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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
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。
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。
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;
。
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
下一个状态值是 Master、 Slave 还是 Passive。在 PTN 中, 1588v2 实现时间同步
主要有 BC 和 TC 两种模式。
2L TE 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 (Evolved
Packet Core) 由 MME( Mobility Man