Applicability of IEEE 1588 to TETRA base station clock synchronisation
No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Science |
Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Author
Date
2010
Department
Major/Subject
Tietokoneverkot
Mcode
T-110
Degree programme
Language
en
Pages
[11] + 67
Series
Abstract
Wireless communications networks often require accurate time synchronisation between base stations. This is a difficult problem because the base stations are geographically distributed. What makes time synchronisation even more challenging is that the base stations are moving to packet switched networks for their network connectivity, which increases the data transmission delay uncertainties. In this thesis three time synchronisation protocols (IEEE 1588 PTP, NTP and SyncE) are examined and IEEE 1588 is chosen for the purpose of synchronisation of the EADS TETRA base station TB3. The IEEE 1588 is a synchronisation protocol based on two-way time data communication between clock master and slave. As packet based synchronisation protocols are sensitive to packet delay variation and asymmetricity of a communications path, these characteristics of potential communications networks are examined. It is found that the delay variation and asymmetricity present a serious challenge to IEEE 1588 implementation in the relevant network environment. A minimal IEEE 1588 protocol is implemented and evaluated with a commercial clock master and slave. The results are compared to the TETRA standard requirements and found to be borderline acceptable. The TETRA requirements would not, however, he reached in a network with more significant packet delay variation or uncontrolled asymmetry. The conclusion is that IEEE 1588 is potentially usable for base station synchronisation, but with serious reservations. The network delay must he completely symmetric between master and slave clocks, and the delay variation must he low. As such IEEE 1588 is most likely not consistently usable before the protocol is supported by network elements on the communication path.Langattomat viestintäverkot vaativat usein tukiasemien aikasynkronointia. Tämä on hankalaa, sillä tukiasemat sijaitsevat etäällä toisistaan. Lisäksi tuki- asemien verkkoyhteydet ovat siirtymässä pakettikytkentäisten tekniikoiden käyttöön, mikä lisää verkon tietoliikenteen viiveitä ja viiveiden vaihteluita. Tässä diplomityössä tutkitaan kolmea aikasynkronointiprotokollaa (IEEE 1588, NTP ja SyncE), ja IEEE 1588 todetaan EADS:n TETRA TB3- tukiaseman synkronointiin parhaiten sopivaksi. IEEE 1588 on synkronointiprotokolla, joka perustuu kaksisuuntaiseen tiedonsiirtoon kelloisännän ja -orjan välillä. Pakettipohjaiset synkronointiprotokollat ovat herkkiä verkon pakettiviiveen vaihtelulle ja epäsymmetrisyydelle, minkä vuoksi näitä verkon ominaisuuksia tarkastellaan. Pakettiviiveen vaihtelun ja epäsymmetrisyyden todetaan olevan merkittävä ongelma IEEE 1588 -protokollan toteuttamiselle tyypillisessä verkkoympäristössä. Pelkistetty IEEE 1588 -protokolla toteutetaan ja sen suorituskyky arvioidaan kaupallisten isäntä- ja orjalaitteiden kanssa. Tuloksia verrataan TETRA-standardin vaatimuksiin. Saavutetun tarkkuuden todetaan olevan niukasti riittävä. TETRA-standardin vaatimukset eivät kuitenkaan täyttyisi verkossa, jonka pakettiviiveiden vaihtelu tai epäsymmetrisyys olisi suurempaa kuin testitapauksissa. Johtopäätelmänä todetaan IEEE 1588 -protokollan olevan mahdollisesti käyttökelpoinen TB3-tukiaseman aikasynkronointiin, mutta vain suurin varauksin. Isäntä- ja orjalaitteen välisen verkon pakettiviiveiden täytyy olla melko pieniä, ja viiveiden täytyy olla symmetrisiä. Tämän vuoksi IEEE 1588 ei todennäköisesti ole käyttökelpoinen laajassa mittakaavassa ennen kuin viestintäväylällä olevat verkkolaitteet tukevat protokollaa.Description
Supervisor
Aura, TuomasThesis advisor
Lahtinen, Olli-PekkaKeywords
IEEE 1588, IEEE 1588, PTP, tarkkuusaikaprotokolla, TETRA, TETRA, time synchronisation, aikasynkronointi, packet delay variation, pakettiviiveen vaihtelu
