王玉軍

（民航華北空管局，北京100621）

1 概述

隨著TETRA 數(shù)字集群專用移動通信系統(tǒng)在國內(nèi)的迅猛發(fā)展，已建的TETRA 集群網(wǎng)絡(luò)越來越多，而精確同步是Tetra 數(shù)字集群系統(tǒng)交換機、基站等核心網(wǎng)元正常工作的基礎(chǔ)，也是網(wǎng)絡(luò)輔助元素如計費、錄音、網(wǎng)管等正常工作的前提。如何實現(xiàn)TETRA 網(wǎng)絡(luò)同步正是本文研究的課題。

2 NTP 時間同步的原理及可靠性分析

NTP（Network Time Protocol）是工作于應(yīng)用層，用于互聯(lián)網(wǎng)時間同步標(biāo)準(zhǔn)。

它根據(jù)Client Server 的往返報文來確定時鐘的差值和報文在網(wǎng)絡(luò)中的延遲[1]。

根據(jù)圖NTP 協(xié)議的C/S 模型定義：

T1client 發(fā)送查詢請求信息包時間，T2server 收到查詢請求信息包時間

T3server 回復(fù)時間信息包時間，T4client 收到時間信息包時間

δ1：從client 發(fā)送時間報文到serve 的路徑延遲

δ2：從serve 發(fā)送時間報文到client 的路徑延遲

θ：從serve 到client 時鐘時間偏差。

根據(jù)圖1 可以列出如下等式：

若假設(shè)從client 到serve 的路徑延遲和從client 到serve 的路徑延遲是一樣的，則：

由（5）可知，時偏θ 可以由T1，T2，T3，T4四個時刻的值得到，即時偏θ 只與T1-T2和T3-T4有關(guān)，與服務(wù)器處理請求所需要的時間無關(guān)。但是當(dāng)服務(wù)器和客戶端之間增加交換機和操作系統(tǒng)運行服務(wù)器和客戶端時，通常會產(chǎn)生一個延遲函數(shù)，相關(guān)數(shù)據(jù)表明，該值windows 下延遲5ms，linux 系統(tǒng)一般會延遲1ms。

3 TETRA 集群網(wǎng)絡(luò)對時間精度的要求

小型TETRA 集群網(wǎng)絡(luò)中對時間精度要求不高，一般要求不大于500ms。當(dāng)集群網(wǎng)絡(luò)較大時，除基站要求載頻和時間基準(zhǔn)時間共用一個時鐘源，且頻率容差要求±0.1x10-6外[2]，還因涉及跨交換機通信，交換機單元如No.7 信令等為了避免信令失序，也要求信令流的時間同步精度不大于100ms。TETRA 集群屬于專網(wǎng)性質(zhì)，鏈路多為自建或者直連，不具備公網(wǎng)SDH 傳輸網(wǎng)絡(luò)的定時功能，所以高精度的時鐘源和精確的傳遞手段是必要的。

TETRA 集群網(wǎng)絡(luò)的同步多為“主從同步”方式，考慮到交換機、基站OXCO 晶振老化問題，主時鐘源一般采用GPS 時鐘，傳遞采用NTP 方式進行網(wǎng)絡(luò)同步。

4 TETRA 網(wǎng)絡(luò)時間同步的實現(xiàn)

TETRA 集群網(wǎng)絡(luò)核心交換機一般設(shè)有默認關(guān)閉SNTP 客戶端和SNTP/NTP 服務(wù)器。

因此只需將GPS 信號通過NTP server 傳遞給其他交換機、以及其他網(wǎng)絡(luò)元素即可實現(xiàn)同步。

4.1 Liunx 系統(tǒng)下配置NTP 服務(wù)器

（1）安裝NTP 服務(wù) yum install ntp -y。

（2）查看NTP 服務(wù)器當(dāng)前狀態(tài) ntpq -p。

（3）查看NTP 配置文件 vim/etc/ntp.conf;配置信息如表1。

driftfile/var/lib/ntp/drift 訪問上級時間服務(wù)器需要的時間,記錄于drift 文件內(nèi) restrict default kod nomodify notrap nopeer noquery 拒絕IPv4 問ntpserver訪問權(quán)限 restrict -6 nomodify notrap nopeer noquery 拒絕IPv6 問ntpserver訪問權(quán)限 restrict192.168.0.3 開放當(dāng)前節(jié)點服務(wù)器 權(quán)限 restrict 127.0.0.1 開啟內(nèi)部遞歸網(wǎng)絡(luò)接口 restrict 192.168.0.2 mask 255.255..255.0 nomodify notrap 在內(nèi)部子網(wǎng)的客戶端里進行網(wǎng)絡(luò)校時,但不能修改NTP 服務(wù)參數(shù) Server 192.168.0.3 上級參考時間服務(wù)器

（4）排查配置文件注釋cat/etc/ntp.conf|grep -v"^#"。

（5）設(shè)置當(dāng)前節(jié)點服務(wù)器及同網(wǎng)段客戶端的網(wǎng)關(guān)、子網(wǎng)掩碼。

（6）修改NTP 服務(wù)器上級服務(wù)器及本地服務(wù)器設(shè)備本地同步服務(wù)器 sever 127.0.0.1 若無法與外網(wǎng)同步，需注釋掉0～3server。

若同步的節(jié)點較多，還需要設(shè)置服務(wù)器stratum，局域網(wǎng)內(nèi)一般設(shè)為10，如fudge 127.0.0.1 stratum 10，重啟service ntpd restart。

4.2 TETRA 集群網(wǎng)絡(luò)錄音、網(wǎng)管、計費等系統(tǒng)多為CS 模式，服務(wù)器與客戶端操作系統(tǒng)多不相同，所以一般需要配置windows NTP sever。

（1）修改注冊表項里NTP Server，將NtpServer Enabled 設(shè)定為1。

（2）修改注冊表W32Time-＞Config -＞AnnounceFlags 設(shè)定為5。

（3）禁用防火墻或設(shè)置例外，UDP 123 端口。

（4）運行services.msc，將Windows Time 服務(wù)設(shè)置成自動（延遲啟動）。

（5）重啟動校時服務(wù)運行net stop w32time && net start w32time。

4.3 配置DXTA 交換機：ZDCW:1:""; "" 內(nèi)為NTP severIP地址。

4.4 DXTA 交換機下確認NTP 服務(wù)同步啟用：ZDCP; 時間同步成功后對應(yīng)的IP 地址前標(biāo)*號。

4.5 將其他網(wǎng)元同步于DXTA 交換機。

5 結(jié)論

5.1 NTP 網(wǎng)絡(luò)時間同步的時間同步精度在5ms 左右，主要誤差包括：

（1）因NTP 是一種基于應(yīng)用層的時間協(xié)議，所以時間戳的位置打在應(yīng)用層，受協(xié)議棧緩存的影響，往往不能在報文到來時及時打戳。

（2）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸時延的不確定性及鏈路的不對稱性。

5.2 在配置NTP 服務(wù)器時，一般需要通過/etc/init.d/iptables stop 先將防火墻關(guān)閉，否則可能出現(xiàn)無法同步情況。

5.3 NTP 基于應(yīng)用層工作，所以它同步的時間往往是系統(tǒng)時間。若要同步硬件BOIS，服務(wù)器liunx 下的/etc/sysconfig/ntpd文件中，修改SYNC_HWCLOCK=YES。