IEEE1588V2时钟同步方案
1588V2时间同步信号解决方案
广东移动-上海贝尔 基于PTN网络的1588时间同步技术上海贝尔股份有限公司 2010年11月TD基站对于同步的要求和现状分析All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2008, XXXXXTD基站频率和时间同步要求对于TD-SCDMA同步性能的要求 TD-SCDMA 的同步需求由3GPP TR 25.836定义。
TD-SCDMA基站需要的频率 精度为±50 ppb（0.05ppm)。
此外，还需要相邻基站间的相位同步，误差要求在3 μs 以内，即基站和RNC （或PGW)之间的相位误差应该不超过1.5 μs。
TD-SCDMA空口时间同步精度要求： ∣△T1＋ △T2＋ △T3 ∣<±1.5usGPSMaster ClockIub Backhaul Node B△T2按照最坏情况，精度分配如下： ∣△T1∣< 200 ns ∣△T3∣1 BBU+1 RRU情况下为300ns，1 BBU+6 RRU情况下为500ns 因此要求∣△T2∣的范围：800~1000ns△T1△T3△T1：时间源精度△T2：回传网络偏差All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2008, XXXXX△T3：基站偏差目前 GPS 定时存在问题及替代方案目前基站通过GPS保证空口同步：GPSn n n对基站安装提出一定的要求 基站成本 安全性问题GPS替代方案：n n n单星方案 北斗 时间同步网 传输分配Node BIub BackhaulRNCn传输分配方案 (借助IEEE 1588)：n n n通过MSTP开销 通过MSTP净荷 通过PTNAll Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2008, XXXXX1588v2地面时间同步 vs GPS时间分配方案TD-SCDMA Node BIEEE 1588v2-Synch<1.5us <800ns (1PPS+ToD)GPS/北斗接收机(IEEE1588v2) TD-SCDMA Node B (IEEE1588v2) (1PPS+ToD)(1PPS+ToD)GPS/北斗接收机PTNPTN (Sync Eth) (Sync Eth) (1PPS+ToD)n 1588v2方案成本仅为GPS方案的10%左右成本（GPS方案中考虑100米左右的GPS馈线） n 1588v2方案避免了GPS方案所要求的安装 条件（120度净空角等）成本8000 6000 4000 2000 0 GPS 1588v2n 1588v2方案确保了较高的安全性All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2008, XXXXX基于PTN网络的1588 V2时间同步技术All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2008, XXXXX基站回传时钟同步需求：G.8261同步以太网 （频率同步)概念 § 采用以太网物理层来传送高质量的参考频率（类似 SDH） § 要采用类似于SDH的SSM同步算法进行时钟分发。
1588V2
1588V2协议基本的时间同步机制1588V2 提供了一套时间同步的方案PTP，可以提供亚微秒级的时间同步精度。
1588V2时间同步过程分为偏移测量阶段和延迟测量2个阶段。
偏移测量阶段用来修正主、从属时钟的时间差。
如图1所示,在该偏移修正过程中,主时钟周期性发出一个确定的同步信息(Sync信息) (缺省为1次/1 s ) ,它包含了一个时间戳,含有数据包发出的预计时间a,即它是真实发出时间T1 的估计值。
由于信息包含的是预计的发出时间而不是真实的发出时间,故主时钟在Sync信息发出后发出一个Follow Up信息,该信息也加了一个时间戳,准确地记载了Sync信息的真实发出时间T 。
这样做的目的是使报文传输和时间测量分开进行,相互不影响。
从属时钟使用Follow Up 信息中的真实发出时间T1 和接收方的真实接收时间T2 ,可以计算出从属时钟与主时钟之间的偏移OffsetOffset=T2 －T1 －Delay。
延迟测量DelayMeasurement 阶段用来测量网络传输造成的延迟时间。
为了测量网络传输延时, IEEE 1588定义了一个延迟请求信息Delay Request Packet (Delay Req )。
从属时钟在收到Sync信息后在T3 时刻发延迟请求信息包Delay Req, 主时钟收到Delay Req后在延迟响应信息包Delay Request Packe（Delay Resp）加时间戳,反映出准确的接收时T4 ,并发送给从属时钟,故从属时钟就可以非常准确地计算出网络延时。
