微波时钟同步设计方案

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微波作为无线和传输设备的重要接入设备,在网络设计和使用中要针对接入业务的类型,提供满足其需求的时钟同步方案。当前阶段,微波主要支持的时钟同步类型包括:GPS,BITS,1588,1588v2,SyncEth,ToP,TDM时钟同步等,以满足无线设备和传输设备的时钟同步和传输需求。

微波时钟同步组网

针对微波自身特点,将对目前常用的几种同步方法进行简要介绍,以加深时钟同步的认识度。

1. 通过E1/T1实现时钟同步

在这种方式下,E1/T1业务将携带的TDM原始时钟送至各个站点,以满足GSM/UMTS的同步需求。如图1所示,微波在BSC/RNC侧接受主时钟,然后通过微波空口将携带时钟信息的TDM业务送至每个末端微波设备,BTS/Node B从末端微波设备的E1/T1线路侧提取时钟实现时钟同步,从而实现整个链路的同步工作。由于TDM业务的抖动和延时都比较小,采用这种方法可以实现的时钟同步稳定可靠。


图1 通过E1/T1实现同步

2. ToP-Aware同步

ToP (Time over packet) 是指将时钟信息封装成包,微波给此包格式分配最高的优先级以证其最大的可靠性和最小的延时,以提供尽可能好的时钟精度。以1588v2同步为例,如图2,我们分配给1588v2控制帧最高的优先级,即在拥塞情况下,1588v2控制帧也会尽可能的最先传输,以保证时钟的传输精度。在网络末端,Node B通过ETH接口与末端微波设备相连,实现时钟同步。

图2 ToP-Aware同步

3. 同步以太网(Sync Eth)

一种是原生的以太网同步方法,如图3,微波侧通过Sync Eth接口或者E1/T1从RNC侧提取时钟,微波将时钟信息以以太网的形式直接分布到各个微波站点,Node B通过ETH接口从末端微波设备提取时钟,实现同步。整个时钟分布过程无TDM或其他业务的参与。

图3 原生的Sync Eth

另一种方法,就是通过同站点的TDM业务实现以太网的同步,如图4所示。在Node B与BTS同站点的情况下,我们可以从BSC站点的TDM业务提取时钟,同步到本站点的以太网业务;在末端站,同样从BTS站点的TDM业务提取时钟,然后同步到同站点Node B的以太网业务,从而实现BTS与BSC之间以太网业务的同步。

图4 同站点E1/T1实现同步以太网

时钟成环与阻止

为了既能说明时钟成环问题,又能加深产品印象,我们选用如图5所示的微波环网作为示例进行讲解。

图5 微波组网实例

从微波环网的节点A到节点D,均为节点微波设备NR8250,为了保证业务传输的正确性,需要进行整网时钟同步。如果我们配置如下同步模式:

• D2同步到D1,D1同步到C2,C2同步到C1,C1同步到B2,B2同步到B1,B1同步到A2,A2同步到A1,而A1又同步到D2,那么我们就会发现整个环网的时钟形成了一个环,而时钟成环会导致时钟频率漂移,最终导致整个环网的时钟超出精度范围;
• D2同步到D1,D1同步到C2,C2同步到C1,C1同步到B2,B2同步到B1,B1同步到A2,A2同步到A1,而A1同步到光网络的线路侧或者同步到NR8250的本地晶振,那么整个环网的时钟将被隔离开,不会成环。

所以,在配置时钟的时候,千万要检查一下时钟是否成环。可以通过以下方法检查时钟是否成环:几跳设备中,特别是环网组网设备,主站点的时钟源必须是独立时钟源,即不能是空口提取出来的时钟(此时钟来自上一跳设备)。独立时钟源包括:设备自由振荡的时钟、GPS、BITS、从非空口业务中提取的时钟等。
 

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