H3G奥地利决策层谋划对网络进行现代化改造，寻求一种新技术以实现网络性能的大幅提升并平滑向未来4G网络演进。
BASE是荷兰KPN的全资子公司，而BASE是比利时最好的运营商之一，拥有410万用户以及一系列品牌，如JIM Mobile、Ay Yildiz和BASE等。
据WIPO（世界知识产权组织）最新的报告，中兴通讯凭借2309件专利位居全球PCT专利申请第二，年中兴通讯连续两年蝉联第一。
全球知名咨询公司IHS的报告显示，2013年，中兴通讯LTE全球增速最快，全年LTE发货占全球近20%，中兴通讯跻身全球前三LTE设备供应商。
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ZXMP M720紧凑型城域波分产品
　　产品概述
　　ZXMP M720设备是iOTN系列的城域边缘层光网络产品。具有高集成度，大容量，业务接入汇聚能力丰富等特点，可以提供灵活的业务调度能力和完善的保护能力。　　
子架示意图一(有盖)　　　 　　　 & 子架示意图二(无盖)&
　　产品特点　　
　　集成度
　　其单子架高度仅为6U，可支持14个业务槽位；单个机架可安装6个子架，4个子架即可实现40波OTM配置，从而有效节约了机房面积和电源功耗，显著降低运行和维护费用。
　　传输容量
　　DWDM配置支持40×10G系统，CWDM配置支持18×2.5G系统，支持模块化平滑升级。
　　传输能力
　　DWDM系统单跨段可支持45dB的无电中继传输，多跨段支持18×22 dB、7×30 dB等无电中继传输；CWDM系统典型传输距离可达80KM，最大传输距离120KM。
　　多业务接入和汇聚
可接入包括STM-N（N=1、4、16、64）、FE、GE、10 GE、FC、ESCON、FICON、Infiniband、DVB、SDI/HD-SDI和any速率（100Mbit/s~4.25Gbit/s）等多种格式的信号；
可实现 4×STM-1/ 4 → STM-16; 4×STM-16 → OTU2，4×any速率（100Mbit/s – 2.67Gbit/s）→OTU1，4×any速率（1.0625Gbit/s – 4.25Gbit/s）→OTU2，24×GE+1×10GE → 10GE和8×GE+2×10GE → 10GE（带L2交换功能）等丰富的汇聚功能。
　　灵活的业务调度
　　ZXMP M720支持ROADM技术， DSS（分布式电交叉平台，交叉颗粒ODU0）以及L2交换等技术，构筑了一个智能化的立体的三层流量疏导体系，可以灵活的进行业务的调度和疏导。
　　完善的保护功能
支持主控板和电源板1+1保护；
支持链路光复用段1+1保护，光通道1+1保护和子波长1+1保护，极大的节约了波长资源。此外，L2交换应用场景下采用智能以太环网保护(ESR)技术从根本上解决了环网拓扑下的业务故障保护倒换的问题。所有保护倒换时间均满足50 ms的要求。
部分单板支持内置保护功能，有效节约槽位资源。
　　完善的监控信息传输功能
　　ZXMP M720系统支持带内带外监控，并支持光监控和电监控，可以根据应用场景灵活的选择监控方式。
　　全面支持时间时钟同步
　　ZXMP M720支持1588V2，支持同步以太网传输，强力支撑3G和LTE部署。
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下一代波分复用（WDM）系统发展趋势
　　1 PTN的技术特点
　　PTN(packettransportnetwork，分组传送网)是指针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设置的IP业务和底层光传输媒质之间的一个层面。PTN以分组业务为核心并提供多种业务，同时具备高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的OAM和网管、较高的可扩展性和性等。
