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技术文章

无线移动业务系统网络时间同步

点击次数:213 发布时间:2011-7-21


       随着各大运营商3G业务的不断深入开展和LTE时代的开启,无线移动业务的时间同步问题/不断凸显。
 
        在以往的移动网络中,所有时间同步/都采用基站直接外挂GPS接收器的方式,由接收器接收GPS系统提供的时间信息来实现所有基站的时间同步。目前的3G网络大部分采用基站直接外挂GPS接收器的方式解决基站时间同步问题,但此方式已经暴露出的一些较为严重的问题,如:建设成本较高,大规模建设3G基站时需要大量GPS接收器,直接导致建网成本过高;GPS接收天线安装施工困难,GPS接收天线安装要满足120度净空要求,这对于安装和选址提出了较高要求,尤其是室内覆盖站选址非常困难;GPS系统存在安全隐患,GPS资源受制于人,存在资源使用安全隐患。因此我们考虑采用地面时间同步系统,通过时间同步协议为无线侧提供时间同步,取代基站外挂GPS接收器的方式。目前,能够提供次微秒级时间同步的协议只有IEEE1588v2。
        当前对于无线移动IP化多业务的承载,需要一种能够满足承载分组业务及多业务,并能够提供电信级OAM、QoS、同步机制、兼容方案、完善保护方案、构建智能化网络平台等要求的承载技术。对于上述要求只有PTN能够*,PTN无疑是*无线移动IP化多业务的承载技术。
        因此,在采用PTN网络承载移动业务的同时,将1588v2技术移植到PTN网络中,则可以把基准参考时钟,如GPS接收器,上移到RNC侧,只需要RNC侧设置主备GPS接收器,充分利用1588v2次微秒级的精度传递实现RNC侧到各基站的同步时间分发。这样不仅能降低系统组网成本,而且也大大降低了安装维护的困难,后期北斗系统成熟,可将无线授时系统轻松从GPS切换到北斗系统完成时间资源安全系统升级。
        IEEE1588v2技术采用主从时钟方案,对时间进行编码采用握手报文传送,通过网络链路的对称补偿和延时测量技术,实现主从时钟的频率、相位和时间的同步。因此时间同步系统要完成时间同步,首先要完成频率同步。目前在分组网络中完成频率同步有多种方式如:同步以太、IEEE1588v2等。从应用效果上来看,从IEEE 1588v2报文中恢复频率定时效果不如同步以太方式稳定,而且从IEEE 1588v2报文中恢复频率定时增加了承载系统带宽的占用和处理的难度,承载网络处于拥塞状态会影响其频率精度。因此目前完成频率同步优选采用同步以太的方式。目前主流的PTN厂家均通过采用同步以太网技术和IEEE1588v2来解决网络中的频率同步和时间同步问题。同步以太技术可以很好的支持频率同步,通过以太物理层PHY实现同步,实现方式类似于传统的SDH网络,因此它不会受网络高层协议带来的延时影响,只要物理连接存在就可以实现同步,很好的满足了传送频率同步的需求,但是不能传递时间同步信息。IEEE 1588v2可以很好地支持时间同步,独立于物理层,通过在报文中加入时间标签来传递同步信息。

        GPS或时间服务器将时间同步/信息提供给RNC和PTN核心节点,PTN节点采用BC(BoundaryClock边界时钟)模式同步于上一节点,PTN网络采用同步以太(频率同步)加1588v2的方式实现全网高精度的时间同步。当PTN网络中间节点发生故障时,BC模式支持1588v2时间同步信息的保护倒换,保障全网的时间同步不受影响。可采用主备时间源方式,实现时间源的保护,当主用时间源故障时,PTN设备将切换到备用时间同步路由,保障全网时间同步。本地时钟通过BMC算法(BestMaster Clock Algorithm-简称BMC算法)来决策时钟的选择。
        作为本地网,时间同步/网不建议进行分层,分层会大量增加配置的复杂性。时间同步网络中,时间源设置不同优先级,时间源接入点设置在核心层,同步节点尽量配置多个1588接口以增加节点同步可靠性。

        时间源尽量处于网络中心位置,时间同步链路尽可能短,尽可能规划保护路径。时间同步网络中部署两个时间服务器,下游都可以获取时间主备用。一般建议在核心层部署一主一备两个时间服务器。

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