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的基于網(wǎng)絡的時序架構(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、準確性和安全性

Microchip Technology Inc

William Cheng

目前我們亟需采取行動來確保關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施（包括通信網(wǎng)絡、運輸、能源和數(shù)據(jù)中心）中使用的計時系統(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計時解決方案的惟一方法。結(jié)果是，在任務關(guān)鍵型應用中，高精度的點計時解決方案數(shù)量呈指數(shù)級增長。

但如今，僅僅提供精確的計時實例還遠遠不夠。

關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施運營商需要考慮其整體的計時運行狀況，并且需要了解其計時源是否可以信任、是否經(jīng)過驗證以及是否具有全網(wǎng)絡的可見性和監(jiān)視能力。最重要的是，這些計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。

虛擬主參考時鐘（vPRTC）是一種基于高安全性受保護網(wǎng)絡的計時架構(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，它將成熟的計時技術(shù)融合到集中式受保護源位置，然后利用商業(yè)光纖網(wǎng)絡鏈路和高級IEEE-1588精確時間協(xié)議（PTP）高精度邊界時鐘將PRTC 100 ns級計時分配給數(shù)百公里外有需求的端點。

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

電力設(shè)施——現(xiàn)代智能電網(wǎng)是十分復雜的網(wǎng)絡，高度依賴于精確、彈性的計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能力。

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

數(shù)據(jù)中心——精確、彈性的計時對于數(shù)據(jù)中心確保高速事務按順序發(fā)生至關(guān)重要，而且可以在地理位置分散的地點之間進行協(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，并且獨立于本地GNSS系統(tǒng)。

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

通信網(wǎng)絡是最早采用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對PRTC 100 ns級計時的需求不斷增加，運營商正不斷尋找保護能力更強、彈性更高的方式來為其5G網(wǎng)絡提供計時服務。

5G架構(gòu)要求將PTP用作主要計時協(xié)議來為無線電單元（RU）提供計時服務。最大的問題是如何確定源PRTC的位置。5G傳輸網(wǎng)絡沒有自然的標記點（例如4G中的BBU）。可通過部署vPRTC來應對這一挑戰(zhàn)，部署后，網(wǎng)絡上的每個點都可以達到100 ns的等效PRTC性能水平。

vPRTC彈性計時架構(gòu)滿足5G計時和同步需求的關(guān)鍵要素包括：

核心區(qū)域計時中心，包括：

— 銫原子時鐘

—TimeProvider 4100 ePRTC

— BlueSky GNSS防火墻保護

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

5G接入站點的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)絡發(fā)展到高級5G服務的下一階段，對網(wǎng)絡邊緣計時精度的要求將越來越高。運營商要求計時網(wǎng)絡具有長期穩(wěn)定性和可預測性，同時確保在服務層的工程設(shè)計過程中實現(xiàn)低成本、靈活性和適應性。

vPRTC是一種基于高安全性受保護網(wǎng)絡的計時架構(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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