LTE-TDD和LTE-Advanced移動網絡的定時和同步(下)

　　4.2.2 包時延變化和不對稱

　　定時和同步是所有移動網絡的根本，而隨著小型蜂窩的部署且網絡演進到LTE-TDD和LTE-A技術，兩者變得更為關鍵。回程網絡的性能會大大影響PTP的定時準確性以及移動網絡本身影響服務質量和客戶滿意度。

　　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確性沒有影響：恒定延遲允許PTP客戶機進行準確的時間偏差計算。然而，可變延遲會在PTP客戶機對主時鐘的時間感知產生噪聲，導致基于PTP封包中時間標識的時間計算發生變化。

　　當進行PTP封包處理、緩沖和列隊，以及有效負載流量通過網絡交換機和路由器時，延遲會發生變化，并且會趨向與網絡負載有關，而網絡負載在本質上可以是高度不對稱的。隨著網絡流量的增加，延遲變化也很可能增加。此外，不對稱也可由網絡的物理拓撲引入，因為封包向上游和下游方向行進時會改變和采用不同的路徑。

　　時間準確度受包時延變化的大小和客戶機如何有效消除噪聲的影響。在網絡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中調整交換延遲變化，而無法在其它網絡交換機中調整變化或不對稱，也根本無法對網絡路徑的不對稱進行補償。采用GNSS基準的網絡定時單元可以補償所有變化，包括網絡路徑的不對稱。

　　比較來自集中式超級主時鐘的PTP輸入和本地GNSS基準，當GNSS基準無法使用時，Edge Grandmaster可以確定典型的偏差值，并應用它來提供出色的準確性。優秀的設計懂得為不同回程網絡路徑進行多個補償，并甚至通過回程網絡重組來繼續提供準確的性能。

　　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

　　● 有效負載變化增加了交換延遲的變化

　　2. 網絡路徑變化

　　● 網絡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范

　　● 異相 (out-of-phase) 蜂窩會影響重疊蜂窩的服務

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

　　針對設備已經部署、現實網絡環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)已經提交給ATIS/ITU標準機構:“新的應用框架應支持在現有已部署網絡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”。該提議還需進行大量工作才能正式成為標準，但實際上，它已經可以部署在現有的網絡中。

　　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絡場景提供最佳的同步架構。

　　“部分on-path支持”是指在網絡的中間位置高級的邊界時鐘。在可管理的以太網網絡中，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范。此方法的關鍵是可以限制主時鐘和客戶機之間的跳數以及主時鐘與客戶機之間路徑的不對稱。高級的邊界時鐘內置優質的振蕩器，并可以利用額外的輸入如SyncE和E1/T1電路作為頻率基準，維持高準確度的時間標識直到路徑中的下一個客戶機。

　　Edge Grandmasters通過靠近客戶機來部署以確保準確性，從而減少跳數及回程網絡的問題部分。Edge Grandmaster包含了GNSS基準來滿足G.8272 PRTC標準要求，并執行許多現今普遍部署的類似集中式PTP Grandmaster設備的功能，除此之外，更靠近網絡邊緣的部署，Edge Grandmaster還擴大了規模并優化成本。

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

　　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用到2G, 3G和LTE-FDD網絡的頻率同步，這些網絡也存在與回程網絡性能和控制相關的許多相同問題。

　　Edge Grandmaster可能包含了PTP輸入能力，在GNSS基準受損時，允許PTP信號與集中式超級主時鐘交換來繼續作為精確時間基準。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GNSS丟失時，Edge Grandmaster可以將該偏差應用到PTP計算上，并繼續提供一定程度的準確時間標識，而這是回程網絡無法單獨支持的。