夏光PTN網(wǎng)絡(luò )IEEE1588同步工程測試方案

1、背景

隨著(zhù)中國移動(dòng)通信集團公司PTN分組傳送網(wǎng)的大規模部署應用，以及IEEE1588同步技術(shù)在PTN網(wǎng)絡(luò )中的應用，PTN網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)承載和同步技術(shù)得到越來(lái)越廣泛關(guān)注。但是，針對PTN網(wǎng)絡(luò )同步的工程維護測試，目前中國移動(dòng)尚無(wú)明確的規范要求，市場(chǎng)上已有時(shí)間、時(shí)鐘測試產(chǎn)品和測試解決方法案主要是針對研發(fā)PTN設備、協(xié)議分析、網(wǎng)絡(luò )監控等應用設計的，無(wú)法有效滿(mǎn)足實(shí)際現場(chǎng)的工程、維護的實(shí)際需要。測試手段缺乏，沒(méi)有合適和完整的測試解決方案，將嚴重阻礙PTN網(wǎng)絡(luò )同步系統前期工程安裝、驗收的進(jìn)程，也將增大后期的日常維護、排查故障的困難。因此，有效解決工程維護中PTN同步測試的問(wèn)題勢在必行。

針對目前PTN同步工程維護存在的問(wèn)題，深圳市夏光通信技術(shù)有限公司自主研發(fā)，推出中國第一款支持移動(dòng)IEEE1588時(shí)頻同步的專(zhuān)用儀表——XG7010 IEEE1588時(shí)間分析儀，可以對基于PTN/OTN/PON等網(wǎng)絡(luò )的IEEE1588時(shí)頻同步性能進(jìn)行納秒級測量。儀表功能強大，集時(shí)間、時(shí)鐘測試、BITS仿真以及時(shí)鐘漂移測試等多功能于一體。XG7010作為中國本土研發(fā)制造的，以獨創(chuàng )的設計思路、切合工程現場(chǎng)的設計理念，為PTN網(wǎng)絡(luò )的時(shí)頻同步測試提供了一款現場(chǎng)施工、驗收和維護的測試利器?？蓮V泛應用于TD-SCDMA、LTE、CDMA2000等制式同步系統的研制、生產(chǎn)、工程安裝、驗收和維護。

2、PTN同步工程維護測試解決方案

2.1 PTN測試測試階段

PTN測試包括業(yè)務(wù)承載性能、同步性能、QoS 功能及網(wǎng)絡(luò )管理維護能力等方面測試。其中同步性能測試主要包括時(shí)間、時(shí)鐘的精度、穩定性測試，光纖路徑非對稱(chēng)補償評估等方面內容。

PTN網(wǎng)絡(luò )部署分不同階段實(shí)施，包括PTN相關(guān)設備安裝階段、業(yè)務(wù)調試開(kāi)通階段、網(wǎng)絡(luò )性能驗收階段、業(yè)務(wù)割接階段、網(wǎng)絡(luò )維護管理階段，在不同階段中，對PTN同步測試的測試項目、測試方式、測試側重點(diǎn)不一樣，以下我們僅針對PTN同步性能的工程維護測試在不同階段的實(shí)施，特別針對通過(guò)IEEE1588同步時(shí)間傳輸的應用以及通過(guò)同步以太網(wǎng)進(jìn)行時(shí)鐘的傳輸的情況下，時(shí)頻測試步驟和測試方法，提出相應的解決方案。

2.2 PTN相關(guān)設備安裝階段同步性能測試

在PTN設備安裝階段，主要完成時(shí)間服務(wù)器的安裝調測、PTN設備的安裝、機架機箱的安裝以及電纜/光纜的布放及成端等方面工作。在這個(gè)階段重點(diǎn)需要完成PTP同步時(shí)間服務(wù)器的測試和光纜對稱(chēng)性問(wèn)題的處理，需要同一纜取成對光纖、跳纖尾纖等長(cháng)，對光纜及尾纖的長(cháng)度做好詳細的記錄。

1） PTP同步時(shí)間服務(wù)器測試

XG7010直接與PTP時(shí)間同步服務(wù)器相應的輸出接口連接，可有效測量PTP時(shí)間同步服務(wù)器輸出的時(shí)間、時(shí)鐘信號的偏差、PTP協(xié)議數據發(fā)送是否正常，并可對PTP時(shí)間同步服務(wù)器的時(shí)間、時(shí)鐘信號的漂移特性（MTIE和TDEV）進(jìn)行評估。測試連接如圖1。