　　目前，分组传送标准主要有T-MPLS和PBT2个阵营。T-MPLS基于-TG.805传输结构，主要改进包括通过消除IP控制层简化MPLS，以及增加传输网络需要的OAM和管理功能。PBT则源自IEEE802.1ah定义的PBB-TE(运营商骨干网桥接传输技术)，它关闭传统以太网的地址学习、地址广播以及STP功能，以太网的转发表完全由管理平面(将来的控制平面)进行控制;具有面向连接的特性，使得以太网业务具有连接性，以便实现保护倒换、OAM、QoS、流量工程等传送网络的功能。总体来说，目前主流PTN设备所实现的技术特点有：
　　?核心采用分组交换技术，同时集成了二层设备的统计复用、组播等技术，大大提升了带宽利用率;
　　?采用二层面向连接的先进分组技术，可以基于LSP实现路径和带宽规划、隧道监控和保护等，从而实现流量工程和多业务的QoS传送;
　　?提供多业务接口;
　　?采用同步以太网、IEEE1588v2、TOP技术实现时钟传送;
　　?采用SDH的环网保护技术实络的电信级QoS;
　　?采用业务端到端监控实现网络的可运营、可管理。
　　从PTN的技术特点可以看出，PTN的高带宽对TDM业务天然的支持能力，为tripleplay(多重播放)业务提供了完善的支持平台，标准OMCI的定义以及电信级的管理平台为其在接入网的大范围应用提供了坚实的基础。
　　随着业务的飞速发展，对数据接入的可移动性要求不断增强，支持高带宽、可移动、数据接入的系统的部署已经成为不可扭转的趋势。因此，有必要针对3G的发展，研究PTN在3G传送平台的应用，从而为实现PTN在整个传送网络中的大范围覆盖提供坚实的依据。
　　2 3G传送网的需求
　　在3G发展过程中，IMT-2000定义的3种主流技术是、和，这3种技术的主要区别在空中接口部分，其余部分的网络逻辑架构基本一致。3G系统主要由无线接入网络和核心网络2大部分组成，如图1所示。无线接入网络主要包括基站和无线网络控制器(RNC/BSC)两类节点，负责提供终端设备和核心网络的连接以及无线资源的管理和调配;核心网络包括电路交换域(CS)和分组交换域(PS)，分别用于处理电路交换业务和分组交换业务，主要由MSC、GMSC、SGSN、GGSN等设备组成。在目前的3G系统中，传送平台需要承载的业务主要包括以下2个部分。
　　?中心节点之间的业务。RNC/BSC与3G核心网络设备通常都安装在中心节点，中心节点之间的网络资源比较丰富，并且业务已经过相应的处理和收敛，一般只需提供透传处理即可。
　　?基站到RNC/BSC之间的业务。该部分业务是3G传送平台的重点业务，从传送网络的接入层一直覆盖到汇聚/核心层。目前，基站侧的Iub接口一般为E1、FE，RNC/BSC侧的Iub接口一般为STM-1、FE、GE。对于Iub的传输容量，按照目前各3G设备制造商的发展情况来看，对于室外的大型站，一般为3个扇区、3～4个载频的配置，每基站大概需配备3～8个E1或1～2个FE;对于室内小型覆盖系统，一般配置1～3个扇区、1个载频，每基站大概需配备1～2个E1或1～2个FE;考虑HSDPA(highspeeddownlink package，高速下行分组接入)的应用，下行数据速率将提高5倍左右，相对应，各基站需配备的传输接口容量也需增加5倍左右。而基站到RNC/BSC的业务类型比较丰富，需要保证各种等级业务类型的QoS。
　　此外，基站的时钟同步也是需要重点关注的方面。3G系统有无线和网络2种同步方式：无线同步主要是基于实现无线基站间和移动终端的同步;网络同步一般采用主从同步方式，时钟参考来自GPS、MSC或PSTN的同步基准信号，用于移动传输设备和的同步，要求接入网络必须有高精准的同步信号提供给各基站作支撑。
