福建時鐘失鎖問題報告

1、東信內(nèi)部使用福建寧德地區(qū)時鐘失鎖問題處理分析報告東方通信工程服務(wù)部技術(shù)支持中心2000.3.4一、故障描述：2000/2/22東方通信ECSC收到福建寧德移動反映，當(dāng)?shù)谿SM網(wǎng)絡(luò)中有大量的基站出現(xiàn)時鐘失鎖的告警。此問題的出現(xiàn)時間較早，曾經(jīng)于1999年8月份大面積做過基站的時鐘校準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)有失鎖的現(xiàn)象，在1999年的12月份對BSC1下的基站進(jìn)行時鐘的校準(zhǔn)，但仍然出現(xiàn)大部分的基站時鐘失鎖（有相應(yīng)的報告）。ECSC在了解此問題后，在2/22和2/24日遠(yuǎn)程登錄到寧德的系統(tǒng)，查看、并做了一定的操作。發(fā)現(xiàn)以下情況：BSC01：9個基站GCLK Failed Phase Lock 2個基站GCLK Pha

2、se Locked 1個基站GCLK Phase LockingBSC02：15個基站GCLK Failed Phase Lock 1個基站GCLK Phase Locked 3個基站GCLK Phase Locking 1個基站GCLK in Set Freq. ModeBSC03：15個基站GCLK Failed Phase Lock 2個基站GCLK in Set Freq. ModeBSC04：10個基站GCLK Failed Phase Lock 15個基站GCLK Phase LockedBSC05：12個基站GCLK Failed Phase Lock 20個基站GCLK Pha

3、se Locked 1個基站GCLK in Set Freq. ModeBSC06：13個基站GCLK Failed Phase Lock 9個基站GCLK Phase Locked 1個基站GCLK in Set Freq. ModeBSC07：21個基站GCLK Failed Phase Lock 4個基站GCLK Phase Locked 2個基站GCLK in Set Freq. Mode7個BSC和RXCDR的時鐘都處于鎖定的狀態(tài)。該問題引起了我公司的高度重視。東方通信為配合寧德移動公司做好運行維護(hù)工作，保證系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的正常運行，決定由ECSC派遣相關(guān)技術(shù)支持工程師去現(xiàn)場幫助解決問題。

4、二、 前期準(zhǔn)備通過從用戶和工程師了解的情況和登錄系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)，我們制定了一個方案，其內(nèi)容如下： 在到達(dá)現(xiàn)場前要做以下的準(zhǔn)備工作：1 確認(rèn)系統(tǒng)有多少的基站（都是那些站，使用的是哪種傳輸，在連接的拓?fù)鋱D上是否有一定的關(guān)聯(lián)）出現(xiàn)時鐘失鎖的告警，是否總是這些基站出現(xiàn)告警，從何時出現(xiàn)此現(xiàn)象，是否能通過校準(zhǔn)來鎖定時鐘。（由現(xiàn)場工程師或用戶來操作）2 BSC和RXCDR的時鐘是否處于鎖相狀態(tài)。MSC是否鎖定上一級的時鐘。SDH是否從BSC或與BSC有相同的上級時鐘源。SDH是否使用重定時功能。（由用戶操作）3 要準(zhǔn)備好校準(zhǔn)MCU和BSC時鐘所需的儀表和工具。（福建PE已經(jīng)準(zhǔn)備完畢）4 在到現(xiàn)場之前撥到系

5、統(tǒng)中進(jìn)行檢查。（ECSC操作）5 在技術(shù)支持中心實驗室對Motorola設(shè)備與SDH的配合的指標(biāo)等進(jìn)行模擬測試。（ECSC操作）到達(dá)現(xiàn)場后可以做以下的實驗（以下操作需要用戶的配合）：1 對失鎖的基站進(jìn)行時鐘校準(zhǔn)，如果仍然無法鎖定，將可以鎖定的基站的MCU與失鎖基站的MCU互換（還可以包括NIU），看結(jié)果如何。2 要求MSC鎖定上一級的時鐘。SDH從BSC提取時鐘或與BSC有相同的上級時鐘源。SDH將再定時功能開啟。3 如果SDH無法使用重定時功能，需要選一個失鎖的基站，添加一條2M鏈路，這條鏈路從SDH網(wǎng)絡(luò)的時鐘口提取時鐘信號，基站設(shè)置從這條2M鏈路提取時鐘（與傳輸業(yè)務(wù)的2M鏈路分開）。三、

