3G时间服务器V30使用说明书V10(2月15日)

3G 时间服务器 V3 0 使用说明书 光通信产品部 3G 时间服务器 V3 0 使用说明书 1 目 录 1概述 1 23G 时间服务器 V3 0 功能概述 1 2 1结构介绍 1 2 2系统功能原理 2 2 2 1定时参考输入 3 2 2 1 1接收卫星的定时信息 3 2 2 1 2地面传送的参考信号 3 2 2 2主受控时钟 4 2 2 2 1备受控铷钟 4 2 2 2 2内置 DDS 直接数字合成器 4 2 2 3定时输出 4 2 2 3 11PPS TOD 定时输出信号 4 2 2 3 2PTP 定时输出信号 4 2 2 3 3PGE4 盘输出信号 4 2 2 3 42Mb 2MHz 输出信号 5 2 2 4管理控制单元 5 2 3系统的配置 5 2 3 1系统配置表 5 2 3 2槽位分布图 前视 6 2 3 3槽位分布图 后视 6 2 3 4参考输入配置 6 2 3 5参考 卫星及地面链路 的倒换设置及优先设定逻辑 6 2 3 6受控时钟 6 2 3 7定时输出配置 7 2 3 8电源输入盘配置 7 2 4面板显示介绍 7 2 5输入输出接口介绍 8 3主要技术指标 9 3 1接口指标 9 3 1 1参考定时输入信号接口 9 3 1 1 1卫星信号输入接口指标 9 3 1 1 2地面链路信号输入接口指标 9 3 1 2定时信号输出接口指标 10 3 1 2 11PPS TOD 定时信号输出接口 10 3 1 2 2PTP 定时信号输出接口 11 3 2内部时钟 11 3 2 1内部振荡器输出特性 11 3 31PPS TOD 时间输出性能 11 3 4PTP 时间输出性能 12 4单盘功能介绍 13 4 1电源盘 13 3G 时间服务器 V3 0 使用说明书 2 4 1 1面板框图 13 4 1 2物理接口 13 4 2MCP 盘 13 4 2 1面板框图 13 4 2 2物理接口 14 4 3GBTP 盘 14 4 3 1面板框图 14 4 3 2物理接口 14 4 4RB 盘 15 4 4 1面板框图 15 4 4 2物理接口 15 4 5PTP4 盘 15 4 5 1面板框图 16 4 5 2物理接口 16 4 6PGE4 盘 16 4 6 1面板框图 16 4 6 2物理接口 17 4 7TP16 盘 17 4 7 1面板框图 17 4 7 2物理接口 17 4 8OUT16 盘 17 4 8 1面板框图 18 4 8 2物理接口 18 3G 时间服务器 V3 0 使用说明书 1 1概述 随着3G网络的大规模部署 特别是TD SCDMA的网络特点 运营商在时间同步上的需求 也越来越明显 并且变得必不可少 而目前 运营商主要采用的是在每个基站上部署GPS接 收模块来实现基站的时间同步 为基站提供精确的授时 但是 随着网络的迅速发展 这 种方式越来越不能满足运营商的需求 另外 还有GPS本身的不可靠性 不安全性和部署的 局限性 比如机场等地方无法部署等等缺点也暴露出去 急需要采用更高可靠 更安全的 授时方式来解决上述问题 针对此种情况 大唐移动开发出了高精度的时间服务器设备 来为网络提供统一精度 的 可靠的时间同步系统 该设备符合电信 电力和部队等用户的技术要求 可以为提供北 斗 GPS系统的定时信号 并且以地面参考信号为备份 提供稳定可靠 高性能的时间同步 信号 2引用标准 IEEE STD 1588 2008 网络测量和控制系统的精密时钟同步协议 YDT 1012 1999 数字同步网节点时钟系列及其定时特性 QB X XXX XXXX 中国移动高精度时间同步设备技术规范 QB X XXX XXXX 中国移动高精度时间同步 1588v2 时间接口规范 