与偏移测量阶段不同是,延迟测量阶段的延迟请求信息包是随机发的,并没有时间限制。
由于T2－T1 = Delay + OffsetT4－T3 = Delay －Offset故可得Delay= [ T2－T1 + T4－T3 ] /2Offset= [ T2－T1－T4＋T3 ] /2最后根据Offset来修正从时钟。
移动回传网中时钟同步IEEE 1588v2的同步原理
移动回传网中时钟同步IEEE 1588v2的同步原理作者：王丹丹吕艳来源：《商情》2014年第51期摘要分析了当前移动回传网络对同步的要求，结合IEEE 1588v2标准和原理，结合网络实际应用模型详细阐述了如何满足移动回传网的要求以及逐步替代GPS的大量部署。
结合第一个商用局点探讨了当前IEEE 1588v2部署的注意事项，如何能够更有部署以满足移动回传网的需求。
关键词 IEEE 1588v2 移动回传同步 BMC 时间频率一、IEEE 1588v2介绍IEEE标准组织定义的1588协议，即“联网测量和控制系统的精确时间同步协议”（Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems），是网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准，采用PTP（精密时钟同步），精度能够达到亚μs水平。
能够同时实现Frequency Synchronization 和Time Synchronization。
1588v2主要是用于设备之间的高精度时间同步；但也可以被借用来进行设备之间的时钟同步。
一个物理上的时间同步网络可以分成逻辑上的多个时钟域。
每个时钟域都有一个同步时间，域内设备都同步到该时间；不同时钟域各有自己的同步时间，相互之间独立。
二、IEEE 1588v2的同步原理IEEE 1588V2技术即可以实现相位（时间）同步，也可以实现频率同步。
在整个时间同步网络中的每个设备，都被称之为Clock。
1588v2协议定义了三种基本的时钟节点类型：OC（Ordinary Clock，普通时钟）：OC只有一个1588v2时钟端口，设备通过该端口从上游节点同步时间，或者向下游节点发布时间。
BC（Boundary Clock，边界时钟）：BC有多个1588v2时钟端口，其中一个端口从上游设备同步时间，其余多个端口向下游设备发布时间。
浅析1588V2时间同步部署方案
2020年第1期信息通信2020(总第205期)INFORMATION&COMMUNICATIONS(Sum.No205)浅析1588V2时间同步部署方案侯扬(中国移动通信集团设计院有限公司湖南分公司，湖南长沙410000)摘要:介绍1588V2时间同步部署的背景、必要性和基本原理，分析时间同步网现状，提出1588V2时间同步部署方案。
关键词:时钟同步；时间同步;GPS;1588V2等中图分类号:TN929.5文献标识码:A文章编号:1673-1131(2020)01-0201-021背景传统的时间同步链路采用的NTP方式，存在的主要问题是无法满足us级别的时间精度。
而在基站侧釆用GPS解决同步问题，也存在诸多的问题，具体如下:①每个基站均需配备一套GPS系统，维护、安装成本高。
②目前不配置1588V2时钟情况下，基站每站只配置1块星卡，无失效保护。
③GPS天线对安装环境有特殊要求，尤其是室分站点，选址困难;长距离下GPS天线馈线较粗，安装困难。
④GPS 失效需要现场硬件更换，无法远程维护。
⑤安全隐患高，依赖于GPS系统,紧急情况下整网可能因失步而瘫痪。
⑥GPS 干扰呈增多趋势，近期的欧洲伽利略停摆以及各种GPS停服的消息,说明只在一种时钟下工作有非常高的风险。
面对无线基站时间同步的高精度要求以及GPS解决方案存在的诸多问题,本文探讨一种高精度的地面传送时间同步解决方案即1588V2。
2同步的基本概念2.1同步的定义同步主要包括频率同步和时间同步。
频率同步一般指源端和宿端的时钟在一定精度内保持相同的频率，其相位不一定对齐或者保持恒定，特点是两个时钟速度一致，但起点可能不一致；时间同步即相位同步，其相位也要对齐，特点是两个时钟速度一致，并且起点也一致。
目前比较成熟的时钟技术中，只有GPS和1588V2同时支持频率同步和时间同步。
2.2无线业务对同步的要求各类无线业务对时间同步要求不同,5G时代对时间同步提出更高的要求。
IEEE1588V2在电力系统时钟同步方面的应用
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一
筮 ． ． Ｊ
蓉 于 ｏｒ ｂ ｉ ｔ ｒ ｏ ｍ 系 统 太 阳 轨 迹 的 角 度 标 校 方 法