　　综上所述，3G传送平台的需求主要集中在Iub接口、业务QoS保证、传输容量、基站时钟提供、网管平台的实现等几个方面，具体如下。
　　?Iub接口和业务QoS保证。能同时提供E1、STM-1和FE接入。对于E1、STM-1接入，需严格按照TDM业务进行传送，保证其时延、抖动等性能指标;对于FE接入，需区分各种业务等级，并保证各种业务等级的QoS。
　　?传输容量。基站容量按片区覆盖进行划分，考虑每个接入片区覆盖10～20个基站。如按15个基站计算，假设其中1/5的基站为宏基站，每个基站需要的带宽为16～20Mbit/s;3/5的基站为中型基站，每个基站需要的带宽为8～10Mbit/s;1/5的基站为微蜂窝站，每个基站需要的带宽为4～5 Mbit/s。15个基站共需带宽约200 Mbit/s。对于将来HSDPA的应用，这种典型组网结构届时每接入片区下行速率将达到850～1 000 Mbit/s。
　　?基站时钟提供。3G传送网结构复杂，对时钟同步的要求很高。
　　?网管平台的实现。由于基站往往无人值守，因此要求传送设备提供各种网管通道和环境监控功能，从而实现网络设备的可运营、可管理。
　　3 PTN在3G传送网中的应用
　　根据前面对PTN技术特点的阐述，可以看出以分组为核心的PTN具有很多天然的技术优势，面对移动运营商即将部署的3G网络，PTN在移动传送网中完全可以找到合理、准确的定位。3.1PTN对3G传送网的适应性
　　针对3G传送网对业务传送的各种需求，PTN对3G业务传送的适应性是由其系统特性和技术体制决定的。
　　3.1.1业务接口和容量的提供
　　PTN设备目前能提供3G系统基站和核心设备所需的各种业务接口，如E1、FE、GE等，在业务接口方面完全满足3G接入平台的需求。
　　在容量方面，目前PTN设备采用环网结构，一般环上带宽为GE/10GE，大大突破了传统SDH接入环155/622Mbit/s带宽的限制，完全可以满足3G系统现在以及将来HSDPA应用的带宽需求。
　　3.1.2各种业务的传送
　　(1)E1业务的传送
　　对于3G基站目前广泛应用的E1接口，其时延、抖动等性能指标要求满足G.703的相应规定。PTN系统目前一般采用PWE3的方式来承载3G的E1业务，TDMPWE3支持非结构化和结构化两种模式，其封装支持MPLS格式。
　　(2)FE/GE业务的传送
　　随着3G系统的发展，3G将越来越广泛地采用IP方式来承载业务，在接口方面，则表现为采用FE/GE接口进行业务的传送。
　　在3G发展进程中，带宽的扩展主要集中在用户数据业务，数据业务的发展与经济、服务内容、用户的消费观念等息息相关，业务需求不确定性较大，PTN单环的带宽可达到GE/10GE，并可随时动态地对各种数据业务进行带宽调整，完全可以满足3G数据业务动态发展的需求。
　　3G时代的业务将更加丰富多彩，语音、视频、数据、组播业务等各种不同QoS需求的业务将在同一张网络中进行传送。相比传统的传送设备，PTN系统具备完善的业务类型识别手段和QoS灵活调度机制，可保证不同等级业务的服务质量。
　　(3)时钟同步的提供
　　PTN系统目前普遍采用的时钟同步技术有3种：基于物理层的同步以太网技术、基于分组包的TOP技术和IEEE1588v2技术。其中同步以太网技术和TOP技术都只能支持频率信号的传送，不支持时间信号的传送;IEEE1588v2技术采用主从时钟方案，对时间进行编码传送，时戳的产生由靠近物理层的协议层完成，利用网络链路的对称性和延时测量技术实现主从时钟的频率、相位和绝对时间的同步。利用这些技术，PTN可以实现高质量的网络同步，也可以解决3G基站回传中非常重要的时钟同步问题。
　　3.1.3OAM和保护倒换