QB X XXX XXXX 中国移动高精度时间同步 1PPS TOD 时间接口规范 33G 时间服务器 V3 0 功能概述 3G 时间服务器 V3 0 是小型化 高集成度 高可靠性的时间同步设备 设备可以接收 北斗 GPS 卫星信号 2Mhz 信号作为系统的参考源 多参考源的设计充分考虑了系统在异常 情况下工作的安全性 并具备智能化的时延补偿技术 可以更好的适应 PTN 网络的情况 3G 时间服务器 V3 0 可以提供多种时码信号输出 PTP 1PPS TOD 等信号 满足时间系 统的不同需求 与此同时 时间服务器考虑了冗余备份的功能 进一步加强了系统的稳定 性 具备以太网和串口的管理接口 可以实现基于 IP 模式下的网管组网功能 实现设备的 3G 时间服务器 V3 0 使用说明书 2 大规模应用和集群化的网元管理 网管接口支持 SNMPv2 0 的接口 接口开放和标准 可无 缝实现设备统一网管功能 更利于用户设备的管理和维护 大大降低维护成本 3 1 结构介绍结构介绍 3G 时间服务器 V3 0 采用 19 7U 机框 铝型材的前面板 冷扎钢板的底板及盖板 前 面板正面为贴膜 其余部分表面为深灰色喷塑 符合电磁兼容特性 可靠安全 1 级时间 服务器和 2 级时间服务器结构兼容 前面板和后面板图 如下所示 图 2 1 前面板图 3G 时间服务器 V3 0 使用说明书 3 图 2 2 后面板图 后面板分布着系统的输入和输出接口 详细介绍参见单盘说明 3 2 系统功能原理系统功能原理 在系统功能原理部分将按以下顺序进行描述 定时参考输入 时钟和定时控制 时钟 分配输出 监控管理功能 3 2 13 2 1 定时参考输入 从卫星信号和地面传输码流中提取定时信号作为系统定时参考信号 定时参考输入可 根据不同的需要进行配置 配置多类参考定时输入 由用户选择使用 见图 2 3 GBTP BD GPS DT TSGC 11 1PPS TOD PTP 2MHz参考输入 1 2路 2Mbit s参考输入 1 2路 图 2 3 3G 时间服务器 V3 0 使用说明书 4 3 2 1 1 接收卫星的定时信息 配置北斗 GPS 的接收机 接收安装在大楼顶部的天线馈入的卫星信息 经解算后提供 定时输入信号 当卫星信号丢失时 发出告警并封锁定时信号输出 按用户需要也可单独 对 GPS 卫星信息或北斗卫星信息进行解算 提取定时输入信号 3G 时间服务器 V3 0 可配置 1 2 张接收机盘 双星接收盘 GBTP 当定时参考为卫星 信号时 由这个盘提供一路主参考定时信号给受控振荡器 提供高精度的定时 一般兼容接收卫星的定时信息有三种工作方式 单 GPS 接收模式 混合北斗 GPS 接收模式 主用 GPS 混合北斗 GPS 接收模式 主用北斗 针对 GBTP 板卡 我们使用北斗 GPS 接收模式 根据用户需求可进行两种配置 即 为主用 GPS 或者主用北斗 3 2 1 2 地面传送的参考信号 配置 4 路地面参考信号源输入 2Mbit s 和 2MHz 信号各 2 路 通过 RB 盘接入 该盘 能够从地面参考信号里提取定时输入信号 供 DT TSGC 11 设备使用 提供高精度的定时 输出 3 2 23 2 2 主 备受控时钟 可配置主备高品质的铷原子振荡器作本振信号 采用 DDS 数字频率合成技术 保证 时钟既具备良好的快捕 跟踪 锁定 保持等功能 又具有良好的自由运行功能及相位连 续性 Rb 铷钟盘在整个系统中主要完成钟控 并根据参考盘输入的信号重新编码 输出 PPS DCLS 和 10Mhz 信号到各输出盘 3 2 33 2 3 定时输出 具有多种定时输出信号 各输出盘的输入 输出兼容 可以灵活配置 满足不同用户 的要求 3 2 3 1 1PPS TOD 