９ １ ９ １ ３ 部 队 张恒华
要求。
卢其龙
张 伟
【 摘要 】文章介 绍了无 线电测控系统 的常用角度标校 方法，详 细阐述 了基于Ｏｒ ｂ ｉ ｔ ｒ ｏ ｍ 统太 阳轨迹 的角度标校方法 ，实 际表 明对 于高精度无 线电测控 系统该方法满足精度
一
・
Ａ ｏ ＝Ａ ＋ （ １ ８ ０ 。 一Ａ 一 Ａ ） Ｅ ｏ ＝Ｅ ６ ＋ （ １ ８ ０ 。 －Ｅ — Ｅ ）
、
引 言
无 线 电测 控 系统 角度 标 校 ， 由标 定和 校 准两部 分组成 ，通过 标定给 出系统误 差系数 ， 校准 是采取措施减 小或消除系统 误差 ，为完成 标校工 作需对可能产 生系统误差 的各种 因素进 行分析 并建立相应 的数学模型 ，通 过模 型的建 立 ，无 线 电测控系 统的角度标校就转 变成建立 适 当的误差模型公 式，标定各个 误差 系数值 ， 采用各种措施来减 小或消除系统误差。 常用的标校是 以望远镜 的光轴为基准进行 的，在 所有关于标校 的数学建模 中，光轴是机 械轴 的中介 ，而机 械轴是天线 的几何 中心 ，因 而这种 方法 同光轴对 机械轴 的调 整密切相关 。 但 由于大部分无线 电测控系统建 立在 高 山、海 岛，建立方位标难度 大 ，并且受 天气及标校人 员 的视 力及 经验影 响很大 ，所 以标校 精度受到 限制 ，也不能 时时标校 。 文 章在讨论光学标校 的基础上 ，研 究以电 轴为基 准，并利用太 阳具有较 高的热噪声特性 及Ｏ ｒ ｂ ｉ ｔ ｒ ｏ ｍ 系统 能准确 的预知太 阳相对于雷达 的方位 、俯仰角度 来实现标校 。无线 电测控系 统一 般波束较 窄，在系统主波束对 准太 阳时热 噪声 电平要远 大于没有对准 时的热噪声 ，对 于 采用包 络体制跟踪 的无线 电测控 系统 ，甚至 能 实现跟踪 ，以此来 实现以电轴为基础的标ａ ｎｇ ｌ ｅ ｃ ａ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ；Ｓ Ｕ ｌ ｆ ｒ ｔ ａ ｃ ｅ ；ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｌ ａ ａ ｘ ｉ ｓ ；ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ ；Ｏ ｒ ｂ ｉ ｔ ｒ ｏ ｍ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
一种基于IEEE_1588v2协议的SG时问同步方案
182一种基于IEEE 1588v2协议的5G 时间同步方案包其齐，连世龙（中电科普天科技股份有限公司，广东广州510310）摘要：5G 技术以其高带宽、低时延等特点，在交通、能源、工业、智慧城市等行业得到很多发展和应用。
文章针对5G 高精度时间同步方案，对基于IEEE 1588v2时间同步协议实现地面传输网络中高精度时间源信息传送的原理和过程进行了分析和说明，接着将IEEE 1588v2协议与其他同步协议与技术进行优劣分析，最后对5G 时间同步技术的下一步发展进行了展望。
关键词：时间同步；频率同步；IEEE 1588v2中图分类号：TN929.5文献标识码：A 文章编号：2096-9759（2023）03-0182-03A 5G Time Synchronization Scheme Based on IEEE 1588v2ProtocolBAO Qiqi ，LIAN Shilong(CETC Potevio Science &Technology Co.,Ltd.,Guangzhou 510310,China )Abstract:With its characteristics of high bandwidth and low delay,5G technology has been developed and applied in transpor-tation,energy,industry,smart city and other industries.Aiming at the high-precision time synchronization scheme of 5G,this paper analyzes and explains the principle and process of realizing high-precision time source information transmission in ground transmission network based on IEEE 1588v2time synchronization protocol,and then analyzes the advantages and disadvantages of IEEE 1588v2protocol and other synchronization protocols and technologies.Finally,the next development of 5G time syn-chronization technology is prospected.Keywords:time synchronization;frequency synchronization;IEEE 1588v20引言时间同步技术是通信网络中一项重要的基础支撑技术，通信网时间同步的精度对通信网的质量将产生直接的影响。
