PTN时钟同步技术

PTN时钟同步技术基本概念频率同步：要求相同的时间间隔时间同步：要求时间的起始点相同和相同的时间间隔无线技术不同制式对时钟的承载有不同的需求:GSM/WCDMA采用的是异步基站技术，只需要做频率同步，精度要求0.05ppm，而TD-SCDMA/CDMA2000需要时间同步，TD-SCDMA的精度要求为±1.5μs。

基本概念时间源：为本地设备提供时钟信号的设备叫做时钟源，本地设备可以有多个时钟源。SSM：同步状态信息SSM（SynchronizationStatusMessage），也称同步质量信息。在同步定时传递链路中，SSM直接反应同步定时信号的等级。为什么要进行时钟同步？传送网中首先要解决的问题就是同步，因为只有保证发送端在发送数字脉冲信号时将脉冲放在特定的时隙中，并且接收端能够在特定的时隙将该脉冲提取出来，才能保证发送端和接收端正常通信。而这种保证发送端/接收端在某一特定时隙发送/提取信号的功能是通过时钟实现的。时钟同步就是使传送网中的各网元的时钟频率和相位限制在允许的误差范围内。如果时钟频率和相位超出允许的误差范围，会发生误码、抖动，导致传输性能下降。同步方式（一）伪同步伪同步是指各交换局具有极高准确度和稳定度的独立时钟。各交换局之间的时钟相互独立，交换局间不进行时钟同步。但是由于各交换局都具有极高准确度和稳定度的时钟，交换局间的时钟频率和相位误差非常小，对传输没有影响，可以忽略。伪同步一般用于国家和国家之间的网络之间。个国家的时钟一般使用铯时钟。同步方式（二）主从同步主从同步是指网内设一个高准确度的主时钟，各局跟踪网内主时钟。各支局跟踪上级时钟，直到末端网元。主从同步又分为直接主从同步和等级主从同步。直接主从同步：某一节点设置高精度和高稳定度时钟作为基准时钟，通过基准时钟传输线路把时钟信号传送至其他节点，直接主从同步用于比较简单的网络。等级主从同步方式：使用一系列分级的时钟，每一级时钟都与其上一级时钟同步，在网中的最高一级时钟称为基准主时钟或基准时钟（PRC），这是一个高精度和高稳定度的时钟，该时钟经数字链路传送给下面的各级节点。等级主从同步方式用于结构比较复杂、规模较大的网络。时钟工作模式自由运行：根据内部晶振产生的时钟工作跟踪：跟踪锁定上一级时钟提供的时钟源保持：从站时钟源利用定时基准信号丢失前所存储的最后频率信息作为其定时基准而工作，持续时间不长，之后如果重新锁定上级时钟，返回正常工作模式，否则进入自由振荡模式。同步时钟级别基准时钟转接局时钟本地局时钟网元内部时钟时钟源的种类外部时钟源通过时钟板提供的时钟接口，跟踪更高级别的时钟。线路时钟源由时钟板从线路信号中提取时钟信号。设备内部时钟源使用本设备提供的基准时钟（如时钟板提供的时钟），作为本端口的工作时钟。同步状态信息编码在SDH传输网中，SSM是通过SDH段开销中的S1字节的低四位b5~b8来传送的；而在BITS设备中，SSM是通过2Mbit/s时钟信号的第一时隙（TS0）的某个bit来传送的。可见，2MHz时钟信号不能携带SSM信息。S1字节：0x00：质量未知0x02：G.811时钟信号（PRC，一般为铯钟）0x04：G.812转接时钟（TNC，一般为铷钟）0x08：G.812本地时钟（LNC，一般为铷钟或晶体钟）0x0b：同步设备定时源（SETS，一般为晶体钟）0x0f：不用于同步（DNU）同步以太网物理层同步技术在传统同步数字体系(SDH)网络中应用广泛。每个节点可从物理链路提取线路时钟或从外部同步接口获取时钟，从多个时钟源中进行时钟质量选择，使本地时钟锁定在质量最高的时钟源，并将锁定后的时钟传送到下游设备。通过逐级锁定，全网逐级同步到主参考时钟(PRC)被实现。对分组网络也可采取相似的技术。同步以太网原理分组网络中的同步以太网技术是一种采用以太网链路码流恢复时钟的技术。以太网物理层编码采用4B/5B(FE)和8B/10B(GE)技术，平均每4个比特就要插入一个附加比特，这样在其所传输的数据码流中不会出现连续4个1或者4个0，可有效地包含时钟信息。在以太网源端接口上使用高精度的时钟发送数据，在接收端恢复并提取这个时钟，时钟性能可以保持高精度。同步以太网原理如图所示。发送侧设备(节点A)将高精度时钟注入以太网的物理层芯片，物理层芯片用这个高精度的时钟将数据发送出去。接收侧的设备(B节点)的物理层芯片可以从数据码流中提取这个时钟。在这个过程中时钟的精度不会有损失，可以与源端保证精确的时钟同步。同步以太网传递时钟的机制与SDH