　　基于T-MPLS的PTN具有强大的OAM功能和性能监控能力，基于PBB的PTN则借助EthernetOAM来实现OAM管理。因此，采用PTN组建3G传送网可以实现网络的电信级OAM能力。同时，PTN借鉴了SDH的环网和线性保护，可以保证50ms的业务保护倒换时间，使3G业务的传送更加高效、安全。
　　3.2PTN在3G传送网中的应用策略
　　就业务接口而言，3G网络中数据业务的比例将越来越高，需要的链路资源越来越多、越来越灵活，PTN可以提供E1和FE/GE数据接口。
　　就业务带宽而言，PTN目前环网带宽一般为GE/10GE，为3G新业务的开展奠定了一个优质的带宽基础。对于将来3G系统中HSDPA的应用，可以方便地进行业务的升级和网络的扩容。
　　就业务QoS保证而言，PTN的高带宽是由多用户共享，并提供资源预留、优先级、QoS保证，带宽可管理、可灵活分配，非常适合提供运营商级的服务。
　　就网络管理而言，采用PTN作为统一的业务承载平台，使得用一套管理系统对整个接入网络进行管理成为可能。
　　PTN与3G传送平台的典型组网如图2所示，PTN应用于宽带接入网，在提供各种基站业务传输的同时，提供基站所在区域的各种宽带业务接入，一网多用，将有利于宽带接入网的统一规划和管理，并且有利于在接入平台上提供各种高带宽的新型业务，为电信运营商带来新的利润增长点。
　　当然，PTN的相关技术和标准尚不完善，目前暂不具备大规模商用的条件，但是PTN集合了分组和SDH的优点，能够真正实现综合业务的接入，能够实现电信级的保护和OAM管理。从中长期来看，PTN不仅具备在3G传送平台上广泛应用的先天条件，而且能在整个城域网得到大范围的应用。
[ 责任编辑：于捷 ]
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一． 1588v2简介 　　1588发展历程 为解决以太网 定时同步 能力的不足，计算机和网络业界开发出一种软件方式的网络时间协议（NTP），以提高各网络设备之间的定时同步能力。后续NTP版本的同步准确度可以达到μs 级，但是仍然不能满足测量仪器和工业控制所需的准确度。为了解决测量和控制应用的分布网络定时 同步的需要， IEEE1588标准诞生。 　　IEEE1588协议的全称是“网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准”，是通用的提升网络系统定时同步能力的规范，使分布式通信网络能够具有严格的定时同步，并且应用于工业自动化系统。基本构思是通过硬件和软件将网络设备（客户机）的内时钟与主控机的主时钟实现同步，提供同步建立时间小于10μs的运用，与未执行IEEE1588协议的以太网延迟时间1，000μs相比，整个网络的定时同步指标有显著的改善。 　　IEEE1588的特点： 　　1. 早期的网络时间协议（NTP）只有软件，而IEEE1588既使用软件，亦同时使用硬件和软件配合，获得更精确的定时同步； 　　2. GPIB总线没有同步时钟传送，依靠并行电缆和限制电缆长度（每器件距离）不超过5m来保证延迟小于30μs； 　　3. GPIB的数据线与控制线是分开的，VXI和PXI两种总线分别在VME和PCI计算机总线上扩展，都要增加时钟线。IEEE1588无需额外的时钟线，仍然使用原来以太网的数据线传送时钟信号，使组网连接简化和降低成本 　　4. IEEE1588采用时间分布机制和时间调度概念，客户机可使用普通振荡器，通过软件调度与主控机的主时钟保持同步，过程简单可靠，节约大量时钟电缆 　　IEEE1588协议目前已发展到v2版本。1588v2对v1进行了完善，提高了同步的精度；引入透明时钟TC模式，包括E2E透明时钟和P2P透明时钟，计算中间网络设备引入的驻留时间，从而实现主从间精确时间同步，并新增端口间延时测量机制等，通过非对称校正减少了大型网络拓扑中的积聚错误 　　1588v2时钟实现原理与思想 　　IEEE 1588v2作为一种主从同步系统，在系统的同步过程中，主时钟周期性发布PTP时间同步协议及时间信息，从时钟端口接收主时钟端口发来的时间戳信息，系统据此计算出主从线路时间延迟及主从时间差，并利用该时间差调整本地时间，使从设备时间保持与主设备时间一致的频率与相位。