LTE-TDD和LTE-Advanced移动网络的定时和同步(下)

　　4.2.2 包时延变化和不对称

　　定时和同步是所有移动网络的根本，而随着小型蜂窝的部署且网络演进到LTE-TDD和LTE-A技术，两者变得更为关键。回程网络的性能会大大影响PTP的定时准确性以及移动网络本身影响服务质量和客户满意度。

　　问题是包时延变化(Packet Delay Variation, PDV)，它代表了从封包到封包的时延变化。封包延迟本身对时钟准确性没有影响：恒定延迟允许PTP客户机进行准确的时间偏差计算。然而，可变延迟会在PTP客户机对主时钟的时间感知产生噪声，导致基于PTP封包中时间标识的时间计算发生变化。

　　当进行PTP封包处理、缓冲和列队，以及有效负载流量通过网络交换机和路由器时，延迟会发生变化，并且会趋向与网络负载有关，而网络负载在本质上可以是高度不对称的。随着网络流量的增加，延迟变化也很可能增加。此外，不对称也可由网络的物理拓扑引入，因为封包向上游和下游方向行进时会改变和采用不同的路径。

　　时间准确度受包时延变化的大小和客户机如何有效消除噪声的影响。在网络中部署的各个同步单元在如何有效滤除噪声方面会有所不同。嵌入式边界时钟仅在它的主交换机中调整交换延迟变化，而无法在其它网络交换机中调整变化或不对称，也根本无法对网络路径的不对称进行补偿。采用GNSS基准的网络定时单元可以补偿所有变化，包括网络路径的不对称。

　　比较来自集中式超级主时钟的PTP输入和本地GNSS基准，当GNSS基准无法使用时，Edge Grandmaster可以确定典型的偏差值，并应用它来提供出色的准确性。优秀的设计懂得为不同回程网络路径进行多个补偿，并甚至通过回程网络重组来继续提供准确的性能。

　　4.2.3 不对称的来源

　　1. 交换延迟变化：

　　● 交换传送：封包处理、缓冲和列队

　　● 有效负载变化增加了交换延迟的变化

　　2. 网络路径变化

　　● 网络上游和下游路径之间的变化

　　● 路径不对称本身可引起定时性能超出规范

　　● 异相 (out-of-phase) 蜂窝会影响重叠蜂窝的服务

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

　　针对设备已经部署、现实网络环境中更为可行的相位定时解决方案的需求，另一个PTP框架(G.8275.2)已经提交给ATIS/ITU标准机构:“新的应用框架应支持在现有已部署网络上的传送时间和相位等兼容用于G.8265.1定义的频率分布的PTP框架”。该提议还需进行大量工作才能正式成为标准，但实际上，它已经可以部署在现有的网络中。

　　简单来说，此方法支持两种解决方案，可以单独或组合使用来为广泛的网络场景提供最佳的同步架构。

　　“部分on-path支持”是指在网络的中间位置高级的边界时钟。在可管理的以太网网络中，很容易在所选的地点上安装高级的边界时钟，并使基站定时满足规范。此方法的关键是可以限制主时钟和客户机之间的跳数以及主时钟与客户机之间路径的不对称。高级的边界时钟内置优质的振荡器，并可以利用额外的输入如SyncE和E1/T1电路作为频率基准，维持高准确度的时间标识直到路径中的下一个客户机。

　　Edge Grandmasters通过靠近客户机来部署以确保准确性，从而减少跳数及回程网络的问题部分。Edge Grandmaster包含了GNSS基准来满足G.8272 PRTC标准要求，并执行许多现今普遍部署的类似集中式PTP Grandmaster设备的功能，除此之外，更靠近网络边缘的部署，Edge Grandmaster还扩大了规模并优化成本。

　　图8描述了许多可以通过部分on-path支持和/或Edge Grandmaster部署来解决的网络场景。

　　虽然超出了本文的探讨主题，但值得注意的是，上述解决方案和图8中所阐述的也可以应用到2G, 3G和LTE-FDD网络的频率同步，这些网络也存在与回程网络性能和控制相关的许多相同问题。

　　Edge Grandmaster可能包含了PTP输入能力，在GNSS基准受损时，允许PTP信号与集中式超级主时钟交换来继续作为精确时间基准。在正常运行期间，Edge Grandmaster将跟踪GNSS计算和基于采用集中式超级主时钟PTP计算之间的时间偏差。当GNSS丢失时，Edge Grandmaster可以将该偏差应用到PTP计算上，并继续提供一定程度的准确时间标识，而这是回程网络无法单独支持的。