定时输出信号 该信号由输出盘 TP16 提供 3G 时间服务器 V3 0 可配置 1 14 张盘 每张盘 16 个输出端口 接口符合建议 中国 移动 TD 无线系统高精度时间同步技术规范 1PPS TOD 时间接口规范 3G 时间服务器 V3 0 使用说明书 5 3 2 3 2 PTP 定时输出信号 该信号由输出盘 PTP4 提供 3G 时间服务器 V3 0 可配置 1 14 张盘 每张盘 4 个输出端口 接口符合建议 中国 移动 TD 无线系统高精度时间同步技术规范 1588 v2 协议规范 讨论稿 此盘需要在网管上按照用户的需求进行配置 它可以输出 1588 V2 3 2 3 3 PGE4 盘输出信号 3G 时间服务器 V3 0 配置 1 14 张 PGE4 盘 每张盘 4 个千兆输出光口 可输出 1588 V2 3 2 3 4 2Mb 2MHz 输出信号 3G 时间服务器 V3 0 可配置 1 14 张盘 每张盘 16 个 2Mbits 2MHz 输出端口 3 2 43 2 4 管理控制单元 3G 时间服务器 V3 0 中的管理控制单元分为 主管理控制盘 MCP MCP 是 3G 时间服务器 V3 0 设备的系统主处理器 它的主要功能是监测各单盘的工作 状态及告警情况 是系统的人机接口 实现系统的各功能配置 收集各单盘的上报信息 监视各单盘的工作状态 3 3 系统的系统的配置 3 3 13 3 1 系统配置表 如图 3 1所示 3G时间服务器V3 0可配置以下单盘 电源盘 MCP主盘 Rb铷钟盘 GBTP卫星输入盘 TP16输出盘 PTP4输出盘 PGE4输出盘 OUT16输出盘 表格 3 1 3G 时间服务器 V3 0 系统配置 单盘中文名称单盘英文名称每系统配置数量槽位号 电源板卡类型电源板卡类型 48V 直流电源盘 PWRD2 19 20 控制板卡类型控制板卡类型 主控盘 MCP121 3G 时间服务器 V3 0 使用说明书 6 输入板卡类型输入板卡类型 北斗 GPS 双卫星输入盘 GBTP1 17 18 主备时钟盘主备时钟盘 铷钟盘 带 2M 频率输入功能 Rb1 15 16 输出板卡类型输出板卡类型 1588 接口盘 PTP41 14 1 14 PTP1000M 光口适配 器 PGE41 14 1 14 TOD 1PPS 信号输出盘 TP161 14 1 14 2Mb 2MHz 输出盘 OUT161 14 1 14 3 3 23 3 2 槽位分布图 前视 槽位分布图 前视 15 16 21 17 19 18 20 3 3 33 3 3 槽位分布图 后视 槽位分布图 后视 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 图 2 4 3 3 43 3 4 参考输入配置 3G 时间服务器 V3 0 设备的参考输入是这样配置的 1 2 张卫星信号输入盘 时钟级 3G 时间服务器 V3 0 使用说明书 7 别为 PRS 量级的 卫星参考输入配置如下 a GBTP 接收盘 三种接收模式 1 单用 GPS 2 混合接收模式 主用 GPS 3 混 合接收模式 主用北斗 3 3 53 3 5参考 卫星及地面链路 的倒换设置及优先设定逻辑 系统参考输入信号应能自动倒换和人工倒换 自动倒换动作的依据是参考信号的输入 槽位决定 自动倒换的判别是根据输入参考的优先级别进行的 人工倒换则需要在网管上 设置 可以灵活自由的进行倒换 3 3 63 3 6 受控时钟 受控时钟部分的配置为主备共两个铷原子钟 采用内置 DDS 数字频率合成技术 保证时钟既具备良好的快捕 跟踪 锁定 保持等 功能又具有良好的自由运行功能及相位连续性 也提高了系统的可靠性 3 3 73 3 7 定时输出配置 a 