6、處理過程ECSC工程師丁海煜、李海江于2/29日到達(dá)福建寧德移分公司開始處理問題。 12/29日，到機(jī)房查看了系統(tǒng)現(xiàn)在的工作狀況，系統(tǒng)狀態(tài)如下： BSC01：6個基站GCLK Failed Phase Lock 5個基站GCLK Phase Locked 1個基站GCLK Phase Locking BSC02：16個基站GCLK Failed Phase Lock 4個基站GCLK Phase Locked BSC03：17個基站GCLK Failed Phase Lock BSC04：2個基站GCLK Failed Phase Lock 23個基站GCLK Phase Locked BSC

7、05：11個基站GCLK Failed Phase Lock 21個基站GCLK Phase Locked 1個基站GCLK Phase Locking BSC06：15個基站GCLK Failed Phase Lock 7個基站GCLK Phase Locked 1個基站GCLK in Set Freq. Mode BSC07：13個基站GCLK Failed Phase Lock 12個基站GCLK Phase Locked 2個基站GCLK in Set Freq. Mode嘗試使用命令鎖相，除了BSC03下的基站可以鎖定外，其它基站時鐘無法鎖定。但是BSC03的基站在三天后又失鎖。根據(jù)

8、情況，我們希望局方能夠提供各基站的傳輸路由、設(shè)備及設(shè)備廠商的情況，但因涉及到其它的部門，局方表示無法提供詳細(xì)的情況。2經(jīng)過分析，3/1日上午，我們在局方工程師配合下到BSC01的06號站（線務(wù)局）校準(zhǔn)時鐘，經(jīng)過校準(zhǔn)MCU的時鐘很穩(wěn)定，但時鐘仍然無法鎖定。同日下午，到BSC02的03號站（八都）校準(zhǔn)時鐘，校準(zhǔn)后無法鎖定?？紤]到MCU有許久沒有做校準(zhǔn)，更換了新的MCU，經(jīng)過校準(zhǔn)后，MCU時鐘可以鎖定（通過頻率計看到鎖定時的頻率變化較大），但是持續(xù)50s后又失鎖。33/2日上午，在我們的再三要求下，通過局方工程師的聯(lián)系，我們到蕉城電信局的傳輸機(jī)房具體了解各基站的傳輸路由和設(shè)備的情況。因為網(wǎng)絡(luò)中有近1

9、40個基站，都了解需要花費許多的時間，我們挑選了BSC01、02、03、04下某些有代表性的基站，在傳輸機(jī)房工程師的幫助下查看了這些基站的路由、設(shè)備和廠家的情況。我們發(fā)現(xiàn)失鎖的基站都通過一個朗訊的SDH機(jī)柜，懷疑為該機(jī)柜沒有同步BITS時鐘，處于本振狀態(tài)。要求傳輸機(jī)房工程師將此問題解決。但因為操作需要廠家的配合，仍然要等待一段時間。另外我們了解到大多數(shù)BSC到基站的傳輸都要通過SDH設(shè)備，而現(xiàn)在系統(tǒng)運行的SDH無法提供重定時功能，也無法從SDH中單獨提取2M時鐘給基站。43/2日下午，在局方工程師陪同下到福安BSC03下的8號站校準(zhǔn)時鐘，在校準(zhǔn)后時鐘可以鎖定。晚上，我們在局方工程師陪同下將BS

10、C01下的06號站（線務(wù)局時鐘無法鎖定）和12號站（行署時鐘可以鎖定）的NIU板互換，但是06號站仍然無法鎖定，12號站仍然可以鎖定。另外，了解到在1999年12月份東信工程師將此兩個站的MCU互換，結(jié)果相同，此已得到局方工程師的認(rèn)可。53/3日我們到達(dá)移動機(jī)房，在確認(rèn)傳輸機(jī)房已經(jīng)將朗訊的SDH同步于BITS時鐘后，使用命令鎖定時鐘。操作后，除了BSC04下的02號站仍然無法鎖定外，其它基站的時鐘全部鎖定。四、 問題分析對于時鐘失鎖問題，可能產(chǎn)生的原因有： a、BTS與時鐘鎖定有關(guān)的硬件出現(xiàn)問題。b、傳輸提供的時鐘信號指標(biāo)不滿足BTS所需時鐘指標(biāo)要求。一、 BTS有關(guān)硬件問題的測試及分析BTS