时间同步和时钟同步原理及配置方法介绍
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时间同步实现机制
分为带内（1588协议接口）和带外（1PPS+TOD接口）两种接口。 ✓ 带外（1PPS+TOD接口）接口的帧格式规范遵从“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”的要求。 ✓ 带内（1588协议接口，以太网业务接口）接口通过交换1588报文，并实现1588协
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时间同步网管参数配置（TIMA盘)
同步参数配置说明： 1. PTP模式:一般而言配置成BMC 2. 时间源选择:当源为1588V2配置为PORT, 源为1PPS+TOD配置为TOD 3. 时钟模型配置：OC/BC 4. 频率同步:时间同步方式为1588V2+SYCE配置为去使能, 同步方式为纯1588V2则
主钟表
Tri: 各中间节点的驻留时间
从钟表
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1588V2时钟模型
▪ PON系统的1588V2时钟模型？ ▪ 总体来看OLT+ONU为BC时钟模型 ▪ 单独来看OLT或者ONU其时钟模型都为OC
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提纲
同步概念 1588v2时钟模型 1588v2同步实现机制 时间同步网管参数配置 1588v2同步典型应用方案
1588V2时间同 步又可恢复出频 率实现时钟同步
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提纲
同步概念 1588v2时钟模型 1588v2同步实现机制 时间同步网管参数配置 1588v2同步典型应用方案
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1588V2时钟模型
时钟模型
普通时钟
（Ordinary clock）
透传时钟
（ Transparent clock ）
边界时钟
IEEE1588v2时钟特性和应用方案
IEEE1588v2时钟特性和应用方案作者：俞慧春来源：《信息安全与技术》2015年第04期【摘要】同步网是保证通信网络正常运行的支持系统之一，为网内所有通信设备的时钟和载波提供同步控制信号。
随着通信网络的发展，尤其是3G、4G网络的部署和应用，精确授时成为各大运营商关注的焦点。
基于IEEE1588v2特性的时钟同步方案，是目前通信同步网精确授时的主要解决方案。
【关键词】 1588v2；时钟同步1 引言在现代通信网络中，为保持各类业务的正常运行，要求网络设备之间的时间或频率误差能够保持在合理的范围内，即网络需要时钟同步。
随着我国3G、4G网络的部署和发展，通信网络对时间同步性能的要求越来越高，如何突破传统GPS建设成本高、维护难、安全隐患高等瓶颈，提供高精度的地面时间同步链路方案成为广大运营商的迫切需求。
2 同步的基本概念同步是指多个信号之间，在频率或相位上保持某种特定关系，即多个信号在相对应的节点，其频率差或相位差保持在网络约定的允许范围之内。
通信网络中的同步主要分为时钟同步（频率同步）和时间同步（相位同步）。
2.1 时钟同步（频率同步）所谓时钟同步是指频率相同或者相互之间频率锁定，而不要求时间相位、时间相同，也就是说维持各点的频率相同，而不管它们之间的相位，只要调整本地时钟信号与时钟源频率相同，信号在其相对应的有效瞬间以同一速率出现。
2.2 时间同步（相位同步）时间同步通常也称为相位同步，是指频率相同、相位相同、时间相同，即信号之间的频率和相位都保持一致，信号之间相位差恒定为零。
2.3 同步网的基本架构目前同步网主要采用主从同步的方式。
在全同步网内只有一个或几个基准时钟，其它所有的时钟都同步到该基准时钟上。
