胡志濤

【摘要】 1588v2時鐘同步部署可有效提高無線選址成功率，降低無線選址難度。但現(xiàn)網(wǎng)建設(shè)情況的多樣性和復(fù)雜性使得1588v2時鐘同步的全網(wǎng)部署實施較為困難。針對PTN+OTN組網(wǎng)模式，可梳理為簡單樹形和分區(qū)分組兩種部署方式，實現(xiàn)1588V2時鐘同步部署的有效和高效部署。

【關(guān)鍵詞】 PTN 時鐘同步 時間同步 1588V2

一、概述

PTN （Packet Transport Network，分組傳送網(wǎng)）在實現(xiàn)傳統(tǒng)TDM、ATM等業(yè)務(wù)和高帶寬分組業(yè)務(wù)的承載時，也能實現(xiàn)時間同步信號的可靠傳送，滿足移動網(wǎng)絡(luò)特別是3G和4G網(wǎng)絡(luò)對同步的嚴(yán)格要求；時鐘同步傳送也是PTN網(wǎng)絡(luò)的重要指標(biāo)之一。

二、時鐘同步需求

同步指兩個或兩個以上隨時間變化的量在變化過程中保持一定的相對關(guān)系。時鐘同步要求主要有兩個方面：頻率同步和時間同步。PTN主要用于2G GSM基站、3G TD-SCDMA基站以及4G TD-LTE基站回傳的應(yīng)用場景，也用于重要集團客戶業(yè)務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)大客戶、WLAN等多種高質(zhì)分組業(yè)務(wù)接入和承載的應(yīng)用場景。其中PTN承載的GSM基站回傳的TDM/IP業(yè)務(wù)需要提供頻率同步信號； TD-SCDMA、TD-LTE基站回傳的業(yè)務(wù)需要提供頻率同步和時間同步信號；部分專線業(yè)務(wù)需要提供時間同步信號。

各類業(yè)務(wù)對時鐘同步的需求如表1所示：

三、PTN時鐘同步技術(shù)實現(xiàn)

3.1 PTN傳送時鐘同步優(yōu)勢

移動網(wǎng)絡(luò)基站提取同步信號源主要解決方式有兩種：碼流中攜帶穩(wěn)定的時鐘和外部 GPS+GLONASS定時基準(zhǔn)源。目前GSM基站以提取碼流中攜帶穩(wěn)定的時鐘信號為主，TD-SCDMA和TD-LTE基站以接入外部GPS源為主。

GPS天線安裝需要滿足120°的凈空要求，工程安裝有難度；且相比PTN傳送時鐘同步信號，GPS成本更高，維護更困難。

兩種方式主要特點對比如表2：

出于工程安裝，成本以及維護等綜合因素的考慮，運營商和設(shè)備商都希望能在PTN分組網(wǎng)絡(luò)上提供高精度和高穩(wěn)定度的時鐘和時間同步的解決方案。

通過PTN傳送同步信號，可避免移動網(wǎng)絡(luò)基站對GPS系統(tǒng)的依賴性，降低無線網(wǎng)絡(luò)部署難度，同時其完善的OAM能力可有效的提供整個網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。

3.2 PTN時鐘同步技術(shù)

PTN實現(xiàn)對頻率和時間同步信號的傳送，有兩類可行技術(shù)：一是基于物理層的同步技術(shù)，如G.8261的同步以太網(wǎng)技術(shù)，二是基于分組包的同步技術(shù)，如IEEE1588 V2。

1、G.8261。

同步以太網(wǎng)G.8261通過物理層串行比特流提取時鐘，可以獲得類似SDH的時鐘精度，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)時鐘同步，但無法實現(xiàn)精確時間同步。

2、IEEE1588 V2。

IEEE1588的核心思想是采用主從時鐘方式，對時間信息進行編碼，利用網(wǎng)絡(luò)的對稱性和延時測量技術(shù)，實現(xiàn)主從時間的同步。IEEE1588可以同時實現(xiàn)頻率同步和時間同步，時間傳遞的精度保證主要依賴于兩個條件一個是計數(shù)器頻率準(zhǔn)確和鏈路的對稱性。

IEEE 1588v2實現(xiàn)時間同步的過程為：（1）主時鐘的PTP應(yīng)用層向所有的從時鐘周期性的發(fā)送同步信息；（2）從時鐘記錄并存儲同步信息到達時刻，并計算出漂移量和延時；（3）從時鐘發(fā)送時鐘延時信息給主時鐘；（4）主時鐘記錄時間延時計算接收延時并發(fā)送給從時鐘。

同步系統(tǒng)采用分級傳送，由一個主時鐘將同步信息傳遞給一個或多個從設(shè)備，然后由這些從設(shè)備作為主設(shè)備傳遞給下游的一個或多個從設(shè)備。

