GPTP Media-dependent layer speci

Overview

主要介绍三点：

1. propagation delay的计算，使用的是PTP peer delay protocol，与1588无太大区别。
2. 发送synchronization information，用到了PTP messages Sync、Follow-up。
3. 整个MD entity model的概览。

Propagation delay measurement

Propagation delay measurement using peer delay mechanism

一般，mean propagation delay的算式为：D = ((t4-t1)-(t3-t2))/2
其中，t1，t4是在initiator中测量出的，t2，t3是在responder中测量出的。
如果propagation delay的计算需要以responder time base为基准，则上面算式中的(t4-t1)需要乘上responder相对于initiator的rate ratio。同理，如果以initiator time base为基准，或者以grandmaster time base为基准，都需要乘上对应的rate ratio。

Transport of time-synchronization information

Transport of time-synchronization information

此处的同步机制，在逻辑上与1588协议中的two-step，peer-to-peer，syntonized transparent clock是一样的(参考1588 11.4.5.1，11.5.1，11.5.2.2)。
也就是说，收到Sync message时，要尽快将其转发出去。同时，需要将根据peer delay mechanism算出的meanPathDelay(算的是Sync message来的那条path)，加到Follow_up的correctionField处，然后转发出去。 如果port上的delayAsymmetry知道的话，这个也需要被考虑进去。

实际上，在gptp中，boundary clock的同步机制与transparent clock的同步机制是一样的。它们之间的区别是：BC可以参加BMCA，而TC不行。

上图中，Follow_Up中的包含grandmaster发送此synchronization information的时间。这个field没有下标，因为无论传到哪，这个值都不会变。
包含了与preciseOriginTimestamp之间的差。
是grandmaster与i-1的localclock之间frequency的比值。

当收到Sync message的时候，它记录下，接着它收到了Follow-Up。
然后在时将Sync message发出。接着它要计算。计算这个值并不是简单地将减去preciseOriginTimestamp就好了，因为clock之间的rate不一致。正确的计算方法为将下面两个值相加：
(1). 与之间的propagation delay，以grandmaster time base为准(即考虑rate ratio)。
(2). 与的差，即residence time，也以grandmaster time base为准。

接下来计算发送时，的local time。它相当于MDSyncReceive结构中的upstreamTxTime，等于减去link propagation delay(以的time base为准)。
其中，link propagation delay由以下两个值相加得出：
(3). neighborPropDelay（以对端的clock time base为准的propagation delay，应该就是在对端测出的）除以neighborRateRatio（对端的clock rate相对于本端clock rate的比值）。
(4). delayAsymmetry（见10.2.4.8和8.3）除以。

upstreamTxTime的计算是在setMDSyncReceive()中完成的。当向发送Sync message的时候，它计算以grandmaster time base为准的link propagation和residence time之和，即
(5).

从这里可以看出，

(5)的结果加上，得到。这些计算是在setFollowUp()函数的MDSyncSendSM state machine里完成的。被放入Follow_Up中并发送出去。

而所谓的Synchronized time，就是preciseOriginTime + correctionField。

其实，mean propagation delay不管以grandmaster time base为准，还是以本端或者对端的clock time base为准，它们之间的差距都可以忽略不计。link delay asymmetry其实误差也不大。差距比较大的应该在residense time上，因为它一般时间较长。

这么说，上面的计算，逻辑上可以简化一些。中引入的correction就是
upstreamTxTime PropagationDelay

之所以说gptp中的同步和1588中的transparent clock很像，是因为在1588中，诸如boundary clock，都是把synchronized time给保存到preciseOriginTimestamp中的(除了纳秒部分)，而transparent clock则是保持原有preceseOriginTimestamp不变，将更新的部分都放到correctionField中。

Model of operation
一个time-aware system的每个port都包含一个MD entity。此entity种包含了对所有media通用的function，也包含了只对特定media可用的function。下面介绍针对Ethernet full-duplex, point-to-point link的functions。

Model for time-aware system with full-duplex, point-to-point links

根据8.4.3和11.3.2.1，event messages在经过timestamp measurement plane（位于MD entity中）时被打上一个ingress/egress MeasuredTimestamp，在经过reference plane（用于划分time-aware system和media的界限）时，算出ingress/egress Latency。根据这两个值，最后得出ingress/egress Timestamp。

State machines for MD entity specific to full-duplex, point-to-point links

每一个port都有一个state machine，因为每一个state machine都对应一个MD entity。 state machine有如下这些：

1. MDSyncReceiveSM：接收Sync, Follow_Up，将其中的time-synchronization information提取出来并传给PortSync entity。
2. MDSyncSendSM：从PortSync entity接收MDSyncSend structure，发送Sync message，用校正过egressLatency的<syncEventEgressTimestamp>和MDSyncSend structure，计算出Follow_up中需要的数据，并发送Follow_Up。
3. MDPdelayReq：发送Pdelay_Req，接收对应的Pdelay_Resp和Pdelay_Resp_Follow_Up。用接收的message中的信息计算出对端clock frequency 和本端clock frequency 的比值，并用此rate ratio计算出此link的propagation delay。
4. MDPdelayResp：接收对端传来的Pdelay_Req，回应Pdelay_Resp和Pdelay_Resp_Follow_Up。
5. LinkDelaySyncIntervalSetting state machine：接收携带Message Interval Request TLV(见10.5.4.3)的Signaling message，根据其中的信息，设置控制Sync和Pdelay_Req发送间隔的全局变量。

Detail of MD entity time-synchronization state machines for full-duplex, point-to-point links Peer delay mechanism state machines—overview and interrelationships