1588v2技术在城域网中的应用及实现

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1、0 前言       无论是中国电信采用的CDMA2000，还是由中国移动采用的TD-SCDMA，包括未来的LTE都需要高精度的时间同步，以满足基站侧空口±3μs的同步要求。鉴于外挂GPS方案在安装条件、建设成本、维护管理及政治安全性等方面存在着不利因素，因此通过地面传送方案来解决时间同步信号的传送问题早已成为业界的共识，而1588V2同步协议则成为关注的焦点。       2009年以来，基于1588V2的大量测试结果充分证明了其在以OTN/PTN技术构建的城域传送网中应用的可行性。在个别城市城域网中开展的小规模试验网的测试工作，全方位地验证了1588V2功能，并发

2、现了一些值得注意的问题。例如：在时钟模式方面，理论上透传时钟（TC）模式的传送精度优于边界时钟（BC）模式，但现网部署时究竟是采用BC模式还是采用TC模式，还需进一步探讨和明确；在时钟保护恢复和时延预补偿方面，在PTN网络中部署1588基本上不存在障碍，但在OTN网络层面中部署时却存在着OTN设备不支持或不能完美支持1588V2的问题。       本文结合相关测试，将对上述问题逐一地进行分析和讨论，并提出相应的解决方案，以为下一步1588的规模化部署提供参考。1 1588V2的应用场景       据正在进行的移动城域网分组传送网建设情况，1588V2在现网中主要有

3、以下2种应用场景（见图1）。图1   1588V2的2种应用场景       a）1588在PTN网络中传送。该场景主要应用于PTN独立组网或骨干汇聚层尚未建设波分平台的地区。在该场景下，时间源只能设置在骨干汇聚节点，并采用主备时间源设置方式，利用PTN的环路结构，尽可能地保证所有NodeB都同时具备2条不同的跟踪链路至主备时间源。       b）1588在OTN+PTN网络中传送。受业务需求驱动，城域网核心骨干层建设OTN网络已是大势所趋。从长远来看，1588在城域OTN+PTN网络中应用将非常普遍。在该场景下，时钟源位置的终极部署目标是核心节点。首先通过OTN网

4、络将时钟信号传递至下层的汇聚节点，然后再通过PTN网络分发至各NodeB。2 网络节点时钟配置2.1 2种模式       1588在传送网络中的同步传送主要有BC和TC2种模式。它们的物理拓扑基本相同，但在PTP协议的处理机制上却不尽一致。在1588部署之初，2种模式究竟孰优孰劣还存在着一定争议。下面将从理论和实践2个方面对BC和TC模式做进一步探讨。2.2 理论与测试2.2.1 理论说明       理论上，BC和TC模式的最大不同是：BC模式下的网络中间节点设备具有多个1588端口，其中1个端口可作为Slave用于和上一级设备的频率和时间保持同步，其他端口则作为

5、下一级网元的Master，设备接收到1588报文后进行终结，并产生新的1588报文向下游传送；而TC模式下的网络中间节点设备接收到来自时钟源的1588报文后不进行终结，据报文驻留时间和链路时延，修正报文时间戳信息，并将其传送给下游设备直至Slave侧。       BC模式下每个节点终结PTP报文并同步于主时钟，在时钟恢复过程中会引入漂移，且这种低频漂移会随着跳数的增加而不断累积；而TC模式下时钟是透明传送的，对节点跳数并不敏感，故端到端传送精度优于BC模式。因此，传递精度高、能延伸网络覆盖范围的TC模式受到了更多的青睐。2.2.2 试验测试       为比较TC和

6、BC模式在传送精度方面的差异，一些单位进行了现网试验测试。1588时间传递精度试验网络结构见图2。图2   1588时间传递精度试验网络结构       由图2可知，节点10的PTN设备跟踪至节点B的时间服务器，在节点10通过时间分析仪监控PTN设备输出的时间精度（图中绿色及蓝色虚线表示各节点的工作模式分别为BC及TC）。BC模式下，测试时长约为6h，时间精度为39～93ns，抖动峰峰值为54ns；TC模式下，测试时长约为12h，时间精度为66～133ns，抖动峰峰值为67ns。该结果说明，BC模式下各节点时钟恢复过程中所引入的漂移呈现出一定的正负抵消效应，因此其端到

7、端时间传送精度并不比TC模式差，甚至还优于TC模式。时间传递精度统计见图3。图3   时间传递精度统计2.3 链路配置与倒换2.3.1 链路配置       在BC模式下，各NodeB无需人工设定时间跟踪路径，只需启动最佳主时钟（BMC）算法，时间跟踪链路就能自动生成；在TC模式下，由于各NodeB的2条端到端工作保护时间链路需由人工预先配置好，因此全网节点的配置工作量极大。2.3.2 链路倒换       网络故障时，由于BMC算法会自行计算新的、最优的时间跟踪链路，更重要的是在BC模式下，网络各层的故障只会引发本层链路发生改变（如图4所示），汇聚