IEEE1588可以同时实现频率同步和时间同步，时间传递的精度保证主要依赖于两个条件计数器频率准确和链路的对称性。 　　二．授时技术对比 　　传统的地面时间同步链路是采用NTP(Network Time Protocol)传送方式实现，目前已发展到v4版本，SNTP为NTP的简化版，标准为RFC 2030（SNTPv4）。该协议最大的缺点只能满足ms级别的时间传递精度，这对于高精度时间同步所需ns级 时间精度是远远不够的。 　　而采用单向信道的GPS时间同步系统，虽然同步信号的获得稳定可靠，精度高，但价格高（设备、安装、维护成本）、施工难度大（基站放在地下室）、失效率也高，同时存在政治和安全风险。 　　与传统授时技术相比，IEEE158v2有着明显的优势。其采用双向信道，精度为ns级，费用低，能适应不同的接入环境等等。在对精度不断要求提高的行业背景下，1588已成为一种发展的必然趋势。 　　 GPSNTP北斗原子钟IEEE1588V2典型授时精度20ns10ms100ns10ns100ns需要卫星覆盖需要不需要需要不需要不需要锁定时间40s30ns60s60ns综合成本中低高高低支持以太网端口不支持支持不支持不支持支持可控性低高中高高安全性低低高高中可靠性中高中高高三．1588v2时钟电力行业使用案例 　　电力系统对统一时间的要求愈来愈迫切，高精度、高可靠的时间同步网已经成为现代化电力系统稳定运行的重要基础。 　　1.应用需求 　　现有电力系统大都是通过在变电站等机房内部配置GPS卫星接收机的方式来获得时间信息。其不具备各分散GPS接收机的网管能力，因此由于时间同步不良而可能导致的各种问题无法预防，且GPS接收机广泛使用，各站点不能共享，资源浪费严重；GPS信号一旦发生故障，则守时性能低，同步质量下降。 　　只有具备了统一精确的时间源，才可以更好的实现各系统的运行监控和故障分析，可以通过各种电力系统自动化控制设备的开关动作、调整的先后顺序及准确时间来分析事故的原因及过程。 　　1588v2时钟产品无疑成为首选！ 　　2.应用场景 　　电力行业迅速发展，与其相关的自动化产品亦不断增长，在电力系统的许多领域，诸如时间顺序记录、继电保护、故障测距、电能计费、实时信息采集等等都需要有一个统一的、高精度的时间基准。如“线路行波故障测距装置”、“雷电定位系统”等时间同步精度需要达到μs级的要求；“变电站监控系统”、“配电网自动化系统”等自动化控制和监测类设备时间同步精度需要达到ms级的要求。 1588技术可广泛应用于电力设备。 　　 电力系统常用设备或系统时间同步精度要求推荐使用的时间和同步信号线路行波故障测距装置优于1 usIRIG-B或1PPS+串口对时报文同步向量测量装置优于1 usIRIG-B或1PPS+串口对时报文雷电定位系统优于1 usIRIG-B或1PPS+串口对时报文故障录波器优于1 msIRIG-B或1PPS/1PPM+串口对时报文事件顺序记录装置优于1 msIRIG-B或1PPS/1PPM+串口对时报文微机保护装置优于10 msIRIG-B或1PPS/1PPM+串口对时报文安全自动装置优于10 msIRIG-B或1PPS/1PPM+串口对时报文电能量采集装置优于1 s网络对时NTP或串口对时报文负荷/用电监控终端装置优于1 s网络对时NTP或串口对时报文负电荷监控、用电管理系统主站优于1 s网络对时NTP或串口对时报文电子挂钟优于1 s网络对时NTP或串口对时报文调度生产和企业管理系统优于1 s网络对时NTP或串口对时报文配电网自动化/管理系统主站优于1 s网络对时NTP或串口对时报文..........[@more@]
