ORAN专题系列-30：5G基站如何升级到O-RAN基站 - FHGW(FrontHaul Gateway)的时钟同步系统

Posted 2021-10-04 文火冰糖的硅基工坊

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目录

第1章 O-RAN FHGW概述

1.1 O-RAN FHGW的白盒化硬件参考如下：

1.2 白盒化系统硬件架构

1.3 白盒化内部硬件架构

1.4 FHGW + CPRI RU的角色

1.5 eCPRI协议栈

第2章 时钟同步架构

2.1 5G Only情形下的FHGW的同步架构

2.2 4G/5G动态频谱共享DSS情形下的FHGW的同步架构

2.3 FHGW公共的时钟同步

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第1章 O-RAN FHGW概述

1.1 O-RAN FHGW的白盒化硬件参考如下：

ORAN专题系列-9：5G O-RAN 分体式小基站Option7-8硬件白盒化的参考架构_文火冰糖（王文兵）的博客-CSDN博客

1.2 白盒化系统硬件架构

 1.3 白盒化内部硬件架构

FHGW的基本功能：是完成eCPRI到CPRI的转换。

FHGW的硬件和操作系统平台：通用服务器

FHGW的核心硬件：

（1）加速卡: L1-Low

• 为L1-Low的的专有硬件加速卡
• 与主板的接口为PCIe接口

（2）Timing：时钟定时

这个逻辑上的专有硬件，通常与L1 Low加速卡物理上组合在一起。

1.4 FHGW + CPRI RU的角色

FHGW是O-RAN引入的一个新网元, 从功能上看，FHGW + CPRI RU组合在一起，起到了O-RU的功能。但它与单纯的O-RU的功能又有些差别，包括时钟同步。

1.5 eCPRI协议栈

• 1588时钟同步消息是承载在以太网MAC层或UDP层之上的，并非封装在eCPRI协议中。
• synce是可选的，这是因为中间可能一起以太网交换机，而SYNCE对以太网交换机提出了更高的要求。
• 关于M面的协议栈承载，可以参考O-RU M面相关的文章。

第2章 时钟同步架构

2.1 5G Only情形下的FHGW的同步架构

在此架构中:

• FHGA充当1PPS的client，从GPS接收机获取1PPS同步时钟信号和时间.

2.2 4G/5G动态频谱共享DSS情形下的FHGW的同步架构

• LTE基站和5G FHGW协同，共享相同的频谱资源, 即动态频谱共享DSS。
• FHGA充当1PPS的client，从LTE基站获取1PPS同步时钟信号和时间.
• LTE基站从GPS获取1PPS同步时钟信号和时间。
• LTE的基站与FGHW的L1 Low进行动态频谱共享的调度。

2.3 FHGW公共的时钟同步

（1）FHGW的时钟同步角色

• FHGW充当1PPS的client，从LTE基站或GNSS接收机获取1PPS同步时钟信号和时间。
• 充当L1 Low的时钟源，为L1 Low提供10ms时钟对齐以及系统帧号SFN对齐.
• 充当CPRI master，为传统的CPRI RU提供时钟.
• 充当1588 master，为O-DU/O-CU提供1588时钟, 遵循的协议规范为G.8275.1
• 充当待测测试，提供1PPS_OUT+TOD相位和10M频率输出

（2）时钟性能要求

• 频率: 50ppb
• 相位：+/-1500ns
• holdover：24小时
• GNSS接收机：GPS, 

（3）其他功能需求

• FHGW失步后（free run），需要停止O-RU数据的发送
• FHGW失步后（free run），向网管上报告警
• FHGW可以调整空口10ms帧的偏移
• FHGW能够从同步时钟获取UTC时间，设置平台软件的系统时间。
• FHGW能够从同步时钟获取GPS时间,   设置L1 Low的BFN, 用于CPRI RU与FHGW L1 Low的帧同步。
• FHGW能够从同步时钟获取GPS时间，并把他转换成PTP 1588时间，为1588 Master提供时钟。
• FHGW要向网管中心和1588 client'提供1588 master的状态信息。

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