1PPS TOD 定时信号输出 系统的 1PPS TOD 输出配置 16 路 14 张 MAX b PTP 定时信号输出 系统的 PTP 输出配置 4 路 14 张 MAX C PGE 光信号输出 系统的 PGE 输出配置 4 路 14 张 MAX D 2Mbtis 2MHz 信号输出 系统的 2Mbtis 2MHz 输出配置 4 路 14 张 MAX 3 3 83 3 8 电源输入盘配置 系统配置有两个电源输入盘 3G 时间服务器 V3 0 系统允许两路直流 48V 工作电源输入 互为热备份 电源的输出 经隔离后合为一路供设备使用 3G 时间服务器 V3 0 使用说明书 8 3 4面板显示介绍 3G 时间服务器 V3 0 的前面板 共有 4 类板卡 各板卡上的显示灯 用来表示设备当 前的工作状态 每个灯的具体含义 如下所示 表格 3 2 面板指示灯含义表 板卡板卡指示灯标识指示灯标识指示灯类型指示灯类型含义含义 PWRD无无无 PWR电源指示灯单色 绿色 常亮 正常通电 熄灭 故障 RUN运行指示灯常亮 板卡正常运行 熄灭 板卡故障 SRE卫星信号指示灯常亮 卫星故障 熄灭 卫星正常 GBTP GRE地面输入信号 指示灯 常亮 地面输入信号故障 熄灭 地面输入信号正常 PWR电源指示灯单色 绿色 常亮 正常通电 熄灭 故障 RUN运行指示灯常亮 板卡正常运行 熄灭 板卡故障 ALM紧急告警 指示灯 常亮 设备存在紧急告警 熄灭 无指示灯 MCP FAT严重告警 指示灯 常亮 设备存在严重告警 熄灭 无严重告警 PWR电源指示灯单色 绿色 常亮 正常通电 熄灭 故障 RUN运行指示灯常亮 板卡正常运行 熄灭 板卡故障 PPS秒脉冲显示灯单色 绿色 正常 按照1pps频率闪烁 1pps高点平 亮 低电平灭 200ms亮 800ms灭 输出故障 闪烁变慢或不闪烁 SLOT118 槽位 板卡 当前状态 单色 绿色常亮 参考输入信号正常 绿色快闪 有板卡 但无信号输入 熄灭 无板卡或故障 RB SYNC118 槽位 参考源 状态指示灯 单色 绿色 绿色常亮 参考源正常锁定状态 绿色快闪 参考源处于正在跟踪状态 熄灭 未跟踪 参考源 或故障 3G 时间服务器 V3 0 使用说明书 9 SLOT219 槽位 板卡 当前状态 单色 绿色常亮 参考输入信号正常 绿色快闪 有板卡 但无信号输入 熄灭 无板卡或故障 SYNC219 槽位 参考源 状态指示灯 单色 绿色 绿色常亮 参考源正常锁定状态 绿色快闪 参考源处于正在跟踪状态 熄灭 未跟踪 参考源 或故障 LOS12Mb 信号输入 指示灯 常亮 信号输入正常 熄灭 信号输入故障 LOS22MHz 信号输入 指示灯 常亮 信号输入正常 熄灭 信号输入故障 PWR电源指示灯单色 绿色 常亮 正常通电 熄灭 故障 PTP4 PGE4 TP16 OUT16RUN运行指示灯常亮 板卡正常运行 熄灭 板卡故障 3 5输入输出接口介绍 3G 时间服务器 V3 0 采用多种输入输出方式 满足不同用户的需求 下表所列出的 接口类型为时间服务器基本输入输出接口 表格 3 3 单板输入输出接口一览表 板卡板卡接口类型接口类型单盘容量单盘容量配置板卡数配置板卡数备注备注 MCP 面板网管接口 1基本接口 GBTP 卫星信号输入接口 1 2必选 2MHz输入接口 频率输入 1 2必选 Rb 2Mbit s输入接口 频率输入 1 2必选 PTP4PTP输出接口4路1 14可选 TP161PPS TOD输出接口16 路1 14可选 PGE4PGE输出接口4 路1 14可选 OUT162Mb 2NHZ16 路1 14可选 3G 时间服务器 V3 0 使用说明书 10 4主要技术指标主要技术指标 4 1接口指标 4 1 14 