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> GPON系统1588时间同步技术的研究与应用
GPON系统1588时间同步技术的研究与应用
摘要：作为移动通信的方案需要支持高精度的，本文首先简单介绍了IEEE
1588v2协议基本机制，然后分析了在系统中实现1588的几大难点，并介绍了烽火特殊系统框架下的实现方案架构，给出了可靠的测试数据，最后针对GPON系统还存在的问题提出了针对性的建议。本文引用地址：关键词：;时间同步;;GPON;近年来，随着3G技术的普及和4G时代的来临，无线业务出现了爆炸式的增长。如果仍采用租用E1/T1的回传方式，网络的OPEX将因为带宽业务的增长而不断上升，因此急需成本低廉而且业务安全和质量有保证的解决方案。利用GPON的多业务汇聚能力可以实现基站回传，并且相对于PTN和IP
RAN方案有着巨大的成本优势，有望成为未来小型基站回传的主导模式。在现网的移动通信制式中，3G的CDMA2000、TD&SCDMA制式以及4G的
WiMAX/LTE制式，都使用了同步基站技术，基站工作的切换、漫游等都需要高精度的时间同步提供精确的时间控制。现阶段应用最为成熟和广泛的时问同步技术是GPS卫星授时方式，但是存在成本高，选址施工困难，故障率高，政治不安全因素等问题，不是大规模使用的理想方案。基于硬件时间戳技术和网络时间同步协议的IEEE1588v2时间同步可以达到ns级的时间同步精度，克服了GPS卫星授时的各种弊端，已经被运营商接受为未来的主流的时间同步技术。由此可见，PON必须支持IEEE1588v2时间同步才能应用于回传网络中。1 IEEE1588v2时间同步技术简介1.1 IEEE1588v2协议简介IEEE1588中文全称是&网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准&，它定义了一种精确时间协议PTP(Precision Time
Protocol)，用于实现网络中不同设备间的精确时间同步。协议共有两个版本，v2版本针对通信网的特点进行了改进，更适合通信领域的应用。IEEE1588v2时间同步需要软件协议和硬件高精度时间戳技术结合实现。1.2 时延测量机制时延测量机制是1588时间同步的最为核心的部分，基本原理是采用主从时钟方式，通过节点之间交换PTP协议报文测量对称网络之间的时延确定主从时钟之间的时间偏差，由此纠正从时钟的时间实现同步。因此需要软件协议和硬件时间戳技术的结合才能完成。时延测量机制几种报文交换和时戳获取的一般过程如图1所示。图中t1是Master时钟发送Sync报文时，Master时钟本地的时间;t2是Slave时钟接收Sync报文时，Slave时钟本地时间;t3是
Slave时钟发送Delay_Req报文时，Slave时钟本地时间;t4是Master时钟接收Delay_Req报文时，Master时钟本地的时间，并写入Delay_Resp报文中发送给Slave时钟。假设主从时钟之间的链路时延是对称的，即报文交互的上下行所用时间相同时，从时钟根据已知的
4个时间值，可以计算出与主时钟的时间偏移量和链路时延。设主从时钟之间的链路时延为Delav，主从时钟之间的时间偏差为Offset，可以得到时延测量机制的前提是：主从时钟之间的链路时延是对称的，也就是tms=tsm=Delay。如果不对称的时延是固定的，可以在实际测试中通过补偿来修正，时延不固定将带来直接误差，1588自身机制无法检测和消除这种误差，并且能够累积传送到下游时间节点。需要注意的是，t1时戳的获取方式有one_step模式和two_step模式两种，one_step模式由Svnc报文直接获取，而two_step
