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LTE基站时间同步技术解决方案 L T E 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 : IEEE 1588 v2 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 IEEE 1588 v2 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: G 8 7 6 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, 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 IEEE 1588 v2 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。 1I EE E 15 88 v 2 时间同步协议 1.1 IEEE 1588 v2 简介 IEEE 1588 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 IEEE 1588 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。 IEEE 1588 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, 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。 1.2 IEEE 1588 v2 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 是网络中间节点时钟 设备,可分为 E2E(EndtoEnd)和 P2P(PeertoPeer)两种。 1.3 IEEE 1588 v2 时钟同步过程 IEEE 1588 v2 时钟同步架构如下图所示:图 1 IEEE 1588 v2 时钟同步架构 IEEE 1588 v2 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 。 IEEE 1588 v2 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 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。 1.4 IEEE 1588 v2 时钟同步算法 1588v2 最重要的技术是 BMC 算法(Best Master Clock Algorithm,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