在这种类型的同步网中，最高一级时钟为符合G.811规定性能的时钟，即基准时钟（PRC），也称为一级时钟。
它作为主钟为网络提供基准定时信号，该信号通过定时链路传递到全网。
二级时钟、三级时钟从上一级时钟中提取定时，形成主从同步网结构。
1588PTP网络时钟服务器（时间同步）技术应用方案
1588PTP⽹络时钟服务器（时间同步）技术应⽤⽅案1588PTP⽹络时钟服务器（时间同步）技术应⽤⽅案1588PTP⽹络时钟服务器（时间同步）技术应⽤⽅案京准电⼦科技官微——ahjzsz1. 概述1.1. PTP起源伴随着⽹络技术的不断增加和发展，尤其是以太⽹在测量和控制系统中应⽤越来越⼴泛，计算机和⽹络业界也在致⼒于解决以太⽹的定时同步能⼒不⾜的问题，以减少采⽤其它技术，例如IRIG-B等带来的额外布线开销。
于是开发出⼀种软件⽅式的⽹络时间协议（NTP），来提⾼各⽹络设备之间的定时同步能⼒。
1992年NTP版本的同步准确度可以达到200µs，但是仍然不能满⾜测量仪器和⼯业控制所需的准确度。
为了解决这个问题，同时还要满⾜其它⽅⾯需求。
⽹络精密时钟同步委员会于2001年中获得IEEE仪器和测量委员会美国标准技术研究所（NIST）的⽀持，该委员会起草的规范在2002年底获得IEEE标准委员会通过，作为IEEE1588标准。
该标准定义的就是PTP协议（Precision Time Protocol）。
1.2. PTP应⽤环境PTP适合⽤于⽀持单播，组播消息的分布式⽹络通信系统，例如Ethernet。
同时提供单播消息的⽀持。
协议⽀持多种传输协议，例如UPD/IPv4，UDP/IPv6，Layer-2 Ethernet，DeviceNet。
协议采⽤短帧数据传输以减少对⽹络资源使⽤，算法简单，对⽹络资源使⽤少，对计算性能要求低，适合于在低端设备上应⽤。
1.3. PTP⽬标⽆需时钟专线传输时钟同步信号，利⽤现有的数据⽹络传输时钟同步消息。
降低组建时间同步系统的费⽤。
在提供和GPS相同的精度情况下，不需要为每个设备安装GPS那样昂贵的组件，只需要⼀个⾼精度的本地时钟和提供⾼精度时钟戳的部件，成本相对较低。
采⽤硬件与软件结合设计，并对各种影响同步精度的部分进⾏有效矫正，以提供亚微妙级的同步精度。
独⽴于具体的⽹络技术，可采⽤多种传输协议。
IEEE1588v2 时间同步以太网网络
EtherSynch™ - 完美的同步_________________________________________ 降低IEEE1588v2时间同步以太网网络的实现成本白皮书作者：Mike JonesMicrel公司高级产品营销经理引言下一代工业自动化系统将更多地围绕具有低消息延时、灵活拓扑和集成式定时功能的分布式高性能网络进行建构。
目前市场上已有多种所谓的新兴工业以太网框架，它们的基础是紧密集成了IEEE 1588v2(也称为IEEE 1588-2008)分布式同步功能的标准以太网通信技术。
IEEE 1588v2可以提供亚微秒性能和灵活的定时模式，在不断壮大的供应商生态系统中获得了广泛的认同。
具有高性价比的IEEE 1588v2正在逐步替代许多特殊的工业互连架构。
像Ethernet/IP、Profinet和PowerLink等充分利用了商用现成(COTS)技术的工业以太网标准都在积极地部署集成了IEEE 1588功能的以太网。
同样，电源系统自动化行业也制定了一个重要的标准来指导配电站的自动化，即IEC 61850。
在为配电站自动化系统(SAS)的成熟通信框架中部署以太网、IEEE 1588和响应容错机制方面，IEC 61850取得了新的突破。
还有许多较低端的应用，虽然它们的同步要求远非亚微秒抖动那样严格，但潜在的成本问题却阻碍了IEEE 1588v2标准的实现。
而在高端场合，有一些应用要求的同步性能远超IEEE 1588v2标准的规定值。
在工业自动化领域中，已经有EtherCAT和Profinet IRT等事实上的标准，它们的同步精度在10ns数量级，可满足最重要的实时应用要求。
EtherCAT和Profinet IRT使用的是私有技术，这些技术不使用标准以太网MAC(虽然两者都采用以太网10/100/100Mbps PHY层)。
不管是什么样的同步需求，推动这种市场的关键是利用现成的高集成度、低成本芯片实现高成本效益。
1588时间同步解决方案
5、1588时间同步解决方案TD-SCDMA时间同步现状l TD-SCDMA组网对时间同步要求较高ü TD-SCDMA/TD-LTE 均属于TDD时分双工系统，在相同的频率上发送上/ 下行数据，需要基站间同步，以避免时隙间和上/下行帧之间的干扰。
ü TD基站时间同步精度要求为± 1.5μs。