模式是由一段时间后发送的Follow_Up报文发送获取，如图1中所示。这两种模式只与芯片处理能力有关，不影响时延测量计算方式。1.3 时钟模型IEEE1588v2将网络中每个支持1588的节点设备定义为一个时钟，根据不同的应用场景协议定义了OC、BC、TC这3种时钟模型：1)普通时钟OC(Ordinay Clock)。网络始端或终端设备，该设备只有一个PTP端口，只工作在Slave或Master状态。2)边界时钟BC(Boundary
Clock)。网络中间节点设备，该设备有多个PTP端口。其中一个端口可作为Slave，设备系统时钟和时间通过此端口同步于上一级设备，其他端口作为
Master，提供给下一级时间节点的Slave端口用作同步，实现逐级的时间传递。3)透传时钟TC(Transparent
Clock)。网络中间透传时间设备，该设备不终结PTP同步报文，也不用同步于上一级设备。只是对报文中修正域数据进行更新，并转发到下一节点。按照链路时延计算方式，可分为E2E(END
TO END)和P2P(PEER TO PEER)两种。E2E模式：在始端和末端交互报文，进行线路时延的计算。在中间节点只计算驻留时间并修正correction Field。P2P模式：在始端到末端的每一段都进行线路时延和节点驻留时间的计算，将计算的值累加并修正correction Field，传送给末端。1.4 BMC算法IEEE1588v2中定义了最优时间源算法BMCA (Best Master Clock
Algorithm)，能够自动选择时间同步网中的最优时间服务器，自动选择同步路径，并能在时间源故障和链路故障时，自动实现时间源和同步路径的切换。
BMC算法通过每个PTP端口接收到的Announce报文获取每条同步路径对应的GM(祖父时钟)的信息，根据数据集比较算法按照一定的顺序依次比较不同GM之间的各项时钟信息，选出最优的时钟，最后通过状态决策算法决策最佳的GM对应的PTP端口，完成选源操作。这3个流程会根据设定的周期重复进行。对于同一个域中的时钟节点设备，不论网络中部署了几个不同的时间服务器，只要各节点时钟都是统一于IEEE1588v2的BMC算法，协议就能根据GM不同的参数配置，实现有条不紊的时间源选择和切换。2 GPON系统时间同步技术研究2.1 OLT与ONU之间的同步机制在GPON系统中，OLT和ONU与一般的时间同步节点应用场景一致，可以直接参考PTN设备的设计理念，OLT与ONU之间的同步则不能参考。OLT下行和ONU上行通过不同的波长在同一根光纤中实现波分复用(WDM)，但是OLT下行采用广播方式，时延较小，ONU上行使用TDMA方式发送数据，依照OLT的授权时间片来发送，因而上行时延难以控制，对于链路对称性有严格要求的1588时延测量机制来说，这是不可容忍的。在GPON系统中，下行时延可以通过测距获得，因此可以不使用IEEE
1588v2的延时测量机制计算时延。OLT从上级时间同步源同步了时间后，OLT与ONU之间可以通过其内部机制进行时间同步，ONU通过由OLT下行某一帧中所带精确时间信息，加上通过测距算得的时延来同步自身的时间，其基本原理如图2所示，GPON基于125us帧传输，每个帧头固定有一个
super frame指示位，以此来标记时间。GPON系统中OLT与ONU之间的这种机制由ITU&T在G.984.3_AMD_2中进行了详细定义，包含高精度时间信息的的ToD消息通过OMCI通道发送给ONU。具体步骤如下：1)OLT选取未来的super
frame计数为N的某下行帧发送时间作为同步时间参考点，并计算出陔下行帧帧头到达零距离时延ONU的时间TstampN，如式3所示TsendN表示预测的未来超帧计数为N的超帧发送时的内部参考时间点，△OLT表示在OLT内部的时延。n1310和n1490分别表示波长为1 310
