本文主要介紹在無線移動業務運營中,時間同步解決方案。其中重點介紹采用PTN承載無線移動業務時間同步解決方案及當前的應用說明
隨著各大運營商3G業務的不斷深入開展和LTE時代的開啟,無線移動業務的時間同步問題不斷凸顯。
在以往的移動網絡中,所有時間同步都采用基站直接外掛GPS接收器的方式,由接收器接收GPS系統提供的時間信息來實現所有基站的時間同步。目前的3G網絡大部分采用基站直接外掛GPS接收器的方式解決基站時間同步問題,但此方式已經暴露出的一些較為嚴重的問題,如:建設成本較高,大規模建設3G基站時需要大量GPS接收器,直接導致建網成本過高;GPS接收天線安裝施工困難,GPS接收天線安裝要滿足120度凈空要求,這對于安裝和選址提出了較高要求,尤其是室內覆蓋站選址非常困難;GPS系統存在安全隱患,GPS資源受制于人,存在資源使用安全隱患。因此我們考慮采用地面時間同步系統,通過時間同步協議為無線側提供時間同步,取代基站外掛GPS接收器的方式。目前,能夠提供次微秒級時間同步的協議只有IEEE1588v2。
當前對于無線移動IP化多業務的承載,需要一種能夠滿足承載分組業務及多業務,并能夠提供電信級OAM、QoS、同步機制、兼容方案、完善保護方案、構建智能化網絡平臺等要求的承載技術。對于上述要求只有PTN能夠*,PTN無疑是*無線移動IP化多業務的承載技術。
因此,在采用PTN網絡承載移動業務的同時,將1588v2技術移植到PTN網絡中,則可以把基準參考時鐘,如GPS接收器,上移到RNC側,只需要RNC側設置主備GPS接收器,充分利用1588v2次微秒級的精度傳遞實現RNC側到各基站的同步時間分發。這樣不僅能降低系統組網成本,而且也大大降低了安裝維護的困難,后期北斗系統成熟,可將無線授時系統輕松從GPS切換到北斗系統完成時間資源安全系統升級。
IEEE1588v2技術采用主從時鐘方案,對時間進行編碼采用握手報文傳送,通過網絡鏈路的對稱補償和延時測量技術,實現主從時鐘的頻率、相位和時間的同步。因此時間同步系統要完成時間同步,首先要完成頻率同步。目前在分組網絡中完成頻率同步有多種方式如:同步以太、IEEE1588v2等。從應用效果上來看,從IEEE 1588v2報文中恢復頻率定時效果不如同步以太方式穩定,而且從IEEE 1588v2報文中恢復頻率定時增加了承載系統帶寬的占用和處理的難度,承載網絡處于擁塞狀態會影響其頻率精度。因此目前完成頻率同步優選采用同步以太的方式。目前主流的PTN廠家均通過采用同步以太網技術和IEEE1588v2來解決網絡中的頻率同步和時間同步問題。同步以太技術可以很好的支持頻率同步,通過以太物理層PHY實現同步,實現方式類似于傳統的SDH網絡,因此它不會受網絡高層協議帶來的延時影響,只要物理連接存在就可以實現同步,很好的滿足了傳送頻率同步的需求,但是不能傳遞時間同步信息。IEEE 1588v2可以很好地支持時間同步,獨立于物理層,通過在報文中加入時間標簽來傳遞同步信息。
采用PTN網絡構建時間同步網絡如下圖所示:
GPS或時間服務器將時間同步信息提供給RNC和PTN核心節點,PTN節點采用BC(BoundaryClock邊界時鐘)模式同步于上一節點,PTN網絡采用同步以太(頻率同步)加1588v2的方式實現全網高精度的時間同步。當PTN網絡中間節點發生故障時,BC模式支持1588v2時間同步信息的保護倒換,保障全網的時間同步不受影響。可采用主備時間源方式,實現時間源的保護,當主用時間源故障時,PTN設備將切換到備用時間同步路由,保障全網時間同步。本地時鐘通過BMC算法(BestMaster Clock Algorithm-簡稱BMC算法)來決策時鐘的選擇。
作為本地網,時間同步網不建議進行分層,分層會大量增加配置的復雜性。時間同步網絡中,時間源設置不同優先級,時間源接入點設置在核心層,同步節點盡量配置多個1588接口以增加節點同步可靠性。時間源盡量處于網絡中心位置,時間同步鏈路盡可能短,盡可能規劃保護路徑。時間同步網絡中部署兩個時間服務器,下游都可以獲取時間主備用。一般建議在核心層部署一主一備兩個時間服務器。
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