选择虚拟主参考时钟——确保精度、准确性和安全性

虚拟主参考时序时钟（vPRTC）是一种全新的概念，采用高度安全且受保护的基于网络的时序架构，旨在满足现代关键基础架构不断增长的需求。

选择虚拟主参考时钟——确保精度、准确性和安全性

Microchip Technology Inc

William Cheng

目前我们亟需采取行动来确保关键基础设施（包括通信网络、运输、能源和数据中心）中使用的计时系统的安全性和弹性。全球导航卫星系统（GNSS）已在这些行业中成功部署，这是向需求迅速增长的领域提供本地100 ns计时解决方案的惟一方法。结果是，在任务关键型应用中，高精度的点计时解决方案数量呈指数级增长。

但如今，仅仅提供精确的计时实例还远远不够。

关键基础设施运营商需要考虑其整体的计时运行状况，并且需要了解其计时源是否可以信任、是否经过验证以及是否具有全网络的可见性和监视能力。最重要的是，这些计时源是否具有弹性的备份形式，以及能否在出现问题时提供保护。

虚拟主参考时钟（vPRTC）是一种基于高安全性受保护网络的计时架构的全新概念，旨在满足现代关键基础设施不断增长的需求。vPRTC的概念十分简单，它将成熟的计时技术融合到集中式受保护源位置，然后利用商业光纤网络链路和高级IEEE-1588精确时间协议（PTP）高精度边界时钟将PRTC 100 ns级计时分配给数百公里外有需求的端点。

现在来简单地了解一下关键基础设施如何从vPRTC弹性计时架构受益：

电力设施——现代智能电网是十分复杂的网络，高度依赖于精确、弹性的计时来确保控制和通信，从而高效、连续且安全地供电。vPRTC架构减少了对GNSS的依赖，同时提高了弹性和保护能力。

运输——铁路和航空运输行业的安全通信网络依赖于精确的同步和计时来确保可靠的运输和公共安全。vPRTC架构支持到分组网络的产业转移。

数据中心——精确、弹性的计时对于数据中心确保高速事务按顺序发生至关重要，而且可以在地理位置分散的地点之间进行协调。vPRTC可为地理位置分散的数据中心提供精确的同步，并且独立于本地GNSS系统。

5G通信网络——5G网络基础设施要求其高度分散的架构中的所有点之间都保持极其紧密的同步。vPRTC架构可为网络上的每个节点提供受保护的PRTC高质量计时，而无需本地GNSS计时系统。

通信网络是最早采用vPRTC架构的行业之一，在使用集中式铯原子钟和基于网络的时钟分布技术方面拥有悠久的历史。随着5G技术的爆炸式增长，以及越来越多的地点对PRTC 100 ns级计时的需求不断增加，运营商正不断寻找保护能力更强、弹性更高的方式来为其5G网络提供计时服务。

5G架构要求将PTP用作主要计时协议来为无线电单元（RU）提供计时服务。最大的问题是如何确定源PRTC的位置。5G传输网络没有自然的标记点（例如4G中的BBU）。可通过部署vPRTC来应对这一挑战，部署后，网络上的每个点都可以达到100 ns的等效PRTC性能水平。

vPRTC弹性计时架构满足5G计时和同步需求的关键要素包括：

核心区域计时中心，包括：

— 铯原子时钟

—TimeProvider 4100 ePRTC

— BlueSky GNSS防火墙保护

具有高级PTP边界时钟的光传输网络，可利用双向计时流提供冗余保护

5G接入站点的TimeProvider 4100网关时钟

具有高级监控功能的TimePictra同步管理

随着网络发展到高级5G服务的下一阶段，对网络边缘计时精度的要求将越来越高。运营商要求计时网络具有长期稳定性和可预测性，同时确保在服务层的工程设计过程中实现低成本、灵活性和适应性。

vPRTC是一种基于高安全性受保护网络的计时架构的全新概念，旨在满足现代关键基础设施不断增长的需求。

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