PTN的演进及承载时间相位同步技术分析——中国移动

1、ptn的演进及承载时间/相位同步技术分析 中国移动研究院网络所 李晗 2010年5月北京 目录 ptn部署情况和演进需求 ptnotn组网 oam和保护 lte承载 时间/相位同步承载技术分析 ptn接入环ptn接入环 已经部署超过5万 端ptn设备，承载 了基站、专线和 pon上联业务 接入层采用ge设 备，汇聚层以上 采用10ge设备， 环网、链形结构 为主 1:1 lsp保护，汇 聚环一般都跨接 枢纽楼 每个ip化基站的 业务和网管采用 相同vlan进行标 识，不同业务采 用priority标识 ptn部署情况 10ge汇聚环 图例： ptn 10ge设备 枢纽楼a rnc ge 枢纽楼

2、b ptn接入环 ptn ge设备ptn 末端设备 落地/系统， 业务终结/网 络组建 保护通道 工作 通道 ima e1 fe fe(o) rncrnc ge rnc 10ge汇聚环 olt pon / 汇聚设 备，汇 聚调度 ptn接入环ptn接入环 rnc前采用ptn网 关设备终结mpls 标签、ip地址和 vlan ptn与rnc对接保 护 lag 1:1 one box解决方案 e-otn 如何支持时间/频 率同步 s-otn otn还是太刚性 oduflex e-otn 演进需求1：otn+ptn组网 ptn汇聚环 图例： ptn 10ge设备 rnc rnc 枢纽楼a gege

3、rnc rnc gege 枢纽楼b rnc rnc gege 枢纽楼c otn传输平台 ptn汇聚环 ge/10ge ptn ge设备ptn 末端设备 汇聚设 备，汇 聚调度 落地设 备，业 务终结 波道/子 波道调 度，电 路保护 ptn接入环 保护通道 工作 通道 ima e1 fe fe(o) ge/10ge ge 演进需求2：g.8114-gach+y.1731 路由器平台架构 对于oam采用基于bfd扩展方式 仅规定了cc、cv和rdi三种功能，cc模式使用现有的ach码压缩进bfd ach包的方式实现cc 和rdi功能 对于线性保护采用基于te frr方式 采用psc倒换协议，定义

4、了9种保护倒换请求，需控制平面参与 对于环网保护希望通过线性保护来间接实现 wrapping和rom wrapping，采用psc倒换协议，使用pst标签栈来告知入口、下一跳和出 口的信息 传送平台架构 对于oam采用itu-t y.1731方式 实现功能有cc、cv、rdi、lb、ais、lck、tst、aps、lm、1dm和dm等，把携带oam信息的 pdu压缩到mpls-tp包中 对于线性保护采用itu-t g.8131方式 采用aps倒换协议，定义了13种保护倒换请求，不需控制平面参与 对于环网保护采用类似sdh的传送网方式 wrapping，采用aps倒换协议，使用源宿节点地址和ap

5、s协议来实现信息传送 演进需求3：ptn新增l3功能承载lte 核心层 汇聚层 接入层 pool mme sgwsgwl3 enb s1接口 mme sgwsgw enb x2接口 pool 动态l3 vpn lte载荷 ip头 eth头 ip头 vlan eth头 lte载荷 ip头 vlan eth头 pw标签 lsp标签 nni eth头 lte载荷 lte载荷 ip头 mpls标签 nni eth头 静态ip pw或 mpls静态路由 lte载荷 ip头 pw标签 lsp标签 nni eth头 l2 pcrf epc p-gw ptnce承载lte rncrnc 核心局房 dcn pt

6、n network ptn network mme s-gw nodeb enb nodeb nodeb enb 新增网元: s-gw, p-gw, mme 核心层 汇聚层 接入层 s-gwsgsn edge router hss mme s6a s3 s5/s8 rx ip services gx (ims, pss) sgi s11 s12 mme s10 rncrnc ptn network nodeb enb nodeb nodeb enb mme s- gw 新增网元: s-gw, p-gw, ptn新增ce承载lte mme 核心层 接入层 ptn network 汇聚层 目录 p

