夏光PTN网络IEEE1588同步工程测试方案

1、背景

随着中国移动通信集团公司PTN分组传送网的大规模部署应用，以及IEEE1588同步技术在PTN网络中的应用，PTN网络业务承载和同步技术得到越来越广泛关注。但是，针对PTN网络同步的工程维护测试，目前中国移动尚无明确的规范要求，市场上已有时间、时钟测试产品和测试解决方法案主要是针对研发PTN设备、协议分析、网络监控等应用设计的，无法有效满足实际现场的工程、维护的实际需要。测试手段缺乏，没有合适和完整的测试解决方案，将严重阻碍PTN网络同步系统前期工程安装、验收的进程，也将增大后期的日常维护、排查故障的困难。因此，有效解决工程维护中PTN同步测试的问题势在必行。

针对目前PTN同步工程维护存在的问题，深圳市夏光通信技术有限公司自主研发，推出中国第一款支持移动IEEE1588时频同步的专用仪表——XG7010 IEEE1588时间分析仪，可以对基于PTN/OTN/PON等网络的IEEE1588时频同步性能进行纳秒级测量。仪表功能强大，集时间、时钟测试、BITS仿真以及时钟漂移测试等多功能于一体。XG7010作为中国本土研发制造的，以独创的设计思路、切合工程现场的设计理念，为PTN网络的时频同步测试提供了一款现场施工、验收和维护的测试利器。可广泛应用于TD-SCDMA、LTE、CDMA2000等制式同步系统的研制、生产、工程安装、验收和维护。

2、PTN同步工程维护测试解决方案

2.1 PTN测试测试阶段

PTN测试包括业务承载性能、同步性能、QoS 功能及网络管理维护能力等方面测试。其中同步性能测试主要包括时间、时钟的精度、稳定性测试，光纤路径非对称补偿评估等方面内容。

PTN网络部署分不同阶段实施，包括PTN相关设备安装阶段、业务调试开通阶段、网络性能验收阶段、业务割接阶段、网络维护管理阶段，在不同阶段中，对PTN同步测试的测试项目、测试方式、测试侧重点不一样，以下我们仅针对PTN同步性能的工程维护测试在不同阶段的实施，特别针对通过IEEE1588同步时间传输的应用以及通过同步以太网进行时钟的传输的情况下，时频测试步骤和测试方法，提出相应的解决方案。

2.2 PTN相关设备安装阶段同步性能测试

在PTN设备安装阶段，主要完成时间服务器的安装调测、PTN设备的安装、机架机箱的安装以及电缆/光缆的布放及成端等方面工作。在这个阶段重点需要完成PTP同步时间服务器的测试和光缆对称性问题的处理，需要同一缆取成对光纤、跳纤尾纤等长，对光缆及尾纤的长度做好详细的记录。

1） PTP同步时间服务器测试

XG7010直接与PTP时间同步服务器相应的输出接口连接，可有效测量PTP时间同步服务器输出的时间、时钟信号的偏差、PTP协议数据发送是否正常，并可对PTP时间同步服务器的时间、时钟信号的漂移特性（MTIE和TDEV）进行评估。测试连接如图1。

此外，需要对PTP时间同步服务器的时间、时钟进行长期稳定性测试，观察偏差；还需要将GPS授时模式改为北斗授时模式，观察时间输出倒换过程中的变化及倒换后的长期稳定测试。

2） 光缆对称性评估

查看两个站点的2条光缆（包括尾纤）的使用情况，并做相应的详细记录，必要时可以通过OTDR对连接两个站点的2条光缆（包括尾纤）的相对长度进行测试，确定是否长度一致，为后续的非对称补偿提供参考依据。

图1 PTP时间同步服务器的测试

2.3 PTN业务调试开通阶段同步性能测试

在PTN业务调试开通阶段，XG7010主要完成对PTN设备同步指标测试、PTN设备时钟同步信号质量以及基站时钟性能测量，链路非对称性补偿及保护路径的非对称补偿等方面工作。

1） PTN设备同步性能的测试

业务信息和时间信息通过PTN网络混合传输，XG7010提供10/100M PTP同步光电接口，可将XG7010设置为PTP（Slave）模式，直接从PTN的以太网接口接收IEEE1588数据，解析出相关时间信息，或者直接与1PPS或1PPS+TOD时间同步接口连接测量时间偏差。测试连接如图2。

图2 PTN设备及基站同步性能的测试

此外，还可利用XG7010 IEEE1588时间分析仪的BITS仿真功能，为PTN设备提供高精度时间源，对PTN设备IEEE1588同步性能进行评估，如图3。

图3 PTN设备IEEE1588同步性能的测试

2） 光路非对称及保护路径非对称补偿的测试评估

IEEE1588的同步机理是建立在对称路径基础上。在现网的实际应用中，几乎找不到真正的对称路径。由于路径的不对称，作为从时钟的PTN网元在同步后会表现出一个固定的时延，因此在工程部署时需要依靠专业的仪表精确测量路径不对称导致的时延，提前制定补偿策略，通过PTN网管系统对进行非对称补偿。目前采用分段进行补偿，即逐跳测量设备时延，每一段单独补偿。

在实际的时间测试和时延调整过程中，以往的测试仪表测量出的时延值并不是一个确切值，它在一定范围内来回振荡，导致时延的调整需要一个比较长的时间才能完成，XG7010采用统计学分析原理，通过专用的算法，完成光路非对称补偿值的快速测量，确保了光路非对称补偿值的相对准确和科学性，可作为光路非对称补偿的实用依据。测试连接可参考图2所示。

关于保护路径的非对称补偿，可逐点进行保护倒换，评估保护路径的非对称补偿值。测试连接见图5。

3） 基站同步测试

目前在采用同步以太网技术和IEEE1588v2来实现PTN网络中的时钟、时间同步的情况下，对基站同步系统的测试时，可通过XG7010的相关时间和时钟输入接口与基站设备的时间和时钟输出接口连接，进行时间偏差和时钟信号的测量，并可进行时钟漂移指标的测试，检测同步稳定性。测试连接如图2。