Sincronização de fronthaul 5G via Protocolo de Precisão de Tempo IEEE 1588: Algoritmos e Casos de Uso
Sincronização, Fronthaul, Protocolo de Precisão de Tempo, IEEE 1588, FPGA
As redes fronthaul evoluíram substancialmente para atender às demandas das redes de acesso de rádio em nuvem de quinta geração (5G). Mais especificamente, a indústria convergiu para a utilização de Ethernet como a principal tecnologia de transporte, combinado a protocolos de encapsulamento específicos para fronthaul. Como o Ethernet tradicional é assíncrono e não suporta a distribuição de tempo, os protocolos de sincronização de relógio, como o protocolo de precisão de tempo (PTP) IEEE 1588, ganharam um papel fundamental na operação do fronthaul 5G. Diante deste contexto, esta tese analisa os desafios para a sincronização baseada em PTP, com foco particularmente no chamado cenário de suporte parcial de tempo (SPT), no qual alguns elementos da rede não contribuem ativamente para a operação do protocolo. O problema essencial em SPT é que a rede impõe um ambiente inapropriado para a distribuição precisa de tempo, principalmente devido à variação de atraso de pacote. Consequentemente, estratégias não convencionais de estimação e processamento precisam ser exploradas. Esta tese discute diversas estratégias de estimação e aprendizado voltadas para este cenário. Além disso, apresenta um ambiente experimental baseado em FPGAs que foi desenvolvido para avaliação de fronthaul Ethernet e dos algoritmos de sincronização. Ao final, este trabalho também investiga casos de uso práticos de sincronização em 5G implementados na bancada da testes.