11、內(nèi)，提供時鐘的硬件主要為GCLK，它存在于MCU中。GLCK的功能是在提供BTS所需時鐘的基礎(chǔ)上，與更準(zhǔn)確的時鐘同步。它必須從2M線上提取上一級的時鐘并鎖定。從BTS的硬件上來看，如果無法鎖相，存在問題不外乎是提供時鐘的MCU和要提取時鐘必須經(jīng)過的NIU的問題。為確定是否與這兩種硬件有關(guān)，我們做了以下測試：首先，為判斷是否是由于長期沒有對BTS時鐘進(jìn)行校準(zhǔn)維護(hù)，使BTS時鐘晶振偏移較大及壓控特性變差，所導(dǎo)致時鐘無法鎖定于上一級時鐘。我們從失鎖站所在的BSC01、BSC02下分別分別選定了一個失鎖站（線務(wù)局6#、八都3#）重新進(jìn)行了MCU時鐘校準(zhǔn)。發(fā)現(xiàn)校準(zhǔn)后，仍無法鎖定上一級時鐘。在對這兩個站進(jìn)

12、行校準(zhǔn)的過程中，我們從頻率計上注意到：在時鐘處于fast tune模式（即跟蹤上一級時鐘狀態(tài)）下，頻率計上顯示的時鐘頻率在8000HZ左右有很大的上下漂移，即處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)；但當(dāng)BTS時鐘恢復(fù)到本振狀態(tài)時，從頻率計上看到的頻率精確在8000.00000HZ上，非常穩(wěn)定，這說明MCU的時鐘精度還是很高的。但在fast tune模式下，時鐘有如此大的偏差，由此，我們判斷可能與上一級的時鐘不夠穩(wěn)定有關(guān)。其次，為徹底診斷是否是MCU的問題，我們還做了以下測試：1、 在八都站，我們更換了一塊全新的MCU，并重新進(jìn)行了校準(zhǔn)測試，發(fā)現(xiàn)仍未能鎖定上一級時鐘源。2、 我們的工程師挑選了兩個站，一個時鐘能夠鎖

13、定（BSC01、12#行署站）、一個時鐘未鎖定（BSC01、6#線務(wù)局站），將兩塊MCU進(jìn)行了調(diào)換，發(fā)現(xiàn)行署站仍能鎖定，線務(wù)局仍不能鎖定。這充分排除了MCU存在問題的可能性。 第三，為確定NIU存在問題的可能性，我們同樣挑選了行署站和線務(wù)局站進(jìn)行了NIU的調(diào)換實驗。發(fā)現(xiàn)行署站仍能鎖定、線務(wù)局站仍未能鎖定，說明NIU也不存在問題。二，對傳輸指標(biāo)可能存在問題的分析測試BTS中的GLCK 的功能是與更準(zhǔn)確的時鐘同步。時鐘同步的目的是在射頻部分提供±0.05ppm（ppm為百萬分之一。即如時鐘為16.384M，則頻率誤差為16.384*0.05=±0.8192Hz ）的高精度的時間

14、同步。因此在E1/T1鏈路上要提供的時鐘要盡量減少滑幀和失同步等現(xiàn)象。對于NE部分，在E1/T1鏈路上的時鐘，GSM的規(guī)范要求應(yīng)維持在±0.01ppm的誤差范圍內(nèi)。在對寧德GSM所用傳輸?shù)恼{(diào)查中，我們發(fā)現(xiàn)寧德地區(qū)大部分的基站采用了SDH作為了部分的中間傳輸。而且所有失鎖的基站都或多或少地用到了SDH，沒有走SDH的基站都不存在失鎖的問題。這使我們將焦點轉(zhuǎn)到了SDH傳輸上。我們知道，任何的電信網(wǎng)中的設(shè)備都存在于一個統(tǒng)一的時鐘體系中。GSM基站也是這樣。這里，我們給出包含有SDH傳輸設(shè)備的基站時鐘體系示意圖：MSCBSCSDHBTSBITS 在正常情況下，MSC鎖定于一個穩(wěn)定的BITS（

