為了解決同步網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)難的問題，同步探針監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。借助探針設(shè)備采集網(wǎng)絡(luò)的同步性能，能夠豐富同步網(wǎng)絡(luò)的性能監(jiān)測(cè)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)同步性能的全局監(jiān)測(cè)和分析。

　　同步網(wǎng)性能監(jiān)測(cè)指標(biāo)頻率同步的本質(zhì)是維持各數(shù)字設(shè)備時(shí)鐘振蕩頻率的準(zhǔn)確和穩(wěn)定，頻率同步網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)有國際標(biāo)準(zhǔn)ITU-T G.823（基于2048Kbit/s系列的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的抖動(dòng)和漂動(dòng)控制）、G.8261（分組網(wǎng)絡(luò)中的定時(shí)和同步方面）、G.8261.1（適用于分組方法的分組延遲變化網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)限值）等，包括處于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的PRC接口、二級(jí)鐘SSU接口、三級(jí)鐘SSU接口、SDH傳輸網(wǎng)元接口、PDH 2Mb/s接口、分組網(wǎng)元接口以及基站同步要求等。

　　頻率同步的性能監(jiān)測(cè)參數(shù)包括：時(shí)間間隔誤差TIE值、利用TIE數(shù)據(jù)計(jì)算出的最大時(shí)間間隔誤差（MTIE）、時(shí)間偏差（TDEV）、頻率偏移（FREQ）值等，此外還包括SSM/ESMC時(shí)鐘質(zhì)量等級(jí)。

　　根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求類型，PTP時(shí)間同步網(wǎng)的性能指標(biāo)主要體現(xiàn)在基本業(yè)務(wù)、協(xié)同業(yè)務(wù)和垂直行業(yè)應(yīng)用業(yè)務(wù)需求3個(gè)方面。

　　第一，5G基本業(yè)務(wù)時(shí)間同步需求是所有TDD制式無線系統(tǒng)的共性要求，主要是為了避免上下行時(shí)隙間干擾。5G基站在承載基本業(yè)務(wù)時(shí)，其空口間對(duì)于時(shí)間同步精度的指標(biāo)要求為±1.5ns。

　　第二，將在5G系統(tǒng)中廣泛使用的多點(diǎn)協(xié)同（CoMP）、帶內(nèi)載波聚合（CA）等協(xié)同技術(shù)，對(duì)時(shí)間同步精度的指標(biāo)要求為±130ns。

　　第三，無人駕駛、無人物流、智能機(jī)器人等基于5G的垂直行業(yè)應(yīng)用層出不窮，這些應(yīng)用也對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的超高精度時(shí)間同步提出了更高的指標(biāo)要求。例如，高精度厘米級(jí)定位業(yè)務(wù)的時(shí)間同步精度指標(biāo)要求為±10ns。

　　時(shí)間同步的性能監(jiān)測(cè)參數(shù)包括：時(shí)間偏差TE值、PTP路徑包時(shí)延抖動(dòng)PDV，以及PTP時(shí)鐘等級(jí)（ClockClass）、PTP時(shí)鐘精確度（ClockAccuracy）等PTP數(shù)據(jù)集。

　　同步網(wǎng)探針監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案同步網(wǎng)探針監(jiān)測(cè)技術(shù)當(dāng)同步網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)部分設(shè)備不支持同步功能、設(shè)備同步功能異常，或者設(shè)備同步功能正常但網(wǎng)絡(luò)中存在鏈路非對(duì)稱性時(shí)延等情況，都會(huì)影響同步網(wǎng)末端設(shè)備恢復(fù)的時(shí)間精度，進(jìn)而影響網(wǎng)絡(luò)整體運(yùn)營指標(biāo)。為了解決人工排查復(fù)雜、耗時(shí)久的問題，可以采用同步網(wǎng)探針對(duì)網(wǎng)絡(luò)同步性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

　　同步網(wǎng)探針設(shè)備主要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)被監(jiān)測(cè)設(shè)備輸出的一種或多種同步信號(hào)進(jìn)行性能監(jiān)測(cè)的功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)同步網(wǎng)性能缺陷并提前預(yù)警，防止影響業(yè)務(wù)質(zhì)量，大大提高效率和實(shí)時(shí)性。

　　同步網(wǎng)探針監(jiān)測(cè)設(shè)備原理，同步網(wǎng)探針設(shè)備配備GNSS接收模塊，探針設(shè)備的參考源來自GPS/北斗衛(wèi)星信號(hào)，同時(shí)探針設(shè)備對(duì)同步網(wǎng)輸出的頻率、時(shí)間等信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)信號(hào)與鎖定的衛(wèi)星基準(zhǔn)UTC的比對(duì)并記錄差值，將數(shù)據(jù)上報(bào)至探針監(jiān)測(cè)管控平臺(tái)，分析傳遞給基站的時(shí)間和頻率性能是否滿足指標(biāo)要求。