1 1 参考定时输入信号接口 4 1 1 1 卫星信号输入接口指标 表 3 1 卫星信号接口指标 卫星信号输入接口指标 接收机类别双系统接收机 接收模式单GPS 混合模式 GPS L1 1575 42MHz 工作频带 北斗 L1 2491 75 MHz 5MHz 定时输出差分1PPS信号 定时精度优于150ns 与UTC比对 天线馈线长度150米 单根最长 输入阻抗 50 标称馈电电压 V 5 功耗 W 小于2W 4 1 1 2 地面链路信号输入接口指标 2048KHz 2Mbits 定时输入信号接口符合 ITU T 建议 G 703 要求 接口应满足下表 表 3 2 输入接口 脉冲形状方波 连接线对 终接 同轴线对对称线对 测试负载阻抗 75 120 信号最大峰值电压 峰峰 1 5V1 9V 信号最小峰值电压 峰峰 0 75V0 95V 3G 时间服务器 V3 0 使用说明书 11 4 1 24 1 2 定时信号输出接口指标 4 1 2 1 1PPS TOD 定时信号输出接口 表 3 3 1PPS TOD 输出接口 脉冲形状RS422 电平的秒脉冲和 TOD 信息 连接线对RJ45 单盘输出路数4 路 测试负载阻抗 120 信号最大峰值电压 峰基 12V 信号最小峰值电压 峰基 4V 输出方式 独立输出 4 1 2 2 PTP 定时信号输出接口 表 3 4 PTP 输出接口 连接线对网线 光纤 单盘输出路数4 路 3G 时间服务器 V3 0 使用说明书 12 输出方式 独立输出 4 2内部时钟 设备的内部时钟配置为主备共两个铷原子钟 主 备钟互为热备份 4 2 14 2 1 内部振荡器输出特性 铷钟 振荡器的标称频率 10MHz 振荡器的输出波形 正弦波 振荡器的输出阻抗 50 振荡器的输出电平 7 8dBm 10 振荡器的频率老化率 优于 5 10 8 20 年 工作电压 12V 和 5V RB 盘的输出频率 2000KHz 差分信号 4 31PPS TOD 时间输出性能 i TOD 信息波特率默认为 9600 无奇偶校验 1 个起始位 高电平表示 1 个停止位 低电平表示 8 个数据位 在 1pps 上升沿后 1ms 后开始传 递 TOD 信息 在 500ms 内完成 TOD 信息标示当前 1PPS 上升沿时间 TOD 协议报文发送频率为每秒 1 次 ii 1pps 秒脉冲 采用上升沿作为基准沿 上升时间小于 20ns 脉宽为 200ms iii 1pps 和 TOD 信息传递采用 422 电平方式 物理接头采用 RJ45X4 其电 气特性满足相应要求 线序如下 3G 时间服务器 V3 0 使用说明书 13 4 4PTP 时间输出性能 1 支持 1588V2 的以太接口 支持 1588V2 接口包括 PTP 电口 PGE 光口 时间同步信息根据 1588 协议通过 这些以太接口进行传递 2 PTP 报文封装 在 PTP 报文封装方面 设备支持 PTPvoerIEEE std 802 3 Ethernet 3 PTP 报文传递模式 设备支持组播传递模式 4 PTP 设备类型 设备支持 BC 模式 5 PTP 报文类型 事件报文类型 1 sync 2 delay req 3 pdelay req 4 pdelay resq 通用报文类型 1 announce 2 follow up 3 delay resp 4 pdelay resp follow up 6 PTP 报文发送间隔 PTP 报文发包频率可配 发包频率配置范围和默认发包频率如下图表格所示 3G 时间服务器 V3 0 使用说明书 14 表 3 5 PTP 报文 5单盘功能介绍单盘功能介绍 5 1电源盘 PWRD 单盘是 3G 时间服务器 V3 0 设备的重要部件 