7、tn部署情况和演进需求 ptnotn组网 oam和保护 lte承载 时间/相位同步承载技术分析 td-scdma基站的时间同步需求 td-scdma利用tdd同频组网，空口具有+/-1.5us的高精 度时间同步需求，时间不同步将导致 时隙间干扰和上下行时隙干扰 相邻小区切换不成功 gps gps gps gps nodeb nodeb 传送网 gps/bd 每个基站加装gps地面组网通过1588v2传送时间 gps可靠性高，但一旦 gps系统干扰全网瘫痪 源采用gps/bd双模，提 高可靠性，还可利用源设 备守时保证本地网同步 gps天线故障率高，达到 1% 安装难，成本高 传输网电信级标准，

8、可靠 性5个9 大大节约成本 1588v2原理 ptp协议ieee 1588 v2 ieee 1588全称是 “网络测量和控制 系统的精密时钟同步协议标准”。 通过主从设备间消息传递，计算 时间和频率偏移以及中间网络设 备引入的驻留时间，从而减少定 时包受存储转发的影响，实现主 从时钟和时间的精确同步。 slave clock master clock 边界时钟 每个同步链上的相邻节点逐跳运行主从时 钟模式，逐级同步，最终ptn全网同步 slave clock master clock 透明时钟 时间树上的中间转发节点不运行ptp 协议，只对时戳包补偿转发延时。 11 1、网络pdv难以有效控

9、制，不能采用纯透传方式， 对于bc/tc模式也应该尽量降低last queue影响 90% 负载, 64byte,450ns 90% 负载, 1518byte,10us 无负载，250ns no load,250ns 90% 负载, 576byte,3200ns 2、发送和接收时间戳尽量靠近物理层减少pdv mac phy mac phy mac phy mac phy 传送网(ptn/otn) master clock ptp udp ip slave clock ptp udp ip master clock ptp udp ip slave clock ptp udp ip ptp me

10、ssage flowswitching functionsynchronization time stamptime stamptime stamptime stamp 3、跳数、倒换、温度、性能劣化对等因 素对于时间精度影响不大 ptn 采用 bc方式, 1pps+tod 接口, 同步以太 网提供频率同步 时间误差峰峰值 (9h) 10 hops: 252ns 20 hops: 253ns 30 hops: 266ns dut#1dut#2 dut#n gps etc. 1pps+tod 1pps 1ppstime test equipment ge ge -250 -300 50 0 -5

11、0 -100 -150 -200 050001000015000 0 -50 -100 100 50 200 150 250 050001000015000200002500030000 -50 -100 -150 0 50 150 100 050001000015000200002500030000 紧耦合和松耦合情况下 ，te峰峰值分别为22ns 和67ns。但紧耦合情况 下时钟锁定时间短，所 需ptp负载更小 在紧耦合情况下，当工 作于保持状态(5e-9) ， te峰峰值为100ns；当频 率处于自由振荡 (3.8e- 8)时，时间同步丢失 1pps+tod dut#1 1pps dut

12、#4 gege ge dut#2 time test equipment wander test equipment clk ge dut#3 1pps 2048khz/2048kbit/s 4、推荐采用syncebc组网模式 1pps+tod dut#5 gps etc. ge bc + syncebc + ptp frequency wrapper associated overhead non-associated overhead optical transport module otuk occoccocc client odukfecoh oh client opuk oh ops0 oos osc oh oh oh 5、otn承载1588 客户信号承载 上下行业务处理的 延时不对称 sncp保护倒换导 致收发路径不一致 光纤延时不对称难 以补偿 带内开销方式 fec、sfi/otl、 调制、解调带来的 时延不确定性 带外 osc方式 osc单板配置 难以用于单跨长距 离场景 6、1588v2在大规模ptn网络环境下，可以提供高