當(dāng)前位置:首頁(yè) > 通信技術(shù) > 通信網(wǎng)絡(luò)
[導(dǎo)讀] 本文旨在讓移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和他們的設(shè)備供應(yīng)商了解,隨著當(dāng)前和下一代技術(shù)使得網(wǎng)絡(luò)進(jìn)步,同步要求已經(jīng)發(fā)生了變化,特別是由于同步規(guī)范變得更嚴(yán)格且更難以滿足,所以對(duì)優(yōu)良的保持性能(holdover per

本文旨在讓移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和他們的設(shè)備供應(yīng)商了解,隨著當(dāng)前和下一代技術(shù)使得網(wǎng)絡(luò)進(jìn)步,同步要求已經(jīng)發(fā)生了變化,特別是由于同步規(guī)范變得更嚴(yán)格且更難以滿足,所以對(duì)優(yōu)良的保持性能(holdover performance)的需求成為了關(guān)注重點(diǎn)。在主同步源運(yùn)行中斷或受損時(shí),保持特性允許繼續(xù)進(jìn)行服務(wù)運(yùn)營(yíng)。典型的基于晶體鐘保持能力的解決方案僅能提供一段相對(duì)較短的時(shí)間來(lái)恢復(fù)高級(jí)業(yè)務(wù),但對(duì)于現(xiàn)有的3G和4G基站,銣 (rubidium)原子鐘的保持能力卻可以滿足新LTE-TDD基站的嚴(yán)格要求達(dá)24小時(shí)乃至更長(zhǎng)的時(shí)間。

對(duì)于移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō),精確同步(sync)和定時(shí)是必不可少的,以確保基站之間呼叫信號(hào)的成功切換和準(zhǔn)確的傳輸,以及傳輸實(shí)時(shí)服務(wù)并符合無(wú)線電頻率法規(guī)。當(dāng)定時(shí)或同步丟失時(shí),抖動(dòng)和漂移、封包丟失和丟幀會(huì)降低服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service, QoS),并對(duì)最終用戶體驗(yàn)產(chǎn)生負(fù)面影響。假如單個(gè)基站漂移至規(guī)定的頻率之外,那么用戶體驗(yàn)將受到呼叫干擾、掉話和受損數(shù)據(jù)服務(wù)的影響。假如違反了電信規(guī)則如E911的要求,運(yùn)營(yíng)商便可能會(huì)承擔(dān)額外的費(fèi)用如報(bào)告停用,并遭到審查,另外還有可能被判罰款和牽涉潛在的法律訴訟。

正如所有的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)功能,即使發(fā)生主要網(wǎng)絡(luò)組件的失效或停用時(shí),同步和定時(shí)解決方案也必須實(shí)施。當(dāng)主同步源中斷或不可用時(shí),保持性能即是維持網(wǎng)絡(luò)同步穩(wěn)定的能力。在定時(shí)或同步基準(zhǔn)丟失的情況下,保持性能可以確保網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)運(yùn)行并可幫助保護(hù)運(yùn)營(yíng)收益。通過(guò)延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)維持運(yùn)行的時(shí)間而無(wú)需上門服務(wù)(truck roll),更長(zhǎng)的保持性能周期實(shí)現(xiàn)了更有效的操作響應(yīng)。隨著蜂窩網(wǎng)絡(luò)過(guò)度到4G/LTE,銣原子鐘為網(wǎng)絡(luò)保持性能提供了最佳性能的解決方案,并且能夠在網(wǎng)絡(luò)性能降質(zhì)之前檢測(cè)到主同步信號(hào)中的微小誤差。相比其它保持性能的技術(shù),采用嵌入式銣原子鐘的基站設(shè)備可以更長(zhǎng)時(shí)間地保持精確性能和支持高QoS。

