LTE-TDD和LTE-Advanced移動網(wǎng)絡(luò)的定時和同步(下)

　　4.2.2 包時延變化和不對稱

　　定時和同步是所有移動網(wǎng)絡(luò)的根本，而隨著小型蜂窩的部署且網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)到LTE-TDD和LTE-A技術(shù)，兩者變得更為關(guān)鍵?；爻叹W(wǎng)絡(luò)的性能會大大影響PTP的定時準(zhǔn)確性以及移動網(wǎng)絡(luò)本身影響服務(wù)質(zhì)量和客戶滿意度。

　　問題是包時延變化(Packet Delay Variation, PDV)，它代表了從封包到封包的時延變化。封包延遲本身對時鐘準(zhǔn)確性沒有影響：恒定延遲允許PTP客戶機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確的時間偏差計算。然而，可變延遲會在PTP客戶機(jī)對主時鐘的時間感知產(chǎn)生噪聲，導(dǎo)致基于PTP封包中時間標(biāo)識的時間計算發(fā)生變化。

　　當(dāng)進(jìn)行PTP封包處理、緩沖和列隊，以及有效負(fù)載流量通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和路由器時，延遲會發(fā)生變化，并且會趨向與網(wǎng)絡(luò)負(fù)載有關(guān)，而網(wǎng)絡(luò)負(fù)載在本質(zhì)上可以是高度不對稱的。隨著網(wǎng)絡(luò)流量的增加，延遲變化也很可能增加。此外，不對稱也可由網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)湟耄驗榉獍蛏嫌魏拖掠畏较蛐羞M(jìn)時會改變和采用不同的路徑。

　　時間準(zhǔn)確度受包時延變化的大小和客戶機(jī)如何有效消除噪聲的影響。在網(wǎng)絡(luò)中部署的各個同步單元在如何有效濾除噪聲方面會有所不同。嵌入式邊界時鐘僅在它的主交換機(jī)中調(diào)整交換延遲變化，而無法在其它網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中調(diào)整變化或不對稱，也根本無法對網(wǎng)絡(luò)路徑的不對稱進(jìn)行補(bǔ)償。采用GNSS基準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)定時單元可以補(bǔ)償所有變化，包括網(wǎng)絡(luò)路徑的不對稱。

　　比較來自集中式超級主時鐘的PTP輸入和本地GNSS基準(zhǔn)，當(dāng)GNSS基準(zhǔn)無法使用時，Edge Grandmaster可以確定典型的偏差值，并應(yīng)用它來提供出色的準(zhǔn)確性。優(yōu)秀的設(shè)計懂得為不同回程網(wǎng)絡(luò)路徑進(jìn)行多個補(bǔ)償，并甚至通過回程網(wǎng)絡(luò)重組來繼續(xù)提供準(zhǔn)確的性能。

　　4.2.3 不對稱的來源

　　1. 交換延遲變化：

　　● 交換傳送：封包處理、緩沖和列隊

　　● 有效負(fù)載變化增加了交換延遲的變化

　　2. 網(wǎng)絡(luò)路徑變化

　　● 網(wǎng)絡(luò)上游和下游路徑之間的變化

　　● 路徑不對稱本身可引起定時性能超出規(guī)范

　　● 異相 (out-of-phase) 蜂窩會影響重疊蜂窩的服務(wù)

　　4.3 具有部分On-path支持和/或Edge Grandmaster (G.8275.2)的PTP框架

　　針對設(shè)備已經(jīng)部署、現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中更為可行的相位定時解決方案的需求，另一個PTP框架(G.8275.2)已經(jīng)提交給ATIS/ITU標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu):“新的應(yīng)用框架應(yīng)支持在現(xiàn)有已部署網(wǎng)絡(luò)上的傳送時間和相位等兼容用于G.8265.1定義的頻率分布的PTP框架”。該提議還需進(jìn)行大量工作才能正式成為標(biāo)準(zhǔn)，但實際上，它已經(jīng)可以部署在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)中。

　　簡單來說，此方法支持兩種解決方案，可以單獨或組合使用來為廣泛的網(wǎng)絡(luò)場景提供最佳的同步架構(gòu)。

　　“部分on-path支持”是指在網(wǎng)絡(luò)的中間位置高級的邊界時鐘。在可管理的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，很容易在所選的地點上安裝高級的邊界時鐘，并使基站定時滿足規(guī)范。此方法的關(guān)鍵是可以限制主時鐘和客戶機(jī)之間的跳數(shù)以及主時鐘與客戶機(jī)之間路徑的不對稱。高級的邊界時鐘內(nèi)置優(yōu)質(zhì)的振蕩器，并可以利用額外的輸入如SyncE和E1/T1電路作為頻率基準(zhǔn)，維持高準(zhǔn)確度的時間標(biāo)識直到路徑中的下一個客戶機(jī)。

　　Edge Grandmasters通過靠近客戶機(jī)來部署以確保準(zhǔn)確性，從而減少跳數(shù)及回程網(wǎng)絡(luò)的問題部分。Edge Grandmaster包含了GNSS基準(zhǔn)來滿足G.8272 PRTC標(biāo)準(zhǔn)要求，并執(zhí)行許多現(xiàn)今普遍部署的類似集中式PTP Grandmaster設(shè)備的功能，除此之外，更靠近網(wǎng)絡(luò)邊緣的部署，Edge Grandmaster還擴(kuò)大了規(guī)模并優(yōu)化成本。

　　圖8描述了許多可以通過部分on-path支持和/或Edge Grandmaster部署來解決的網(wǎng)絡(luò)場景。

　　雖然超出了本文的探討主題，但值得注意的是，上述解決方案和圖8中所闡述的也可以應(yīng)用到2G, 3G和LTE-FDD網(wǎng)絡(luò)的頻率同步，這些網(wǎng)絡(luò)也存在與回程網(wǎng)絡(luò)性能和控制相關(guān)的許多相同問題。

　　Edge Grandmaster可能包含了PTP輸入能力，在GNSS基準(zhǔn)受損時，允許PTP信號與集中式超級主時鐘交換來繼續(xù)作為精確時間基準(zhǔn)。在正常運行期間，Edge Grandmaster將跟蹤GNSS計算和基于采用集中式超級主時鐘PTP計算之間的時間偏差。當(dāng)GNSS丟失時，Edge Grandmaster可以將該偏差應(yīng)用到PTP計算上，并繼續(xù)提供一定程度的準(zhǔn)確時間標(biāo)識，而這是回程網(wǎng)絡(luò)無法單獨支持的。