Обеспечение точной синхронизации особенно необходимо в мобильных сетях для успешной передачи управления вызова и надлежащей передачи сигнала между базовыми станциями, а также для транспортировки сервисов в реальном времени. Удержание синхронизации – это интервал времени, необходимый для поддержания устойчивой синхронизации сети, когда источник синхронизации поврежден или временно недоступен.

В традиционных цифровых сетях связи (telecommunications networks, TDM) синхронизация поддерживалась с помощью элементов синхронизации двух типов – генератора опорных синхронизирующих импульсов (Primary Reference Clocks, PRC) и выделенных устройств синхронизации (distribution clocks), установленных в физической цепи. Генератор PRC (цезиевые или GPS-часы) обеспечивает опорный сигнал для синхронизации других тактовых генераторов сети. Выделенные устройства синхронизации (SSU (Synchronization Supply Unit), SASE (Standalone Synchronization Equipment) или BITS (Building Integrated Timing Source) в зависимости от конфигурации сети) выбирают один из внешних каналов, обращаясь к станции за опорным сигналом синхронизации. Устройства этих двух типов ослабляют джиттер и дрейф параметров, поддерживают работу в режиме удержания синхронизации и обеспечивают выходной синхросигнал для всех сетевых элементов центральной телефонной станции.

По мере перехода от сетей TDM к пакетным сетям следующего поколения выбор технологии синхронизации затрудняется из-за того, что пакетные сети не обеспечивают ее так, как это делали элементы TDM. Необходимо обеспечить синхронизацию пакетов, а также их качество обслуживания (QoS) при ретрансляции. Если на отдельных базовых станциях произойдет уход частоты, помехи приведут к временной потере сигнала, искажениям и пропущенным вызовам. При временной потере опорного сигнала способность сети удерживать синхронизацию снижается.

Важность удержания синхронизации

В некоторых географических областях, где GPS-сигналы принимаются время от времени, удержание синхронизации является определяющей характеристикой базовых станций. Технологии удержания также необходимы для поддержки синхронизации при отказах GPS-системы, как, например, это было при ее выходе из строя в 2007 г. в Сан-Диего. Преступники также могут локально заблокировать прохождение GPS-сигналов, учитывая коммерческую доступность станций радиоэлектронного подавления GPS, а также факторы окружающей среды, например, солнечные вспышки. Кроме того, при нарушении таких правил связи как требования E911 операторы сталкиваются с дополнительными расходами на организацию подачи оповещений об отказах и проведение аудитов.

Требования к параметру удержания синхронизации

Удержание синхронизации достигается за счет оснащения базовых приемопередающих станций генераторами. При этом время удержания составляет от нескольких часов до нескольких дней в зависимости от качества генератора. Требования к этому параметру нестандартны: они зависят от типа, сложности сети и требований оператора. Требования к синхронизации сетей LTE TDD очень жесткие: + 1,5 мкс.

LBS-сервисы (location based services – сервисы, предоставляемые с учетом местоположения пользователя) и правила E911 накладывают определенные требования к синхросигналу (до 0,2 мкс) для триангуляции местоположения мобильного телефона базовыми станциями.

Наиболее часто используемым устройством для удержания синхронизации является термостатированный кварцевый генератор (OCXO), который обеспечивает 8-мкс сигнал в течение 8–24 ч в зависимости от класса прибора. Возможности этого генератора можно увеличить, чтобы добиться более продолжительного или точного удержания. Рубидиевый генератор обеспечивает большую производительность и точность, удерживая синхросигнал до 7 дней.

Перспективы развития технологии удержания синхросигнала

В состав наиболее перспективного решения, которое расширит диапазон удержания синхронизации генератора OCXO, войдут ныне разрабатываемые технологии Sync-E, IEEE-1588 (PTP) и GPS. Для совместного использования GPS и других синхросигналов применяются сложные алгоритмы оптимизации и мониторинга, что обеспечивает высокое качество выходного синхросигнала. PTP и GPS обеспечивают временную и частотную синхронизацию, тогда как Sync-E и генератор OCXO – частотный выход. В этом решении комбинируется несколько технологий для оптимального удержания синхронизации.