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关于城轨信号系统DCS时间同步的那些事,华为有秘籍!

吭!吭!最近关于城轨信号系统DCS子系统时间同步问题,收到很多疑问,看似简单的问题,实际上却没那么简单。针对信号系统DCS时间同步的问题,小编做了梳理,并告诉你华为解决这些问题的秘籍。

城轨信号系统DCS子系统(Data communication system,数据通信系统)是一个宽带通信系统,为地铁CBTC系统(Communication Based Train Control System,基于通信的列车自动控制系统)内各子系统的数据通信提供快速、可靠、安全的数据交换通道,DCS子系统划分为有线网络+车地无线网络两个部分,当前LTE-M已经成为地铁CBTC信号系统车地通信的标准。LTE-M对于时钟频率精度要求非常之高,精度必须达到0.05ppm,时钟相位偏差不能超过+/-1.5µs,因此,时钟的设计及实现在城轨信号DCS系统中尤其关键,要求全网实现高精度时间同步。那么,什么是时间同步呢?小编来给您详细分解一下。

通常,通信设备之间的时钟要求频率或者相位差异保持在合理的误差水平内,即实现网络同步,以保证业务的正常运行。同步有两种:

时钟同步:

信号之间保持恒定的相位差

时间同步:

信号之间的相位差恒定为零

 

时钟同步是时间同步的基础,如果需要时间同步,必须先实现时钟同步哦。

IEEE 1588v2是通信网络最常用一种时间同步技术,该协议定义了三种基本的时钟网络模型:

OCOrdinary Clock,普通时钟,对应网络的纯粹时钟源和时钟宿;

BCBoundary Clock,边界时钟,对应处于中间位置的网络节点;

TCTransparent Clock,透明时钟,对应网络中仅需配合处理1588 v2报文,自身不需恢复时钟的设备。

通过GPS授时来达到时间同步是当前城轨信号系统DCS子系统常见的时间同步方案。然而,该方案要求在每个LTE-M基站安装GPS接收天线,通过射缆电缆连接楼顶的GPS天线,从楼顶将GPS信号引入到LTE-M基站,射频电缆工程施工难度极高,并且对距离有严格要求,由于每个基站都要配套部署GPS天线,成本也非常高。

传统GPS时间同步部署方案及问题

GPS馈线采用同轴电缆,易受雷击,易受干扰;

GPS馈线传输距离受限,无法弯曲,需穿墙打洞;

GPS难以实现时钟备份;

GPS无网管,无法远程维护,故障无法及时发现。

华为的秘籍:创新性采用ATOM GPS+有线网络1588v2实现城轨信号系统DCS子系统时间同步。该方案采用ATOM GPS+工业路由器结合1588v2技术实现,华为工业路由器1588v2同时支持OC/TC/BC三种模式,可灵活选择。华为ATOM GPS+1588v2时间同步方案很好的解决传统GPS时间同步方案的弊端,打破了GPS系统与基站1:1的高成本配比,实现了1:N配比,使得GPS系统数量降幅高达80%,仅为传统GPS方案的20%。

华为上述方案经历了严格的系统对接测试,对于时间同步网络模型的选择,可谓是一波三折,经历了反复不断的实践验证,我们发现采用全网BC(边界时钟)模式的模型最为合适,全网BC同步方式的优势在于每一个站点都进行时间恢复,可以逐跳测量同步精度,维护和问题定位非常便利。同时,BC模式节点运行BMCBest Master Clock)算法,能够实现很好的参考源和跟踪路径的自动保护倒换。

截至目前,全国10余条地铁线路信号系统DCS的建设选择了华为新一代城轨DCS解决方案,该方案创新性解决了信号DCS子系统在LTE技术体制下面临的时间同步问题,大幅简化了工程实施部署。针对地铁复杂环境,华为采用工业路由器NE05/08E系列组网,所有设备严格按照工业级设计,完全适配地铁恶劣环境,大规模部署和商用,获得了业界一致的好评与认可。

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