　　值得一提的是，同步網(wǎng)探針監(jiān)測(cè)設(shè)備除了作為探針監(jiān)測(cè)使用外，由于本身配備了GNSS衛(wèi)星接收模塊，還可以作為時(shí)間源設(shè)備向網(wǎng)絡(luò)輸出標(biāo)準(zhǔn)的參考信號(hào)。探針監(jiān)測(cè)功能和時(shí)間源功能之間可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景需求進(jìn)行切換。

　　同步網(wǎng)探針監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案同步網(wǎng)探針監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括同步網(wǎng)探針設(shè)備和同步網(wǎng)探針監(jiān)測(cè)管控平臺(tái)兩個(gè)層面，實(shí)現(xiàn)方案。

　　同步網(wǎng)探針設(shè)備通常與被監(jiān)測(cè)的同步網(wǎng)設(shè)備部署在一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)設(shè)備同步性能的時(shí)間TE和頻率TIE指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，并將性能數(shù)據(jù)上報(bào)給探針監(jiān)測(cè)管控平臺(tái)。目前，運(yùn)營商同步網(wǎng)絡(luò)中常用的頻率信號(hào)類型包括2Mbit/s、2MHz、10MHz、SyncE等，時(shí)間信號(hào)類型包括PTP、1PPS+ToD等�？紤]需求及成本因素，現(xiàn)網(wǎng)使用時(shí)，可以按需在同步網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)部署探針設(shè)備。被監(jiān)測(cè)的設(shè)備可以是任何需要時(shí)頻的設(shè)備，如IPRAN、智能城域網(wǎng)、OTN、基站設(shè)備等。

　　同步網(wǎng)探針監(jiān)測(cè)管控平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)探針設(shè)備進(jìn)行集中管理，如探針設(shè)備IP、探針設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、GNSS衛(wèi)星狀態(tài)、性能監(jiān)測(cè)相關(guān)配置等。同步網(wǎng)探針監(jiān)測(cè)管控平臺(tái)可以對(duì)管理范圍內(nèi)所有探針的性能監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)同時(shí)采集，包括頻率TIE值、時(shí)間TE值等；實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)同步性能的分析能力，包括計(jì)算MTIE/TDEV/FREQ等指標(biāo)、提供同步性能曲線、不同設(shè)備同步性能的對(duì)比呈現(xiàn)、基于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的模版分析同步性能是否越限、對(duì)性能越限的設(shè)備提示告警，以及通過分析網(wǎng)絡(luò)的SSM/ESMC時(shí)鐘質(zhì)量等級(jí)、PTP數(shù)據(jù)集等參數(shù)對(duì)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的同步健康狀態(tài)進(jìn)行分析等。

　　同步網(wǎng)探針監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用驗(yàn)證運(yùn)營商的時(shí)間同步網(wǎng)通常在本地網(wǎng)核心節(jié)點(diǎn)部署“一主一備”兩套時(shí)間源設(shè)備，時(shí)間源設(shè)備鎖定北斗/GPS衛(wèi)星，同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)輸出1588v2和SyncE信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)中所有設(shè)備支持1588v2 BCMA算法和SyncE功能，經(jīng)過同步網(wǎng)核心匯聚環(huán)和接入環(huán)設(shè)備逐跳傳遞，最終輸出至末端5G基站。本次應(yīng)用搭建的實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，通過在末端接入設(shè)備處部署同步探針監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)接入設(shè)備輸出的1588v2信號(hào)和SyncE信號(hào)進(jìn)行性能監(jiān)測(cè)，并將數(shù)據(jù)上報(bào)給探針監(jiān)測(cè)管控平臺(tái)。

　　開始測(cè)試后，首先將被測(cè)設(shè)備的東西向兩側(cè)鏈路斷開，30s后恢復(fù)鏈路正常。探針監(jiān)測(cè)的TE性能數(shù)據(jù)結(jié)果曲線上可以看出，被測(cè)設(shè)備在鏈路故障期間同步性能超出了預(yù)設(shè)的1us預(yù)警值和1.5us告警值，當(dāng)故障恢復(fù)后性能逐步趨于正常和穩(wěn)定。因此，同步探針監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以直觀地實(shí)時(shí)呈現(xiàn)同步網(wǎng)絡(luò)的性能趨勢(shì)。

　　高精度時(shí)間同步網(wǎng)是運(yùn)營商5G通信網(wǎng)絡(luò)的基石，也是國家重要的戰(zhàn)略基礎(chǔ)設(shè)施。本文介紹了同步網(wǎng)的頻率和時(shí)間性能監(jiān)測(cè)指標(biāo)，以及同步探針監(jiān)測(cè)原理，提出了同步探針監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。同步探針監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)時(shí)頻信號(hào)的性能進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)同步網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的問題，實(shí)現(xiàn)同步狀態(tài)和性能分析自動(dòng)化，較好地解決了同步網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)難的痛點(diǎn)問題，助力運(yùn)營商構(gòu)建技術(shù)先進(jìn)、智能開放的高精度時(shí)間同步網(wǎng)。