為了解決同步網絡性能監(jiān)測難的問題，同步探針監(jiān)測技術應運而生。借助探針設備采集網絡的同步性能，能夠豐富同步網絡的性能監(jiān)測手段，實現(xiàn)對網絡同步性能的全局監(jiān)測和分析。

　　同步網性能監(jiān)測指標頻率同步的本質是維持各數(shù)字設備時鐘振蕩頻率的準確和穩(wěn)定，頻率同步網的網絡性能指標有國際標準ITU-T G.823（基于2048Kbit/s系列的數(shù)字網絡的抖動和漂動控制）、G.8261（分組網絡中的定時和同步方面）、G.8261.1（適用于分組方法的分組延遲變化網絡抖動限值）等，包括處于網絡節(jié)點的PRC接口、二級鐘SSU接口、三級鐘SSU接口、SDH傳輸網元接口、PDH 2Mb/s接口、分組網元接口以及基站同步要求等。

　　頻率同步的性能監(jiān)測參數(shù)包括：時間間隔誤差TIE值、利用TIE數(shù)據(jù)計算出的最大時間間隔誤差（MTIE）、時間偏差（TDEV）、頻率偏移（FREQ）值等，此外還包括SSM/ESMC時鐘質量等級。

　　根據(jù)不同的業(yè)務需求類型，PTP時間同步網的性能指標主要體現(xiàn)在基本業(yè)務、協(xié)同業(yè)務和垂直行業(yè)應用業(yè)務需求3個方面。

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

　　第二，將在5G系統(tǒng)中廣泛使用的多點協(xié)同（CoMP）、帶內載波聚合（CA）等協(xié)同技術，對時間同步精度的指標要求為±130ns。

　　第三，無人駕駛、無人物流、智能機器人等基于5G的垂直行業(yè)應用層出不窮，這些應用也對5G網絡的超高精度時間同步提出了更高的指標要求。例如，高精度厘米級定位業(yè)務的時間同步精度指標要求為±10ns。

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

　　同步網探針監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)方案同步網探針監(jiān)測技術當同步網絡中出現(xiàn)部分設備不支持同步功能、設備同步功能異常，或者設備同步功能正常但網絡中存在鏈路非對稱性時延等情況，都會影響同步網末端設備恢復的時間精度，進而影響網絡整體運營指標。為了解決人工排查復雜、耗時久的問題，可以采用同步網探針對網絡同步性能進行監(jiān)測。

　　同步網探針設備主要實現(xiàn)實時對被監(jiān)測設備輸出的一種或多種同步信號進行性能監(jiān)測的功能，及時發(fā)現(xiàn)同步網性能缺陷并提前預警，防止影響業(yè)務質量，大大提高效率和實時性。

　　同步網探針監(jiān)測設備原理，同步網探針設備配備GNSS接收模塊，探針設備的參考源來自GPS/北斗衛(wèi)星信號，同時探針設備對同步網輸出的頻率、時間等信號進行監(jiān)測，實現(xiàn)監(jiān)測信號與鎖定的衛(wèi)星基準UTC的比對并記錄差值，將數(shù)據(jù)上報至探針監(jiān)測管控平臺，分析傳遞給基站的時間和頻率性能是否滿足指標要求。

　　值得一提的是，同步網探針監(jiān)測設備除了作為探針監(jiān)測使用外，由于本身配備了GNSS衛(wèi)星接收模塊，還可以作為時間源設備向網絡輸出標準的參考信號。探針監(jiān)測功能和時間源功能之間可以根據(jù)應用場景需求進行切換。

　　同步網探針監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)方案同步網探針監(jiān)測系統(tǒng)包括同步網探針設備和同步網探針監(jiān)測管控平臺兩個層面，實現(xiàn)方案。

　　同步網探針設備通常與被監(jiān)測的同步網設備部署在一起，實現(xiàn)對被測設備同步性能的時間TE和頻率TIE指標進行實時測量，并將性能數(shù)據(jù)上報給探針監(jiān)測管控平臺。目前，運營商同步網絡中常用的頻率信號類型包括2Mbit/s、2MHz、10MHz、SyncE等，時間信號類型包括PTP、1PPS+ToD等。考慮需求及成本因素，現(xiàn)網使用時，可以按需在同步網的關鍵節(jié)點部署探針設備。被監(jiān)測的設備可以是任何需要時頻的設備，如IPRAN、智能城域網、OTN、基站設備等。

　　同步網探針監(jiān)測管控平臺可實現(xiàn)對探針設備進行集中管理，如探針設備IP、探針設備運行狀態(tài)、GNSS衛(wèi)星狀態(tài)、性能監(jiān)測相關配置等。同步網探針監(jiān)測管控平臺可以對管理范圍內所有探針的性能監(jiān)測數(shù)據(jù)同時采集，包括頻率TIE值、時間TE值等；實現(xiàn)對網絡同步性能的分析能力，包括計算MTIE/TDEV/FREQ等指標、提供同步性能曲線、不同設備同步性能的對比呈現(xiàn)、基于標準規(guī)定的模版分析同步性能是否越限、對性能越限的設備提示告警，以及通過分析網絡的SSM/ESMC時鐘質量等級、PTP數(shù)據(jù)集等參數(shù)對設備和網絡的同步健康狀態(tài)進行分析等。

　　同步網探針監(jiān)測系統(tǒng)應用驗證運營商的時間同步網通常在本地網核心節(jié)點部署“一主一備”兩套時間源設備，時間源設備鎖定北斗/GPS衛(wèi)星，同時向網絡輸出1588v2和SyncE信號，網絡中所有設備支持1588v2 BCMA算法和SyncE功能，經過同步網核心匯聚環(huán)和接入環(huán)設備逐跳傳遞，最終輸出至末端5G基站。本次應用搭建的實驗網絡環(huán)境，通過在末端接入設備處部署同步探針監(jiān)測設備，對接入設備輸出的1588v2信號和SyncE信號進行性能監(jiān)測，并將數(shù)據(jù)上報給探針監(jiān)測管控平臺。

　　開始測試后，首先將被測設備的東西向兩側鏈路斷開，30s后恢復鏈路正常。探針監(jiān)測的TE性能數(shù)據(jù)結果曲線上可以看出，被測設備在鏈路故障期間同步性能超出了預設的1us預警值和1.5us告警值，當故障恢復后性能逐步趨于正常和穩(wěn)定。因此，同步探針監(jiān)測系統(tǒng)可以直觀地實時呈現(xiàn)同步網絡的性能趨勢。

　　高精度時間同步網是運營商5G通信網絡的基石，也是國家重要的戰(zhàn)略基礎設施。本文介紹了同步網的頻率和時間性能監(jiān)測指標，以及同步探針監(jiān)測原理，提出了同步探針監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)方案并進行了實驗驗證。同步探針監(jiān)測系統(tǒng)可以對時頻信號的性能進行實時測量，及時發(fā)現(xiàn)同步網絡產生的問題，實現(xiàn)同步狀態(tài)和性能分析自動化，較好地解決了同步網絡性能監(jiān)測難的痛點問題，助力運營商構建技術先進、智能開放的高精度時間同步網。