nm和1 490 nm的上下行光对应的折射率;2)计算出该时间TstampN并存储同步时间关系对(N，TstampN)，在此后的任意时刻，OLT都可选取某一下行帧将此关系对通过OMCI通道下发给任意某ONUi;3)该ONUi根据自身的EqD以及处理时间等计算出序号为N的下行帧帧头到达本地的准确时间TrecvN,i，如式(5)所示△i表示在ONU内部的时延;4)当序号为N的下行帧到达ONUi时，ONUi将本地时间调整为TrecvN,i，从而完成与OLT的时间同步。2.2 GPON系统的时钟模型GPON系统由于自身架构的复杂，在时钟模型的分析上相对于PTN设备也有所不同。若将GPON作为一个整体分析，OLT上接承载网时钟节点，ONU下接基站，即有Slave端口也有Master端口，应该视作一个BC;但是将GPON各个部分分开分析，OLT和ONU几乎是两个独立的时钟节点，并且
OLT处终结了1588，ONU处是作为起点发起1588，这就可以将OLT和ONU视为OC模型。因此，可以将GPON看作一个由两个背靠背的OC组成的BC模型，如图3所示。2.3 GPON系统的时钟同步高精度的时间同步是以高精度的时钟同步为基础的，目前的1588时间同步方案中，为了实现稳定的时间同步性能，都使用了1588+SyncE的混合同步方式。在GPON系统架构下OLT可以从上游的物理线路中提取同步以太网时钟，也可以通过纯1588v2协议来实现频率同步，这个频率也是与上游同源的，并且都可以向下游传递;OLT到ONU之间也支持SvncE同步以太网时钟同步;ONU再将从OLT获得的时钟继续向下游基站传输，这样就与核心网组成了不间断的SyncE频率同步网络。3 GPON系统时间同步系统设计在整个GPON系统实现时间同步需要经过3个部分的流程：OLT与上游设备的同步、OLT和ONU之间的同步、ONU与下游基站的同步。
OLT作为GPON的时间接入点，支持带内1588方式同步于上游承载网时间节点，同时还需要预留带外1PPS+TOD接口同步于GPS时间作为备用;在
ONU侧，ONU作为GPON的时间输出点，支持带内1588方式与下游基站进行同步，同时还需要预留带外1PPS+TOD接口直接输出给支持带外方式的基站使用;OLT与ONU之间则是通过ITU&T在G.984.3_AMD_2中定义的内部机制由OMCI通道下发ToD给ONU进行同步。在频率同步方面，GPON整个系统都支持SyncE频率同步，并且OLT预留了BITS时钟接口，ONU也能直接输出2
M时钟。系统框架如图4所示。4 实验与结论文中提出的这套方案已经在烽火通信GPON设备中得到实现，并且进行了全面的系统测试，获得了全面的测试数据。使用OLT的带外接口同步GPS的1PPS+TOD，并由ONU的1PPS+
TOD接口直接输出，这里主要验证OLT与ONU之间的内部机制，测试时间150000 s左右，TIE性能为-0.5～+1.5
ns，曲线如图5所示，结果表明内部机制完全符合指标。配置OLT和ONU都使用带内1588方式同步，验证整个系统时间同步性能，测试时间65
000s左右，仪表Slave端口的CTE\DTE性能，滑动平均窗口10 s，性能为-42～22.5
ns，曲线如图6所示，系统的时间同步性能稳定，并且符合测试指标，此套设计方案可行。5 结束语本文提出的GPON系统时间同步方案在烽火的GPON设备中得到实现，用大量的实验室测试进行了验证，目前已经在武汉电信、湛江移动、福州移动等LTE基站回传现网试点进行了测试，测试性能良好，已具备商用条件。GPON有着优异的多业务承载能力，时间同步技术发展也十分迅速，相信未来将成为小型基站回传的主流方案;同时，GPON对1588时间同步的支持，弥补了1588在接入网侧的空白，有助于全网组建1588时间同步网。
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