IEEE 1588v2作為PTN關(guān)鍵技術(shù)之一，打破了分組化網(wǎng)絡(luò)無法傳送時鐘信號的歷史。支持IEEE 1588v2的新一代移動承載網(wǎng)只需要一個高精度時鐘源輸入，就可以將時鐘信號精準(zhǔn)地傳送給各個基站，實現(xiàn)全網(wǎng)基站精準(zhǔn)同步，滿足移動網(wǎng)絡(luò)特別是TD-LTE網(wǎng)絡(luò)需求。

四、PTN時鐘同步方案

城市城域網(wǎng)主要有PTN和PTN+OTN兩種組網(wǎng)方式，由骨干層、匯聚層和接入層三部分組成，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為圖1：

1588V2時鐘部署總體思路為：（1）1588V2時鐘源原則上與BITS時鐘源同節(jié)點部署。（2）純PTN組網(wǎng)，時鐘信號采取網(wǎng)內(nèi)跟蹤方式傳送。（3）PNT+OTN組網(wǎng)，骨干PTN跟蹤時鐘源信號，OTN跟蹤時鐘源或骨干PTN時鐘信號，匯聚PTN跟蹤OTN時鐘信號，接入層PTN跟蹤匯聚PTN時鐘信號。PTN時鐘同步方案要求既要滿足系統(tǒng)參數(shù)要求，也要易于實現(xiàn)、方便管理。

4.1 純PTN組網(wǎng)

純PTN組網(wǎng)采用網(wǎng)內(nèi)跟蹤方式如圖2。

4.2 PTN+OTN組網(wǎng)部署

PTN+OTN組網(wǎng)的主要特點為：（1）骨干PTN和匯聚OTN、匯聚OTN和匯聚PTN存在異廠家組網(wǎng)；（2）骨干、匯聚層規(guī)模大，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，節(jié)點間互聯(lián)多；（3）接入點至骨干PTN需經(jīng)接入層PTN、匯聚PTN、匯聚OTN多次轉(zhuǎn)接。

PTN+OTN組網(wǎng)同步方案思路的主要有簡單樹形部署和分區(qū)分組部署，如圖3。

簡單樹形方案時鐘路由為：時鐘源→時鐘節(jié)點骨干PTN →調(diào)度環(huán)骨干PTN→匯聚OTN→匯聚PTN→接入PTN→移動網(wǎng)絡(luò)基站。

簡單樹形方案建設(shè)規(guī)模小、易于實現(xiàn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，時鐘路由規(guī)劃困難；且多場景存在異廠家對接，系統(tǒng)可靠性不高，維護困難。時鐘路由骨干層跳數(shù)較多，全網(wǎng)時鐘路由較長，不適于大型城域網(wǎng)。

分區(qū)分組方案時鐘路由有三種：（1）時鐘源→骨干PTN→樓內(nèi)PTN；（2）時鐘源→骨干PTN→匯聚PTN→接入PTN→移動網(wǎng)絡(luò)基站； （3）時鐘源→匯聚OTN→接入PTN→移動網(wǎng)絡(luò)基站。

分區(qū)分組方案通過設(shè)置多對時鐘源節(jié)點，有效的實現(xiàn)了時鐘同步網(wǎng)的分域設(shè)置和管理。各域內(nèi)組織同步方案，規(guī)劃方案簡單，且時鐘路由骨干層節(jié)點數(shù)少，適合大型城域網(wǎng)部署。

4.3 方案在現(xiàn)網(wǎng)中的應(yīng)用

三種方案針對不同網(wǎng)絡(luò)類型，有效實現(xiàn)了PTN時鐘同步部署，但三者組網(wǎng)模式差別較大，其特點對比如表3：

在PTN+OTN組網(wǎng)中，分區(qū)分組方案采用分區(qū)分組管理，雖建設(shè)成本和部署難度有所增加，但有效的解決了大型城域網(wǎng)PTN骨干層網(wǎng)絡(luò)規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題；且通過多時鐘節(jié)點部署，明顯減少了時鐘路由中骨干層節(jié)點數(shù)，降低全網(wǎng)規(guī)劃和部署難度，適用于大型城市城域網(wǎng)時鐘同步傳送。

簡單樹形方案建設(shè)成本小，網(wǎng)絡(luò)層次少，在骨干層規(guī)模較小時部署實現(xiàn)簡單，適用小型城域網(wǎng)時鐘同步傳送。

五、總結(jié)

隨著4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的進入高峰期，無線站址需求也越來越大，選址難度越來越高，移動網(wǎng)絡(luò)對基于時鐘同步傳送的同步方案需求越來越迫切。純PTN方案、簡單樹形方案和分區(qū)分組方案部署策略各有特點，都能通過PTN有效的實現(xiàn)同步時鐘的全網(wǎng)傳送，但適用網(wǎng)絡(luò)差異較大，各地市可根據(jù)城域網(wǎng)實際情況，選擇上述三種方案中適合自己的方案或組合方案進行建設(shè)。