運營商在為其關鍵基礎設施創建 PNT 解決方案時必須做出兩個最關鍵的決定：1） 是否應該在架構的每一層部署彈性、冗余和安全性？2） 應該使用什么安全策略？

決定#1：每一層？

運營商有充分的理由擔心，他們無法證明與在架構的每一層部署彈性、冗余和安全性相關的成本是合理的。有新的定時和同步解決方案和設計選項可以實現穩健可靠的解決方案的最佳成本結構。

成本和解決方案類型之間的權衡通常與它們的部署位置有關。隨著從 SDH/TDM 到以太網的遷移以及 LTE/4G 和 5G 在移動領域的發展，邊緣的聚合辦公室和網絡接入站點顯著增加。這不可避免地導致更小的、通常為 1-U 機架安裝設備的成本與當今小得多的邊緣基站（包括小型蜂窩和 gNodeB）一致。在這種環境下，運營商必須決定如何在架構級別和設計級別提供冗余、彈性和安全性。

可以在架構級別設計冗余，并在東/西部署的兩端使用核心功能。例如，虛擬主時間參考時鐘 （vPRTC） 架構通過雙路徑提供定向冗余和高性能功能。它還通過長期有效的高精度時間傳輸提供具有成本效益的分發。

部署冗余的另一種方法是在設備本身中。最好的方法是軟件冗余，它可以實現低成本、高效和高性能的分布式解決方案。它避免了也消耗空間的硬件模塊的成本，通常用于輸入和輸出端口，并且不必為了增加冗余而犧牲其他有價值的功能。例如，如果啟用冗余，則在 10 Giga 以太網 （GE） 支持和多頻帶全球導航衛星系統 （GNSS） 之間進行選擇時，存在權衡和潛在妥協。相反，軟件冗余不需要移除任何硬件并放棄相關功能。

圖 1 顯示了一個常見的冗余用例，其中兩個聚合路由器使用虛擬路由器冗余協議 （VRRP）。

圖 1：活動和備用單元之間的冗余連接示例。

軟件冗余的另一個優點是它可以實現整個設備的完全冗余。主備單元是一樣的。每個功能都是冗余的，包括振蕩器、GNSS 接收器、端口和輸入/輸出。對于硬件模塊，它僅對自身功能是冗余的，而不是單元的其余部分。

與冗余一樣，彈性也部署在架構和設備級別。它部署在架構級別，以便網絡的大師可以相互連接。當大師連接到 GNSS 作為其時間和頻率源時，它們必須連接到其他 1588 大師以啟用輔助部分時間支持 （APTS）。如果主節點位置出現 GNSS 故障，APTS 通過啟用自動不對稱校正 （AAC） 來校準 PTP 流可能使用到/來自上游主節點的不同路徑來促進備份。到上游大師的備份路徑可以保證不間斷和精確的時間和階段操作。這種架構確保 GNSS 在中斷時可以通過 IEEE 1588 精確時間協議 （PTP） 使用最佳路徑進行備份。

vPRTC 提供了另一種選擇。它使運營商能夠使用一系列高性能邊界時鐘，使用 PTP 在長距離上實現高精度，通常是通過光網絡。該架構使用 PTP 作為時間和相位的主要來源，減少了對 GNSS 的依賴。

在設備級別，彈性是通過振蕩器的最佳選擇來實現的（從 OCXO 到銣原子鐘）。選擇基于位置、用例和計時保持性能要求。指定多頻段 GNSS 接收器至關重要。只有這些接收器才能通過使用 GNSS 衛星跨多個頻段傳輸的時間信息的延遲差異來衡量和減輕周期性電離層事件（如太陽風暴）期間的顯著時間延遲。這對于需要主要參考時鐘 B 類 （PRTC-B） 40ns 以及增強型 PRTC （ePRTC） 30ns 的應用來說至關重要。

決定#2：什么安全策略？

最好的安全方法是從標準框架開始，并考慮其他漏洞，包括不斷演變的干擾和欺騙威脅。

基于標準框架的身份驗證和授權選項包括終端訪問控制器訪問控制系統 + （TACACS+） 和遠程身份驗證撥入用戶服務 （RADIUS）。雙重身份驗證 （2FA） 提供了超出用戶名和密碼提供的安全性的額外保護層。

為 Secure Shell （SSH） 擴展提供各種級別的安全配置文件增加了確定哪些類型的用戶具有哪些級別的訪問權限和限制的粒度。高安全性配置文件將確保可以定義和執行最嚴格的訪問規則。還需要解決腳本漏洞以及相關的常見漏洞和披露 （CVE?）。這可確保所有潛在的安全漏洞都得到審查和解決。為了應對不斷發展的干擾和欺騙威脅，必須實施信號監控以及一致性檢查和補救措施。

做出正確的架構選擇以確保持續的性能需要全面的網絡工程研究。它必須包括對大師級部署位置以及它們需要提供多少性能和準確性的仔細分析。該評估將指導精確時間和同步設備的選擇過程。網絡規劃人員和同步工程師還應考慮諸如無風扇設備或需要風扇的設備、通過模塊化硬件或軟件實現冗余的成本和其他影響，以及是使用嵌入式還是模塊化 GNSS 等選擇。憑借正確的信息和對其選項的透徹了解，關鍵基礎設施運營商可以經濟高效地部署必要的冗余、彈性和安全性，以創建強大且可靠的 PNT 解決方案。

審核編輯：郭婷