在PTP域

中每个时钟独立运行BMC算法。BMC算法包含两部分算法构成，即数据集比较算法和端口状态决策算

法。

a）数据集比较算法：比较算法状态机见图和图。

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

图3数据集比较算法–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

图4数据集比较算法–第2部分

8

YD/T××××—××××

本文件描述中涉及的Protocoltype1和Protocoltype2定义如下：

1)Protocoltype1：指的是在本文件之前应用的PTP报文协议（PTP报文头中PTPprofileSpecific1

和profileSpecific2均填写为FALSE，没有携带本文件第6.3.4节规定的链路精度指示TLV）。

2)Protocoltype2：指的是在本文件规定的PTP报文协议（PTP报文头中PTPprofileSpecific1填写

为FALSE，PTPprofileSpecific2填写为TRUE，且携带有本文件第6.3.4节规定的链路精度指

示TLV）。

其中数据集比较算法中的LinkAccuracy（链路精度）根据中间节点跳数以及每跳设备精度计算得出。

对于Protocoltype1的设备，本文件以设备每跳默认精度为30ns为例。对于Protocoltype2的超高精度设

备，本文件以设备每跳精度为5ns为例。Protocoltype2超高精度设备的跳数在PTPAnnounce报文的链路

精度指示TLV中携带（参见本文件第5.3.4节）。Protocoltype1设备跳数可以根据PTP报文携带的总跳数

（stepsRemoved值）减去Protocoltype2超高精度设备跳数（TLV中携带）获得。例如，总同步跳数为N，

Protocoltype2设备跳数为M，则路径上Protocoltype1设备跳数为N-M。该路径的LinkAccuracy计算方法

为：

LinkAccuracy=Protocoltype2超高精度设备跳数×Protocoltype2超高精度设备精度+（总同步跳数

-Protocoltype2超高精度设备跳数）×Protocoltype1设备精度，即

LinkAccuracy=M×5ns+(N-M)×30ns

b）端口状态决策算法：用于决策每个端口的推荐状态。决策算法状态机见图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

图5端口状态决策算法状态机

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YD/T××××—××××

当Ebest不是在端口r上接收得到的，则根据Erbest是否为Protocoltype1还是Protocoltype2设备，依据

如下方案进行端口状态决策：

1)如果Erbest为Protocoltype1，则不管Ebest选出的是Protocoltype1还是Protocoltype2，均根

据EbestProtocoltype1的子集部分（Ebestsubset）与Erbest比较来决策Passive端口。Ebestsubset

指的是不考虑链路精度指示TLV以及LinkAccuracy等的传统PTP协议子集。且Ebestsubset与

Erbest比较时按照图中两者均为Protocoltype1的步骤进行比较。如果比较结果不为“Ebestsubset

betterthanErbest”，则该端口r决策为Passive状态；

2)如果Erbest为Protocoltype2，则根据E’best和Erbest的比较来决策Passive端口。其中E’best指

的是该设备输出的数据集，也就是Ebest再加上本节点信息之后更新的数据集。如果比较结果

为“E'bestbetterthanErbestorbetterbytopologythanErbest”，则该端口r决策为Master状态，否则

该端口决策为Passive状态。

6.3.4PTP协议字段要求

PTP报文头各字段填写见表2的具体要求。

表2PTP报文头各字段的要求

字段名含义填写要求

transportSpecific下一层传送协议类型当采用IEEE802.3所规定的以太封装时，全部填充0

messageTypePTP报文类型根据具体PTP报文类型填写，符合IEEE1588-2008要求

versionPTPPTP协议版本IEEE1588协议版本：填写2。

messageLength报文长度根据各类型PTP报文长度填写，包括报文头、报文净荷、

报文扩展字段的总长度，如果没有扩展字段以净荷最后一

个字节为结束，单位是字节

domainNumber时间域号取值范围依据IEEE1588-2008

flagField标识域见表3

correctionField时间修正域根据节点内部处理方式填写（例如填写节点内部的驻留时

间和不对称延时）

sourcePortIdentity源端口ID发送端应按照实际发送端口ID填写，应为非全0全1的合

法ID

sequenceId报文序列ID根据报文顺序发送的当前序列号填写

controlFieldIEEE1588-2008版本描述根据具体PTP报文类型填写，符合IEEE1588-2008要求

报文类型的字段

logMessageInterval报文的发送间隔除了Announce、Sync、Follow_up和Delay_Resp报文，其

他类型报文填写0x7F。对于组播封装，Announce、Sync、

Follow_Up、Delay_Resp应按照端口实际发包速率填写，

设备默认发包速率应符合表1要求。

PTP报文头中flagField字段各参数见图6，填写见表3的具体要求，预留（Reserved）的比特默认填写

为FALSE。表3中，有些比特位的定义只适用于部分PTP消息类型，对于不适用的其他PTP消息类型的该

比特填写为FALSE。

11

YD/T××××—××××

高比特位低比特位

0低

位

76543210字

节

PTPprofilePTPprofilealternateMas

ReservedReservedReservedunicastFlagtwoStepFlag

Specific2Specific1terFlag

1

高

76543210

位

frequencyTraceacurrentUtcOffse字

ReservedReservedtimeTraceableptpTimescaleleap59leap61

bletValid节

图6PTP报文头flagField字段参数

表3PTP报文头flagField字段的要求

字节Bit报文类型名称描述填写要求

00An