主要功能是为整个系统提供需要 的 5V 和 15V 电源 电源告警检测和告警输出 5 1 15 1 1 面板框图 5 1 25 1 2 物理接口 电源接口 ON 为打开电源 OFF 为关闭电源 5 2MCP 盘 MCP 单盘是 3G 时间服务器 V3 0 设备的核心部件 主要功能是对各子单盘的监控管理 各种告警和时间日期的显示 3G 时间服务器 V3 0 使用说明书 15 5 2 15 2 1 面板框图 5 2 25 2 2 物理接口 复位开关 面板标识 RST 按下该按钮 MCP 盘复位 串口 面板标识 CON1 接口数量 每张盘 1 路 物理接口 RJ11 电平 RS 232 功能 用于设备调试 以太网口 面板标识 ETH 接口数量 每张盘 1 路 物理接口 RJ45 功能 与网管通信 完成设备的管理和维护 5 3GBTP 盘 卫星盘的主要功能是为系统提供基准 1pps 信号和 DCLS 信号 工作原理如下 卫星盘通过卫星接收机 得到 1pps 信号和各种卫星信息 告警信息 定位信息 收星颗数 再将 1pps 信号和时间信息编码 DCLS 送给系统做参考源 各种卫 星信息及告警信息 上报 RB 盘 接受 RB 盘和网管的时时监控 卫星盘可分为两种工作模式 主用北斗卫星或者主用 GPS 两者功能完全相同 3G 时间服务器 V3 0 使用说明书 16 5 3 15 3 1 面板框图 5 3 25 3 2 物理接口 复位开关 面板标识 RST 按下该按钮 GBTP 盘复位 以太网口 面板标识 PT 接口数量 每张盘 1 路 物理接口 RJ45 功能 1PPS TOD 输入 GBTP 输入口 面板标识 GPS BD IN 接口数量 每张盘 1 路 物理接口 BNC 功能 卫星信号输入 5 4RB 盘 RB 为时钟盘 主要作用是 时钟备份功能 跟踪优选的参考源 为各输出子盘提供时钟 2MHz DCLS 1PPS 时钟提取功能 提取所输入频率参考源 E1 的时钟 并把得到的时钟分频送给 背板各单盘 该单盘输入的参考源有时间参考 GPS 北斗和频率参考 E1 3G 时间服务器 V3 0 使用说明书 17 5 4 15 4 1 面板框图 5 4 25 4 2 物理接口 复位开关 面板标识 RST 功能 按下该按钮 RB 盘复位 E1 输入接口 面板标识 2048Kb s 接口数量 每张盘 1 路 物理接口 CC4 KWYH 功能 2048Kb s 输入 E1 输入接口 面板标识 2048KHz 接口数量 每张盘 1 路 物理接口 CC4 KWYH 功能 2048KHz 输入 串口 面板标识 RS232 接口数量 每张盘 1 路 物理接口 RJ11 电平 RS 232 功能 用于设备调试 以太网口 面板标识 ETH 接口数量 每张盘 1 路 物理接口 RJ45 功能 在线升级程序 5 5PTP4 盘 PTP4 盘的主要功能是根据 IEEE1588 协议 通过 10 100BASE TX 以太网接口送出或 者接收基准 PTP 时间信号 工作原理 PTP 单盘同时作为 PTP 的主设备 对外部发生标准的 PTP 信号 或者作为 从设备 接收来自其他主 PTP 设备的信号 从而得到精确的时间信息 并把得到的精确的 时间信息进行解码后 恢复出 DCLS 信号和 1PPS 信号通过背板输出到系统中 PTP 接口可以是在在 PTN 组网条件下的高精度时间同步功能 时间精度可以达到 3G 时间服务器 V3 0 使用说明书 18 300nS 具体参数如下 1 具有支持 IEEE1588V2 版协议的网络授时功能 2 接口类型支持 FE 光口 FE 电口 GE 光口 GE 电口 3 在 PTP 报文封装方面 设备支持 PTP over IEEE Std 802