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，旨在滿足現(xiàn)代關鍵基礎架構不斷增長的需求。

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鍵基礎設施（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。全球導航衛(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域提供本地100 ns計時解決方案的惟一方法。結果是，在任務關鍵型應用中，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。

關鍵基礎設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)絡的計時架構的全新概念，旨在滿足現(xiàn)代關鍵基礎設施不斷增長的需求。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鍵基礎設施如何從vPRTC彈性計時架構受益：

電力設施——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架構支持到分組網(wǎng)絡的產(chǎn)業(yè)轉移。

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)生至關重要，而且可以在地理位置分散的地點之間進行協(xié)調。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)絡基礎設施要求其高度分散的架構中的所有點之間都保持極其緊密的同步。vPRTC架構可為網(wǎng)絡上的每個節(jié)點提供受保護的PRTC高質量計時，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)絡的時鐘分布技術方面擁有悠久的歷史。隨著5G技術的爆炸式增長，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）?？赏ㄟ^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彈性計時架構滿足5G計時和同步需求的關鍵要素包括：

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)絡的計時架構的全新概念，旨在滿足現(xiàn)代關鍵基礎設施不斷增長的需求。

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