浅谈TD基站1588 V2时间的发展

　　1588v2时钟是一种采用IEEE 1588V2 协议的高时钟，其在行业对高授时迫切需求的大背景下孕育而生。目前国内1588应用并不普遍，生产厂商寥寥无几。1588发展历程为解决以太网 定时同步 能力的不足，计算机和网络业界开发出一种软件方式的网络时间协议（NTP），以提高各网络设备之间的定时同步能力。后续NTP版本的同步准确度可以达到μs 级，但是仍然不能满足测量仪器和工业控制所需的准确度。为了解决测量和控制应用的分布网络定时 同步的需要， IEEE1588标准诞生。

　　IEEE1588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，并且应用于工业自动化系统。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，与未执行IEEE1588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。

　　1588 V2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1588 V2的新一代移动承载网只需要一个高时钟源输入，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。1588的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。1588可以同时实现频率同步和时间同步，时间传递的保证主要依赖于两个条件：计数器频率准确和链路的对称性。1588实现的关键在于延时测量。

　　IEEE1588的特点：

　　1. 早期的网络时间协议（NTP）只有软件，而IEEE1588既使用软件，亦同时使用硬件和软件配合，获得更的定时同步；

　　2. GPIB总线没有同步时钟传送，依靠并行电缆和限制电缆长度（每器件距离）不超过5m来保证延迟小于30μs；

　　3. GPIB的数据线与控制线是分开的，VXI和PXI两种总线分别在VME和PCI计算机总线上扩展，都要增加时钟线。IEEE1588无需额外的时钟线，仍然使用原来以太网的数据线传送时钟信号，使组网连接简化和降低成本

　　4. IEEE1588采用时间分布机制和时间调度概念，客户机可使用普通振荡器，通过软件调度与主控机的主时钟保持同步，过程简单可靠，节约大量时钟电缆

　　作为PTN技术和产业领域的领军者，中兴通讯对PTN的研发和投入高度重视，在PTN时间同步领域的技术和解决方案也一直引领着业界的发展。

　　1 在2008年8月的中国移动PTN实验室测试中，中兴通讯就成为一家能够完成PTN GPS替代测试的厂家。其后，中兴通讯的PTN时间同步方案通过了中国移动现网35个节点的压力测试，在网络高负荷情况下性能稳定，并可以和TD-SCDMA系统互通。

　　2 2009年4月—6月，在中国移动组织的试点城市现网测试中，中兴通讯成为能提供端到端1588 V2 时间同步测试的厂家，测试结果优异，符合相关规范的要求。

　　3 2009年9月—12月，在中国移动组织的1588 V2时间同步接口互通测试中（不同厂家的PTN和TD-SCDMA基站进行1588 V2互通），中兴通讯率先完成与多厂家TD-SCDMA基站对接测试，包括与大唐、华为、新邮通基站的1588带内/带外模式的对接，时间同步指标均符合中国移动要求。其中中兴通讯以技术实现了的“时间与流量完全无关”特性，即在链路负载为100%的情况下，也不影响时间同步。

　　4 2010年3月，为了进一步扩大在商用网络环境下的GPS时间同步替代技术的可行性研究，广东移动选取阳江移动作为试点，对“中兴通讯TD+PTN”商用组网情况下的1588时间同步功能、性能以及TD基站时间同步从GPS切换到1588后的TD业务性能进行商用测试验证，测试结果远优于中国移动相关规范的要求，为中国移动的1588 V2的大规模商用提供了有益的借鉴和例证。

　　广东阳江移动公司的PTN网络采用中兴通讯ZXCTN系列PTN产品进行建设，采用接入、汇聚，二层组网模式，承载的业务以TD-SCDMA基站业务为主，包括部分2G和大客户集团用户业务，网络拓扑图如图1所示。

　　图1 广东阳江移动PTN网络（中兴通讯PTN设备）

　　广东阳江移动1588商用测试，选取了阳江移动PTN现网5个汇聚环中的2个汇聚环进行测试，测试站点为“阳西环”及“海陵环”所涵盖的站点，共计27个PTN节点，如图2所示。

　　图2 1588 V2商用测试组网（广东阳江移动）

　　测试参照中国移动集团公司的1588测试规范进行，基于1588 功能特性及现网应用的验证需求，阳江移动1588测试共分为三个阶段：一，时间源校准阶段；二，链路非对称性补偿工程阶段；三，按规范测试阶段。

　　本次测试在基站长时间同步性能、时间源切换、业务倒换下的时间性能、GPS到地面同步的切换以及跨城市1588网络之间的业务质量等关键测试内容上，都取得了比规范标准要求优异得多的结果。关键测试项的测试结果如表1所示。

　　表1 1588商用测试关键项指标（广东阳江移动）

　　广东阳江移动1588商用测试项目顺利完成，测试结果显示各项指标优异， PTN网络链路非对称性补偿值均在100ns以内，TD基站侧在时钟保持、时间源切换等方面表现良好，完全可以满足TD基站1.5μs（1500ns）时钟同步要求。

　　IEEE 1588V2功能在阳江移动的规模商用，通过长时间在网验证，进一步明确了使用PTN通过1588V2 进行GPS替代规模商用实施的可能性，对广东移动乃至全国其他省市的1588V2规模商用提供了可靠的商用例证和借鉴。

　　同时，也再次表明了中兴通讯作为PTN技术和产业领域的领军者的实力。中兴通讯将保持对PTN的研发和投入的高度重视，全力推进PTN行业的成熟与发展。