此外，需要對PTP時(shí)間同步服務(wù)器的時(shí)間、時(shí)鐘進(jìn)行長(cháng)期穩定性測試，觀(guān)察偏差；還需要將GPS授時(shí)模式改為北斗授時(shí)模式，觀(guān)察時(shí)間輸出倒換過(guò)程中的變化及倒換后的長(cháng)期穩定測試。

2） 光纜對稱(chēng)性評估

查看兩個(gè)站點(diǎn)的2條光纜（包括尾纖）的使用情況，并做相應的詳細記錄，必要時(shí)可以通過(guò)OTDR對連接兩個(gè)站點(diǎn)的2條光纜（包括尾纖）的相對長(cháng)度進(jìn)行測試，確定是否長(cháng)度一致，為后續的非對稱(chēng)補償提供參考依據。

圖1 PTP時(shí)間同步服務(wù)器的測試

2.3 PTN業(yè)務(wù)調試開(kāi)通階段同步性能測試

在PTN業(yè)務(wù)調試開(kāi)通階段，XG7010主要完成對PTN設備同步指標測試、PTN設備時(shí)鐘同步信號質(zhì)量以及基站時(shí)鐘性能測量，鏈路非對稱(chēng)性補償及保護路徑的非對稱(chēng)補償等方面工作。

1） PTN設備同步性能的測試

業(yè)務(wù)信息和時(shí)間信息通過(guò)PTN網(wǎng)絡(luò )混合傳輸，XG7010提供10/100M PTP同步光電接口，可將XG7010設置為PTP（Slave）模式，直接從PTN的以太網(wǎng)接口接收IEEE1588數據，解析出相關(guān)時(shí)間信息，或者直接與1PPS或1PPS+TOD時(shí)間同步接口連接測量時(shí)間偏差。測試連接如圖2。

圖2 PTN設備及基站同步性能的測試

此外，還可利用XG7010 IEEE1588時(shí)間分析儀的BITS仿真功能，為PTN設備提供高精度時(shí)間源，對PTN設備IEEE1588同步性能進(jìn)行評估，如圖3。

圖3 PTN設備IEEE1588同步性能的測試

2） 光路非對稱(chēng)及保護路徑非對稱(chēng)補償的測試評估

IEEE1588的同步機理是建立在對稱(chēng)路徑基礎上。在現網(wǎng)的實(shí)際應用中，幾乎找不到真正的對稱(chēng)路徑。由于路徑的不對稱(chēng)，作為從時(shí)鐘的PTN網(wǎng)元在同步后會(huì )表現出一個(gè)固定的時(shí)延，因此在工程部署時(shí)需要依靠專(zhuān)業(yè)的儀表精確測量路徑不對稱(chēng)導致的時(shí)延，提前制定補償策略，通過(guò)PTN網(wǎng)管系統對進(jìn)行非對稱(chēng)補償。目前采用分段進(jìn)行補償，即逐跳測量設備時(shí)延，每一段單獨補償。

在實(shí)際的時(shí)間測試和時(shí)延調整過(guò)程中，以往的測試儀表測量出的時(shí)延值并不是一個(gè)確切值，它在一定范圍內來(lái)回振蕩，導致時(shí)延的調整需要一個(gè)比較長(cháng)的時(shí)間才能完成，XG7010采用統計學(xué)分析原理，通過(guò)專(zhuān)用的算法，完成光路非對稱(chēng)補償值的快速測量，確保了光路非對稱(chēng)補償值的相對準確和科學(xué)性，可作為光路非對稱(chēng)補償的實(shí)用依據。測試連接可參考圖2所示。

關(guān)于保護路徑的非對稱(chēng)補償，可逐點(diǎn)進(jìn)行保護倒換，評估保護路徑的非對稱(chēng)補償值。測試連接見(jiàn)圖5。

3） 基站同步測試

目前在采用同步以太網(wǎng)技術(shù)和IEEE1588v2來(lái)實(shí)現PTN網(wǎng)絡(luò )中的時(shí)鐘、時(shí)間同步的情況下，對基站同步系統的測試時(shí)，可通過(guò)XG7010的相關(guān)時(shí)間和時(shí)鐘輸入接口與基站設備的時(shí)間和時(shí)鐘輸出接口連接，進(jìn)行時(shí)間偏差和時(shí)鐘信號的測量，并可進(jìn)行時(shí)鐘漂移指標的測試，檢測同步穩定性。測試連接如圖2。