精准时间同步应用于GPON

近年来,随着移动业务爆炸式增长,成本低廉、业务安全、质量有保障的基站回传成为时下热点。利用GPON的多业务汇聚能力可实现基站回传,因其巨大成本优势,在未来有望成为小型基站回传的主导模式。基站处于运行状态时,其切换、漫游等都需要高精度时间,GPON作为移动通信的基站回传方案亦亟需高精度时间同步。

图1
图2

GPON,作为一种基于光纤的接入网络, 相比其他有线选项而言,更适用于大带宽的数据回传,NG-PON2甚至可以做到40G的带宽。同任何其他用于LTE服务的回程网络一样, GPON也必须将严格的相位/时间交付到终端基站。GPON系统可为物理层提供十分准确而又稳定的频率参考。还可利用自身的标准G.984.3传送精准相位同步参考。然而, 当这类网络与具有IEEE1588 PTP从时钟功能的基站连接时,会要求和IEEE1588节点之间进行互通。此时, "分布式边界时钟 (BC)" 的概念就开始发挥作用, 一些BC功能会被分割成单独的网络单元。例如: PON系统中的光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU),虽然他们是分开部署的,但是整体上是BC的功能,功能上相当于OLT上是一个独立的PTP从时钟,ONU上是一个独立的PTP主时钟。

图3

通过该方法, OLT中的PTP从时钟的时间与网络中的主时钟同步,并获取时间信息,可用于为PON系统授时,具体方法参照G.984.3修正案2中定义。一旦ONU有了OLT传来的时间,将会把时间以PTP主时钟的形式继续传给基站。ONU可能会有另一种时间参考,如GNSS。

通常情况下,会有多个ONU连接到一个上游OLT,而OLT是一个PTP从时钟(PTP BC的一半功能)与上游的PTP主时钟进行时间同步, ONU(或ONT)是PTP主时钟,为终端节点(例如LTE皮基站)授时。OLT的从时钟也可能会支持SyncE功能。酷鲨时间同步模块是OLT和ONU应用中最为理想的选择。该系统存在如下优势:

(1) 可用作标准的PTP主时钟和从时钟,易集成到设备里

(2) 具有SyncE+1588PTP混合功能,实现高精度时间同步

精准时间同步应用于地铁 随着城市轨道交通网络化的大踏步向前发展,对那些服务于城市轨道交通运营的各专业自动化监控系统间的时间精准性要求越来越高。整个地铁系统的联合运营需要统一的时间调度,从而确保运行准确和高效率,高精度时间统一极其重要。 图1 现今,地铁内部各设备主要依靠的还是GPS/北斗/Glonass等传统渠道来获取时间信号,在站台上方引入卫星天线为设备授时,站台间的设备并没有好的办法获取精准时间,这也是我们在地铁站台间上网或通话信号不好的原因,因为没有办法部署基站。现有时间主要依靠的还是NTP,从精度上而言,远不如PTP,NTP也无法满足4G/5G基站的授时精度要求。 图2 最新的地铁设计规划中,已经将时间列为重要的战略地位,基于精准的时间,可以开展一系列的地下定位、导航和人员物品的管理等先进的应用。主时钟接收卫星或者原子钟的时间信息,利用网络,将各个接入点(AP)在轨道沿线串成一条线,每隔50米一个AP,整个时间网就这样串起来了,每个AP都可以出PPS/ToD的时间信号,用于给本地设备授时,设备可以是地铁控制系统,也可以是移动通信系统。除了授时,AP还可以同时接入各种业务数据,比如各种传感器数据、摄像头影像等,对关键数据可以实行打时间戳,用于后期的服务器分析处理。 如果AP的授时精准度达到了1ns,那么就可以进行30厘米范围的高精度定位,这种定位不但可以对地铁公司的各种物品进行管理,再也不会出现维修轨道后将维修设备忘在轨道上的安全事故了,甚至可以对众多的地铁员工进行精细化管理。可以实时知道上班出勤率、缺勤人员,安检人员位置情况,维持秩序的人员位置,随车安全人员位置,等等。如果AP用5G基站替换,那么对于所有的手机即可以进行精准定位和室内精准导航。酷鲨科技具有高精度1ns时间同步技术,可以将AP或者5G基站进行高精度的授时。 图3 “地基”(地面时间同步授时系统),相较于“天基”(依靠空中卫星授时)而言,具有无可比拟的天然优势。首先,地面授时抗干扰能力强,安全性高!无论是雷达、基站,还是敌方干扰机都无法对地面授时系统进行干扰;其次,地面授时比空中北斗授时精度更高,现阶段普通北斗接收机的授时精度在100纳秒水平,而酷鲨科技地面授时现已成功可达到1纳秒授时精度;第三,地面授时区域时间一致性会更好,即便主时钟丢了卫星信号,发生了时间偏移,从时钟时间也会紧跟主时钟,能有效确保在当前主时钟下的整体区域时间是一致的。GPS授时因为都跟踪的是卫星,各GPS授时点之间一旦没了卫星信号,时间各自偏移,那相互之间的偏差就无法确定,整个区域内时间也就千差万别,不一致;第四,地面授时系统,比起卫星授时而言,适用于更多应用场景,比如山洞、矿井、室内等。众所周知,这些区域是没有办法通过卫星接收机来获取时间的。由此,通过网络地面时间同步来实现授时在当先显得尤为紧迫。 酷鲨科技系列高精尖时频产品以卫星(GPS/北斗/Glonass)作为时间源,具有多种输出信号格式,输出端口可根据客户需要进行个性化配置;在失去卫星信号情况下可长时间守时;搜星性能好,信号稳定,可广泛应用于通信、电力、广电、医院、学校、企业、军工等多种需要精准时间同步领域。酷鲨科技另一显著优势在于,可让广大客户无需改网,无需将现网大量存在的普通交换机更换为1588BC/TC交换机,就能轻松实现精准亚微秒级的时间同步精度,让广大客户无需费时费力费钱改造现网,省钱省心! 酷鲨科技主营的系列高科技时频产品(CGM-I-3U/CGM-I-1U/CGM-C/Qg 2/EGM主时钟,C88/C68/C66核心板,P88/P68/P66单板,M88/M68/M66模块)均兼具“小强全省”(“小”表现为小巧玲珑;“强”表现为主时钟性能强,从时钟恢复时间精度强;“全”表现为特性、接口种类、定制方案、适应网络类型全;“省”表现为省心又省钱)全部特性,可帮助广大客户轻松实现纳秒级精准时间同步。当主时钟和从时钟之间有普通交换机时,从时钟的时间恢复精度为百纳秒级;中间具有SycE功能的非1588交换机时,时间精度能高达10纳秒。在 不久的未来,这一精度有望突破1纳秒。真正的小强全省,真正的物超所值! 作为地面精准时间同步领域的“领头羊”,酷鲨科技自成立来就一直专注于地面精准时间同步系列高精尖时频产品和技术的研发、生产与销售,为广大用户提供“端到端”和“点到点”的完整解决方案。我司精准时间同步技术因性能强、指标高、功能全等显著特性现已成为地面精准时间同步的不二之选,精准时间信息确保4G小基站更高效运行!

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