淺析IEEE1588V2在通信行業(yè)的部署方案及應(yīng)用

黃玉寶，王倫鎖，王廣遠(yuǎn)

（中國移動通信集團(tuán)海南有限公司，?？?570125）

隨著TD-LTE網(wǎng)絡(luò)大面積使用和5G網(wǎng)絡(luò)的快速商用，對時鐘授時的高精度需求越來越嚴(yán)格。采用單一GPS授時存在一定政治風(fēng)險，在特殊情況下可能無法使用，從而造成全網(wǎng)癱瘓，存在通信全阻等安全隱患。而基于透明時鐘模型的IEEE1588v2可以實(shí)現(xiàn)亞微秒級精度的時間同步，對替代GPS、降低網(wǎng)絡(luò)建維成本、提高網(wǎng)絡(luò)安全性和可靠性具有積極的意義[1-4]。

1 IEEE1588V2簡述

1.1 時鐘同步的概念

現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)，電信業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行都要求網(wǎng)絡(luò)時鐘同步，即整個網(wǎng)絡(luò)各設(shè)備之間的時間或頻率差保持在合理的誤差范圍內(nèi)[2]。網(wǎng)絡(luò)時鐘同步包含頻率同步和時間同步兩個概念：

（1）頻率同步。頻率同步指不同的信號之間存在嚴(yán)格特定的關(guān)系，保證不同信號在有效瞬間具備相同平均速率，進(jìn)而保證通信設(shè)備之間能以一個相同的速率運(yùn)行，保持恒定的相對關(guān)系。

（2）時間同步。時間同步指不同信號之間不僅具備恒定的頻率同步，同時亦具備相同的相位，彼此之間不存在差異。

1.2 IEEE1588V2

IEEE1588全稱是“網(wǎng)絡(luò)測量和控制系統(tǒng)的精密時鐘同步協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)”，核心思想是基于主從時鐘的多次握手，通過網(wǎng)絡(luò)鏈路對稱性和延遲測量方法，實(shí)現(xiàn)頻率同步和時間同步[1-2]。

圖1 E2E透明時鐘內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2 基于1588V2時間備份部署及應(yīng)用實(shí)踐

2.1 1588V2時間部署方案

圖2 時間源服務(wù)器選擇示意圖

試驗(yàn)地區(qū)傳送網(wǎng)絡(luò)采用OTN+PTN的組網(wǎng)模式，進(jìn)行1588V2部署時包含三方面內(nèi)容：

（1）時間源選擇及接入。試點(diǎn)地市有2套時間源服務(wù)器，并選擇通過GPS/北斗實(shí)現(xiàn)高精度的時間同步，采用GE/10GE口和核心設(shè)備進(jìn)行對接，采用帶內(nèi)互聯(lián)（PTP）和PTN時間根節(jié)點(diǎn)進(jìn)行對接。

（2）傳送網(wǎng)的時間信號傳遞。傳送網(wǎng)信號傳遞主要包含省干、城域OTN和匯聚PTN時間傳遞，參數(shù)設(shè)置策略如下：①省干環(huán)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)通過SOSCB監(jiān)控單板進(jìn)行內(nèi)部時間信號傳遞。②城域OTN與省干OTN同機(jī)房站點(diǎn)通過省干站點(diǎn)的SOSCB單板進(jìn)行光口互聯(lián)進(jìn)行時間信號傳遞。③城域OTN與匯聚PTN通過2Mbit+1PPS Tod（外接時鐘線）或者PTP+SyncE（外接FE網(wǎng)線）兩種方式與PTN進(jìn)行對接。

圖3 時間傳遞示意圖

2.2 1588V2關(guān)鍵參數(shù)策略

時間信號連接方式和時間源配置關(guān)鍵參數(shù)遵循原則如下：

（1）只有一個時間源服務(wù)器通過PPS+1tod接入PTN設(shè)備，則接入點(diǎn)是GM節(jié)點(diǎn)，規(guī)劃為OC，其他所有PTN節(jié)點(diǎn)規(guī)劃為BC。

（2）時間源服務(wù)器通過PPS+1tod接口接入A和B，則需要在A點(diǎn)和B點(diǎn)的“GPS參數(shù)配置”界面中配置GPS優(yōu)先級1、GPS優(yōu)先級2參數(shù)，優(yōu)先級參數(shù)值越小，優(yōu)先級越高。

（3）基于1588V2實(shí)現(xiàn)時間同步原則上不超過16跳，超過可能出現(xiàn)累積偏差過大造成下游網(wǎng)元無法鎖定。

2.3 1588V2應(yīng)用實(shí)踐

監(jiān)控發(fā)現(xiàn)區(qū)域大面積同時上報“ALM26122-星卡鎖星不足告警”等告警，1232個小區(qū)因GPS失鎖導(dǎo)致退服?，F(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)，受擾區(qū)域有強(qiáng)烈的GPS干擾信號，現(xiàn)場無法進(jìn)行GPS和北斗搜星。后臺進(jìn)行時鐘模式切換，通過將滿足條件的站點(diǎn)切換至1588V2時鐘模式，倒換1588V2后，跟蹤指標(biāo)觀察，受擾站點(diǎn)性能指標(biāo)正常，通話業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可正常使用。

圖5 GPS區(qū)域大面積干擾示意圖

3 結(jié)束語

隨著國內(nèi)5G基站的大規(guī)模商用計(jì)劃落地，通信的安全可靠成為亟需關(guān)注的問題之一。5G在峰值速率、網(wǎng)絡(luò)時延、系統(tǒng)容量等性能指標(biāo)對系統(tǒng)的時間同步提出了新的要求，只有保證基站間嚴(yán)格的時間同步，才能順利地承載大量的行業(yè)應(yīng)用，確保用戶感知。通過試點(diǎn)證明了1588V2技術(shù)可以大面積應(yīng)用在基礎(chǔ)通信中，進(jìn)而規(guī)避GPS帶來的不確定性風(fēng)險。