lte基站时间同步技术解决方案

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1、LTE基站时间同步技术解决方案LTE基站时间同步技术解决方案黄启邦中睿通信规划设计有限公司广州510630摘要:IEEE1588v2时间同步协议的成熟,为利用地面承载网传送时间同步信息创造了条件。本文首先介绍了IEEE1588v2时间同步协议、LTE网络架构、移动本地传送网的网络架构,然后介绍基于PTN和OTN传送平台的时间同步传送技术方案,解决LTE基站时间同步问题。关键词:时间同步协议;时钟同步模式;LTE网络;传送网;OTN;PTN中图分类号:G876文献标识码:A文章编号:引言:LTE无线接入技术不仅需要频率同步,

2、还需要精确的时间同步,其精度要求为3μs。一般来说,LTE网络采用基站内置GPS来实现时间同步,是最直接和最成熟的方案。但是这种方案存在故障率高、成本高、GPS天线安装寻址困难、安装工程量大、加重投资成本和维护困难等问题,越来越多的密集区域基站和室内覆盖系统进一步加剧了GPS天线部署的难度。有必要通过其他途径来解决基站的时间同步问题。基于具有IEEE1588v2时间同步协议功能的PTN和OTN传送平台,实现地面传送时间同步信息,是完美的解决方案。1IEEE1588v2时间同步协议1.1IEEE1588v2简介IEEE158

3、8协议的全称是“网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准”,是通用的提升网络系统定时同步能力的规范,使分布式通信网络能够具有严格的定时同步。基本构思是通过硬件和软件将网络设备(客户机)的内时钟与主控机的主时钟实现同步,提供同步建立时间小于10μs的运用,与IEEE1588协议的以太网延迟时间1,000μs相比,整个网络的定时同步指标有显著的改善。IEEE1588协议目前已发展到v2版本。1588v2对v1进行了完善,提高了同步的精度;引入透明时钟TC模式,包括E2E透明时钟和P2P透明时钟,计算中间网络设备引入的驻留时间,

4、从而实现主从间精确时间同步,并新增端口间延时测量机制等,通过非对称校正减少了大型网络拓扑中的积聚错误。1.2IEEE1588v2时钟同步模式1588v2有3种时钟模式:普通时钟(OC)、边界时钟(BC)和透明时钟(TC)。OC通常是网络始端或终端设备,该设备只有一个1588端口且只能作为Slave(从端口)或Master(主端口)。BC是网络中间节点时钟设备,该设备有多个1588端口,其中一个端口可作为Slave,设备系统时钟的频率和时间同步于上一级设备,其他端口作为Master,可以实现逐级的时间传递。TC是网络中间节点

5、时钟设备,可分为E2E(EndtoEnd)和P2P(PeertoPeer)两种。1.3IEEE1588v2时钟同步过程IEEE1588v2时钟同步架构如下图所示:图1IEEE1588v2时钟同步架构IEEE1588v2时钟同步过程:a.识别主时钟:对于从时钟,只有识别和获取到网络中的主时钟,才能保持和主时间和时钟同步。IEEE1588v2协议中,从时钟通过BMC(最佳时钟算法)来识别网络中的主时钟,并建立主从关系;b.主时钟将其时间和时钟同步信息通过传输网络传播给所有需要同步的网络节点;c.从节点计算它们与主时钟之间的时间

6、偏差和传输延迟,并进行对应的修正,以保持与主时钟在时间和时钟上的同步;d.重复上述操作。1.4IEEE1588v2时钟同步算法1588v2最重要的技术是BMC算法(BestMasterClockAlgorithm,最佳主时钟算法),其作用为:建立主从同步链,保证时钟路由不成环;支持多个时间源的自由选择和自动切换;主用时钟链路出现故障后,能自动快速倒换到备用时钟链路。本地时钟通过BMC算法来决策哪个时钟是最好的,并据此来决定端口的下一个状态值是Master、Slave还是Passive。在PTN中,1588v2实现时间同步主

7、要有BC和TC两种模式。2LTE网络架构LTE网络由两大部分组成:E-UTRAN和EPC。E-UTRAN由eNB构成;EPC(EvolvedPacketCore)由MME(MobilityManagementEntity)、S-GW(ServingGateway)及P-GW(PDNGateway)构成。E-UTRAN与EPC之间通过S1接口连接,E-UTRAN内各eNB之间通过X2接口连接。EPCMME/S-GWMME/S-GWS1S1S1S1X2eNBeNBE-UTRANX2X2eNB图2LTE网络架构3移动本地传送网的

8、网络架构移动本地网一般分为骨干层、汇聚层、接入层三个层级。骨干层采用OTN设备组网,汇聚层和接入层采用PTN设备组网。这种网络架构,充分利用OTN将上联业务调度至PTN所属业务落地点。在联合组网模式中,OTN不仅仅是一种承载手段,还通过其对骨干节点上联的GE/10GE业务与所属交叉落地设备之间进行调度,