背景

傳統(tǒng)的時(shí)分多路復(fù)用(time division mulTIplex, TDM)數(shù)字電信網(wǎng)絡(luò),采用兩種類型的同步原理來(lái)維持同步,即主基準(zhǔn)時(shí)鐘(primary reference clocks, PRC),也稱為主基準(zhǔn)源(primary reference sources, PRS),和時(shí)鐘分配系統(tǒng),通過(guò)物理路徑來(lái)提供同步。PRC或PRS使用銫 (cesium) 原子鐘或者全球定位系統(tǒng)(global posiTIoning system, GPS)來(lái)為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其它時(shí)鐘的同步提供基準(zhǔn)信號(hào)。同步分配系統(tǒng)也稱為大樓綜合定時(shí)供給系統(tǒng) (building integrated TIme supplies, BITS)、同步供給單元(synchronizaTIon supply units, SSU) 或獨(dú)立同步設(shè)備(stand alone synchronization equipment, SASE),選擇進(jìn)入基站的其中一個(gè)主時(shí)鐘源作為有效同步基準(zhǔn)。同步分配系統(tǒng)提供同步輸出至所有中央辦公室網(wǎng)絡(luò)單元。基準(zhǔn)信號(hào)一般用來(lái)減小抖動(dòng)和漂移,并在保持模式下維持運(yùn)行。

從TDM到分組網(wǎng)絡(luò)的過(guò)度要求在同步架構(gòu)上有所改變,因?yàn)槭チ嗽具\(yùn)送同步信號(hào)的TDM鏈路,同步信號(hào)會(huì)中斷,而異步以太網(wǎng)不提供網(wǎng)絡(luò)單元之間的物理電路,因此基站的同步必須使用如IEEE 1588 (PTP)的封包定時(shí)技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)成封包回程、或在基站處安裝GPS天線和接收器來(lái)提供。在定時(shí)或同步基準(zhǔn)丟失的情況下,保持性能就成為確保最佳網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵。

保持性能的重要性

無(wú)論使用何種主要技術(shù)來(lái)同步分組網(wǎng)絡(luò),在基站的規(guī)定要求內(nèi),采用銣原子鐘技術(shù)是支持4G/LTE服務(wù)的一個(gè)關(guān)鍵。為確保網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)運(yùn)行,建議服務(wù)供應(yīng)商部署銣原子鐘技術(shù)來(lái)確保GPS或者PTP同步網(wǎng)絡(luò)的保持性能。

在有些基站雖然安裝GPS接收器提供服務(wù)但其僅能斷續(xù)接收到GPS信號(hào),例如建筑物內(nèi)部、地下和市中心區(qū)域,保持性能對(duì)于基站的運(yùn)行是至關(guān)重要的。在由外部事件引起的GPS運(yùn)行中斷期間,,保持性能技術(shù)也是保持同步所必須的,例如在2007年美國(guó)海軍意外干擾了圣地亞哥地區(qū)的GPS信號(hào)。任何保持性能技術(shù)可以在基站的規(guī)范要求內(nèi)實(shí)現(xiàn)的持續(xù)時(shí)間是至關(guān)重要的。因?yàn)槿魏瓮C(jī)時(shí)間都會(huì)影響客戶的滿意度,而且某些故障需要上門服務(wù),可能無(wú)法在幾個(gè)小時(shí)而是需要一整天或更長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù),這大大影響了用戶體驗(yàn)質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。

保持性能的要求和技術(shù)

通過(guò)將可以暫時(shí)保持同步信號(hào)的振蕩器或原子鐘安裝在移動(dòng)電話基站收發(fā)信臺(tái)(base transceiver stations, BTS)中,可以實(shí)現(xiàn)保持性能。保持性能的時(shí)間可以從幾個(gè)小時(shí)到幾天,這取決于振蕩器技術(shù)(晶體鐘或銣原子鐘)、環(huán)境因素(溫度和溫度變化)、以及實(shí)施質(zhì)量(考慮并適應(yīng)老化影響的算法)。

保持性能的要求視乎類型、復(fù)雜性和運(yùn)營(yíng)商要求而不同。4G/LTE時(shí)分雙工(time division duplex, TDD)網(wǎng)絡(luò)較2G/3G網(wǎng)絡(luò)具有更嚴(yán)格的定時(shí)要求,某些應(yīng)用如基于位置的服務(wù)和E911需要采用更嚴(yán)格的同步要求,才能夠從基站進(jìn)行三角測(cè)量來(lái)準(zhǔn)確地定位手機(jī)。

隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,需要更高的同步精度。GSM和UMTS要求在傳輸接口上 的頻率同步精度為16ppb((parts per billion, ppb),不要求相位同步。CDMA 2000增加了± 3到10微秒(μs)的相位同步要求,而4G/LTE TDD基站要求± 1.5 μs的相位同步精度(圖1)。

