虛擬主參考時序時鐘（vPRTC）是一種全新的概念，采用高度安全且受保護(hù)的基于網(wǎng)絡(luò)的時序架構(gòu)，旨在滿足現(xiàn)代關(guān)鍵基礎(chǔ)架構(gòu)不斷增長的需求。

選擇虛擬主參考時鐘——確保精度、準(zhǔn)確性和安全性

Microchip Technology Inc

William Cheng

目前我們急需采取行動來確保關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施（包括通信網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)輸、能源和數(shù)據(jù)中心）中使用的計(jì)時系統(tǒng)的安全性和彈性。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）已在這些行業(yè)中成功部署，這是向需求迅速增長的領(lǐng)域提供本地100 ns計(jì)時解決方案的惟一方法。結(jié)果是，在任務(wù)關(guān)鍵型應(yīng)用中，高精度的點(diǎn)計(jì)時解決方案數(shù)量呈指數(shù)級增長。

但如今，僅僅提供精確的計(jì)時實(shí)例還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營商需要考慮其整體的計(jì)時運(yùn)行狀況，并且需要了解其計(jì)時源是否可以信任、是否經(jīng)過驗(yàn)證以及是否具有全網(wǎng)絡(luò)的可見性和監(jiān)視能力。最重要的是，這些計(jì)時源是否具有彈性的備份形式，以及能否在出現(xiàn)問題時提供保護(hù)。

虛擬主參考時鐘（vPRTC）是一種基于高安全性受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)時架構(gòu)的全新概念，旨在滿足現(xiàn)代關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施不斷增長的需求。vPRTC的概念十分簡單，它將成熟的計(jì)時技術(shù)融合到集中式受保護(hù)源位置，然后利用商業(yè)光纖網(wǎng)絡(luò)鏈路和高級IEEE-1588精確時間協(xié)議（PTP）高精度邊界時鐘將PRTC 100 ns級計(jì)時分配給數(shù)百公里外有需求的端點(diǎn)。

現(xiàn)在來簡單地了解一下關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施如何從vPRTC彈性計(jì)時架構(gòu)受益：

電力設(shè)施——現(xiàn)代智能電網(wǎng)是十分復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，高度依賴于精確、彈性的計(jì)時來確保控制和通信，從而高效、連續(xù)且安全地供電。vPRTC架構(gòu)減少了對GNSS的依賴，同時提高了彈性和保護(hù)能力。

運(yùn)輸——鐵路和航空運(yùn)輸行業(yè)的安全通信網(wǎng)絡(luò)依賴于精確的同步和計(jì)時來確保可靠的運(yùn)輸和公共安全。vPRTC架構(gòu)支持到分組網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。

數(shù)據(jù)中心——精確、彈性的計(jì)時對于數(shù)據(jù)中心確保高速事務(wù)按順序發(fā)生至關(guān)重要，而且可以在地理位置分散的地點(diǎn)之間進(jìn)行協(xié)調(diào)。vPRTC可為地理位置分散的數(shù)據(jù)中心提供精確的同步，并且獨(dú)立于本地GNSS系統(tǒng)。

5G通信網(wǎng)絡(luò)——5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施要求其高度分散的架構(gòu)中的所有點(diǎn)之間都保持極其緊密的同步。vPRTC架構(gòu)可為網(wǎng)絡(luò)上的每個節(jié)點(diǎn)提供受保護(hù)的PRTC高質(zhì)量計(jì)時，而無需本地GNSS計(jì)時系統(tǒng)。

通信網(wǎng)絡(luò)是最早采用vPRTC架構(gòu)的行業(yè)之一，在使用集中式銫原子鐘和基于網(wǎng)絡(luò)的時鐘分布技術(shù)方面擁有悠久的歷史。隨著5G技術(shù)的爆炸式增長，以及越來越多的地點(diǎn)對PRTC 100 ns級計(jì)時的需求不斷增加，運(yùn)營商正不斷尋找保護(hù)能力更強(qiáng)、彈性更高的方式來為其5G網(wǎng)絡(luò)提供計(jì)時服務(wù)。 5G架構(gòu)要求將PTP用作主要計(jì)時協(xié)議來為無線電單元（RU）提供計(jì)時服務(wù)。最大的問題是如何確定源PRTC的位置。5G傳輸網(wǎng)絡(luò)沒有自然的標(biāo)記點(diǎn)（例如4G中的BBU）。可通過部署vPRTC來應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，部署后，網(wǎng)絡(luò)上的每個點(diǎn)都可以達(dá)到100 ns的等效PRTC性能水平。 vPRTC彈性計(jì)時架構(gòu)滿足5G計(jì)時和同步需求的關(guān)鍵要素包括：

核心區(qū)域計(jì)時中心，包括：

— 銫原子時鐘 —TimeProvider 4100 ePRTC — BlueSky GNSS防火墻保護(hù)

具有高級PTP邊界時鐘的光傳輸網(wǎng)絡(luò)，可利用雙向計(jì)時流提供冗余保護(hù)

5G接入站點(diǎn)的TimeProvider 4100網(wǎng)關(guān)時鐘

具有高級監(jiān)控功能的TimePictra同步管理

隨著網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到高級5G服務(wù)的下一階段，對網(wǎng)絡(luò)邊緣計(jì)時精度的要求將越來越高。運(yùn)營商要求計(jì)時網(wǎng)絡(luò)具有長期穩(wěn)定性和可預(yù)測性，同時確保在服務(wù)層的工程設(shè)計(jì)過程中實(shí)現(xiàn)低成本、靈活性和適應(yīng)性。 vPRTC是一種基于高安全性受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)時架構(gòu)的全新概念，旨在滿足現(xiàn)代關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施不斷增長的需求。

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