PTN城域网1588v2时钟部署

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【摘要】 1588v2时钟同步部署可有效提高无线选址成功率，降低无线选址难度。但现网建设情况的多样性和复杂性使得1588v2时钟同步的全网部署实施较为困难。针对ptn+OTN组网模式，可梳理为简单树形和分区分组两种部署方式，实现1588V2时钟同步部署的有效和高效部署。

【关键词】 PTN 时钟同步 时间同步 1588V2

一、概述

PTN （Packet Transport Network，分组传送网）在实现传统TDM、ATM等业务和高带宽分组业务的承载时，也能实现时间同步信号的可靠传送，满足移动网络特别是3G和4G网络对同步的严格要求；时钟同步传送也是PTN网络的重要指标之一。

二、时钟同步需求

同步指两个或两个以上随时间变化的量在变化过程中保持一定的相对关系。时钟同步要求主要有两个方面：频率同步和时间同步。PTN主要用于2G GSM基站、3G TD-SCDMA基站以及4G TD-LTE基站回传的应用场景，也用于重要集团客户业务、互联网大客户、WLAN等多种高质分组业务接入和承载的应用场景。其中PTN承载的GSM基站回传的TDM/IP业务需要提供频率同步信号； TD-SCDMA、TD-LTE基站回传的业务需要提供频率同步和时间同步信号；部分专线业务需要提供时间同步信号。

各类业务对时钟同步的需求如表1所示：

三、PTN时钟同步技术实现

3.1 PTN传送时钟同步优势

移动网络基站提取同步信号源主要解决方式有两种：码流中携带稳定的时钟和外部 GPS+GLONASS定时基准源。目前GSM基站以提取码流中携带稳定的时钟信号为主，TD-SCDMA和TD-LTE基站以接入外部GPS源为主。

GPS天线安装需要满足120°的净空要求，工程安装有难度；且相比PTN传送时钟同步信号，GPS成本更高，维护更困难。

两种方式主要特点对比如表2：

出于工程安装，成本以及维护等综合因素的考虑，运营商和设备商都希望能在PTN分组网络上提供高精度和高稳定度的时钟和时间同步的解决方案。

通过PTN传送同步信号，可避免移动网络基站对GPS系统的依赖性，降低无线网络部署难度，同时其完善的OAM能力可有效的提供整个网络的稳定性和可靠性。

3.2 PTN时钟同步技术

PTN实现对频率和时间同步信号的传送，有两类可行技术：一是基于物理层的同步技术，如G.8261的同步以太网技术，二是基于分组包的同步技术，如IEEE1588 V2。

1、G.8261。

同步以太网G.8261通过物理层串行比特流提取时钟，可以获得类似SDH的时钟精度，实现网络时钟同步，但无法实现精确时间同步。

2、IEEE1588 V2。

IEEE1588的核心思想是采用主从时钟方式，对时间信息进行编码，利用网络的对称性和延时测量技术，实现主从时间的同步。IEEE1588可以同时实现频率同步和时间同步，时间传递的精度保证主要依赖于两个条件一个是计数器频率准确和链路的对称性。

IEEE 1588v2实现时间同步的过程为：（1）主时钟的PTP应用层向所有的从时钟周期性的发送同步信息；（2）从时钟记录并存储同步信息到达时刻，并计算出漂移量和延时；（3）从时钟发送时钟延时信息给主时钟；（4）主时钟记录时间延时计算接收延时并发送给从时钟。

同步系统采用分级传送，由一个主时钟将同步信息传递给一个或多个从设备，然后由这些从设备作为主设备传递给下游的一个或多个从设备。

IEEE 1588v2作为PTN关键技术之一，打破了分组化网络无法传送时钟信号的历史。支持IEEE 1588v2的新一代移动承载网只需要一个高精度时钟源输入，就可以将时钟信号精准地传送给各个基站，实现全网基站精准同步，满足移动网络特别是TD-LTE网络需求。

四、PTN时钟同步方案

城市城域网主要有PTN和PTN+OTN两种组网方式，由骨干层、汇聚层和接入层三部分组成，网络架构为图1：

1588v2时钟部署总体思路为：（1）1588V2时钟源原则上与BITS时钟源同节点部署。（2）纯PTN组网，时钟信号采取网内跟踪方式传送。（3）PNT+OTN组网，骨干PTN跟踪时钟源信号，OTN跟踪时钟源或骨干PTN时钟信号，汇聚PTN跟踪OTN时钟信号，接入层PTN跟踪汇聚PTN时钟信号。PTN时钟同步方案要求既要满足系统参数要求，也要易于实现、方便管理。

4.1 纯PTN组网

纯PTN组网采用网内跟踪方式如图2。

4.2 PTN+OTN组网部署

PTN+OTN组网的主要特点为：（1）骨干PTN和汇聚OTN、汇聚OTN和汇聚PTN存在异厂家组网；（2）骨干、汇聚层规模大，网络复杂，节点间互联多；（3）接入点至骨干PTN需经接入层PTN、汇聚PTN、汇聚OTN多次转接。

PTN+OTN组网同步方案思路的主要有简单树形部署和分区分组部署，如图3。

简单树形方案时钟路由为：时钟源时钟节点骨干PTN 调度环骨干PTN汇聚OTN汇聚PTN接入PTN移动网络基站。

简单树形方案建设规模小、易于实现，但结构复杂，时钟路由规划困难；且多场景存在异厂家对接，系统可靠性不高，维护困难。时钟路由骨干层跳数较多，全网时钟路由较长，不适于大型城域网。

分区分组方案时钟路由有三种：（1）时钟源骨干PTN楼内PTN；（2）时钟源骨干PTN汇聚PTN接入PTN移动网络基站； （3）时钟源汇聚OTN接入PTN移动网络基站。

分区分组方案通过设置多对时钟源节点，有效的实现了时钟同步网的分域设置和管理。各域内组织同步方案，规划方案简单，且时钟路由骨干层节点数少，适合大型城域网部署。

4.3 方案在现网中的应用

三种方案针对不同网络类型，有效实现了PTN时钟同步部署，但三者组网模式差别较大，其特点对比如表3：

在PTN+OTN组网中，分区分组方案采用分区分组管理，虽建设成本和部署难度有所增加，但有效的解决了大型城域网PTN骨干层网络规模庞大、结构复杂的问题；且通过多时钟节点部署，明显减少了时钟路由中骨干层节点数，降低全网规划和部署难度，适用于大型城市城域网时钟同步传送。

简单树形方案建设成本小，网络层次少，在骨干层规模较小时部署实现简单，适用小型城域网时钟同步传送。

五、总结

随着4G网络建设的进入高峰期，无线站址需求也越来越大，选址难度越来越高，移动网络对基于时钟同步传送的同步方案需求越来越迫切。纯PTN方案、简单树形方案和分区分组方案部署策略各有特点，都能通过PTN有效的实现同步时钟的全网传送，但适用网络差异较大，各地市可根据城域网实际情况，选择上述三种方案中适合自己的方案或组合方案进行建设。