15、精度在10-e12左右）時鐘、BSC鎖定于上一級MSC的時鐘、SDH鎖定BSC給定的時鐘、BTS鎖定上一級也就是SDH的時鐘,這是一個正常的時鐘體系。在這種情況下，所有處于該時鐘體系下的NE處于同一級的時鐘級別，即可達(dá)到BITS時鐘的級別（SDH直接鎖定BITS時鐘，在理論上也是可以的，同樣會使所有它下面的NE達(dá)到相同的時鐘級別。但建議最好是鎖定BSC的時鐘）。如果在時鐘體系中，有一級沒有鎖定上一級時鐘，處于本振狀態(tài)下時，它將不會達(dá)到高精度的BITS時鐘級別，而處在自己本振時鐘所處級別之下，從而達(dá)不到下一級NE所需鎖定的時鐘級別，導(dǎo)致下一級時鐘的失鎖。 SDH在本振時鐘狀態(tài)下，時鐘精度為50p

16、pm左右，明顯達(dá)不到GSM規(guī)范定義的0.05-0.1ppm的要求。我們在檢查傳輸?shù)倪^程中，特別留意了此點。通過對部分不能鎖定的基站傳輸?shù)臋z查，發(fā)現(xiàn)它們都通過一個lucent SDH。通過和傳輸機(jī)房人員的了解，發(fā)現(xiàn)該SDH的確處于本振狀態(tài)，導(dǎo)致下面所有NE的時鐘失鎖。將該SDH重新鎖定于BITS時鐘后，問題解決。此外，SDH由于它獨特的映射、去映射和指針調(diào)整特性，在SDH的業(yè)務(wù)口會帶來相應(yīng)的抖動和漂移。如果抖動和漂移過大，也會導(dǎo)致下面所帶基站的失鎖。SDH業(yè)務(wù)口的指標(biāo)滿足G.823協(xié)議所定要求，但這并不說明它的指標(biāo)能滿足GSM對時鐘口的要求。我們建議基站最好能夠從滿足G.813協(xié)議的SDH的時鐘

17、口提取時鐘，由于G.813協(xié)議能夠完全滿足GSM的時鐘要求，這樣可保證GSM的時鐘穩(wěn)定性。五、小結(jié)通過東方通信ECSC（我方）近一個星期的工作以及寧德移動機(jī)房工程師的大力配合下，我方已將寧德移動GSM網(wǎng)絡(luò)中存在的基站時鐘失鎖問題基本解決。目前，除BSC04下2號站沒有鎖定外，其余基站已全部鎖定。通過這幾天的工作和分析，對于寧德問題，我們得出如下結(jié)論，并給出相應(yīng)建議：1 基站的時鐘失鎖與基站設(shè)備沒有關(guān)系，而是因為傳輸中SDH沒有同步上一級的時鐘造成的。建議今后局方能夠多與傳輸部門加強聯(lián)系和溝通工作。2 因為除了BSC01外，其它BSC下的BTS有半年多沒有校準(zhǔn)時鐘，導(dǎo)致現(xiàn)在某些基站時鐘鎖定不穩(wěn)（在失鎖后幾分鐘內(nèi)又重新鎖定，這與以前一直不能鎖定不同），這需要做全面的時鐘校準(zhǔn)和維護(hù)的工作，另外也需要對7個BSC和所有的RXCDR的時鐘做校準(zhǔn)。此外，許多基站通過SDH傳輸。SDH的業(yè)務(wù)口輸出抖動和漂移較大，也會導(dǎo)致時鐘失鎖。并且，目前寧德傳輸SDH設(shè)備無法提供重定時功能(即SDH的業(yè)務(wù)口能提供如時鐘口一樣的高精度、高指標(biāo)時鐘)，從而無法避免SDH的抖動和漂移，