圖1:同步要求

最常用的具有保持性能的是恒溫晶體振蕩器 (oven controlled crystal oscillator, OCXO),以往它一直能夠滿足GMS/UMTS和CDMA網(wǎng)絡(luò)需求。展望未來(lái),銣原子鐘是一個(gè)更好的解決方案,提供更高等級(jí)的性能和精度,并具有更長(zhǎng)的保持時(shí)間。這是一個(gè)典型的實(shí)施基準(zhǔn):在目標(biāo)基站溫度環(huán)境中,銣原子鐘可以保持1.5微秒精度長(zhǎng)達(dá)24小時(shí),而在相同條件下,晶體振蕩器僅能確保在24小時(shí)下達(dá)到8微秒。(圖2)

圖2: 24小時(shí)保持性能

即使對(duì)于精度要求并不嚴(yán)格的2G/3G環(huán)境,銣原子鐘也提供了明顯優(yōu)勢(shì),因?yàn)楦L(zhǎng)的保持時(shí)間可省去周末或夜間的上門服務(wù) (truck roll)。

我們必須指出的是,不同等級(jí)的振蕩器提供不同的保持性能,當(dāng)然在成本上也是不同的。此外,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)也可以產(chǎn)生重大影響;例如軟件算法可以彌補(bǔ)由于振蕩器老化而產(chǎn)生的精度變化。圖3展示了恒溫晶體振蕩器與銣原子鐘的時(shí)間漂移比較。重點(diǎn)是,對(duì)于基站來(lái)說(shuō),在類似的環(huán)境情況和價(jià)格/性能范圍內(nèi),銣提供的保持性能明顯勝過(guò)晶體振蕩器。

圖3:隨時(shí)間的漂移

支持銣原子鐘保持技術(shù)的其它重要因素有:

● 最新的小型銣原子鐘與用于保持性能的OCXO器件的大小和外形相同,易于嵌入到設(shè)備設(shè)計(jì)中。

● 創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了更低的功耗,而動(dòng)力性能將繼續(xù)改進(jìn)

● 最重要的是,銣原子鐘的成本銳減:五年前的價(jià)格是兩年前的兩倍,今天技術(shù)創(chuàng)新延續(xù)了價(jià)格下降的趨勢(shì)。

未來(lái)的同步和保持性能技術(shù)

運(yùn)營(yíng)商服務(wù)可用性一直依賴于冗余和備份解決方案來(lái)滿足他們客戶的期望。用于分組網(wǎng)絡(luò)的可靠端對(duì)端同步解決方案要求在基站使用主同步源 (無(wú)論是IEEE-1588 PTP還是GPS) 和嵌入式銣原子鐘。復(fù)雜算法可自適應(yīng)管理 (adaptively manage) GPS和其它同步信號(hào)源,從而提供更佳的同步輸出精度和穩(wěn)定性。在這個(gè)解決方案中,不同的技術(shù)彼此輔助以延長(zhǎng)銣原子鐘的保持時(shí)間,而且基站也可以安裝在過(guò)去無(wú)法安裝的位置上。這個(gè)方法已經(jīng)進(jìn)行了部署測(cè)試,并已針對(duì)運(yùn)營(yíng)商做好加入4G/LTE增建計(jì)劃的準(zhǔn)備(圖4)。

圖4:用于4G/LTE增建的多種同步技術(shù)

結(jié)論

隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)向4G/LTE方向發(fā)展,以及更嚴(yán)格相位要求的增加,同步要求變得更加嚴(yán)格。為滿足1.5 μs的相位要求并確保網(wǎng)絡(luò)持續(xù)運(yùn)行,需要采用銣原子鐘來(lái)提供網(wǎng)絡(luò)保持性能,并在同步信號(hào)丟失時(shí)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)。銣原子鐘結(jié)合了性能、成本和易于實(shí)現(xiàn)的特性優(yōu)勢(shì),其價(jià)值對(duì)于基站臺(tái)接收站(base transceiver station)越來(lái)越具吸引力。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國(guó)汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開(kāi)發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來(lái)越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來(lái)越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場(chǎng)的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開(kāi)幕式在貴陽(yáng)舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語(yǔ)權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤(rùn)率延續(xù)升勢(shì) 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長(zhǎng) 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營(yíng)商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國(guó)電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng) NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱"軟通動(dòng)力")與長(zhǎng)三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