l TD-SCDMA基站目前使用GPS作为唯一的授时时间源制式 GSM WCDMA CDMA2000 TD-SCDMA FDD-LTE TD-LTE 频率同步 50ppb 50ppb 50ppb 50ppb 50ppb 50ppb 时间同步 None None 小于3µs 小于1.5µs None 小于1.5µs各种无线通信系统的同步性能指标要求TD-SCDMA基站的时间同步需求TD-SCDMA无线组网要求同频相邻基站空口同步、时隙对齐，任意两个基 站之间帧头最大偏差不超过3μs，否则会产生：▪时隙干扰：前一个时隙的信号落在下一个时隙中，破坏了这两个时隙内的正交码的正交性，使这两个时隙内的基站或终端都无法正常解调。
▪上下行时隙干扰：一个基站发射的信号直接对另一个基站的接收造成强大的干扰，严重影响第二个基站的正常接收。
码频率TDD/TDMACDMA 1.6MHz本振源 PRC/LPR （铯钟） G.811时钟 铷原子钟准确度 ±2×10-12 ±1×10-11 ±5×10-11变化±1us 需用时间 115多天 17分钟 3.4分钟675µs 75µs160µs 675µs75µs675µstime本地时钟和频率同步网守时能力无法 满足TD需求，需要有时间同步机制依赖GPS存在的问题l 安全问题– GPS系统存在安全隐患。
基站时钟倒换 1588v2 案例 流程
基站时钟倒换 1588v2 案例流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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IEEE1588v2高精度时钟同步协议的总体设计与实现
IEEE1588v2高精度时钟同步协议的总体设计与实现王冠;肖萍萍【摘要】With the development of network technology, the gradually networked audio transmission set higher demands on asynchronous ethemet In provied high precision time to guaranty the real-time of transmission of audio data. Fortunately, IEEE 1588 is precisely designed to solve this problem. This article systematically describes the principle of IEEE1588 (version 2), and presents the general design of IEEE1588v2 in the angle of software implementation.%随着网络技术的发展,音频传输逐渐网络化,为保证音频数据传输的实时性,对异步的以太网提出了高精度的时间同步要求.而IEEE1588标准定义的PTP(Precision Time Protocol)协议正是为实现高精度时钟同步而制定的,本文系统地介绍了IEEE1588v2(第二版本的PTP协议)的原理,并从软件实现的角度给出了IEEEI588v2的总体设计.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2012(031)015【总页数】2页(P198-199)【关键词】音频传输网络;时钟同步;IEEE1588v2;PTP;精确时间协议【作者】王冠;肖萍萍【作者单位】武汉邮电科学研究院烽火网络有限公司,武汉430074;武汉邮电科学研究院烽火网络有限公司,武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TN919.20 引言目前，基于以太网的数字音频传输技术已得到广泛应用，而以太网生来就是非确定性的网络，很难满足音频数据在传输过程中的同步和实时性要求。
1588V2的原理与方案介绍
1588V2的原理与方案介绍摘要：目前电信业务传送网络正在完成IP化的转化，以分组交换为主要核心的IPRAN、PTN技术已经成为传送网的主流技术广泛应用于运营商中。
传统的以TDM为内核的MSTP技术逐渐退出现网。
而在转化过程中如何保证网络的适中同步需求成为分组传送网络迫切需要解决的问题。
1588V2技术作为分组传送网中同步解决方案逐步被运营商了解和接受。
本文主要介绍1588V2技术的关键技术以及实现方式介绍。
关键词：同步；1588v2；延时机制1 同步的提出随着传送网发展，各个运营商都展开了IP化传送网络的建设工作。
移动主推的PTN技术和联通、电信主推的IPRAN技术成为目前的主流传送技术。
而目前分组传送网络还存在很多关键点需要解决，其中对基于以太网的同步技术的要求成为业界关注的要点。
2 同步的意义传统的MSTP传送TDM业务的时，如果MSTP网络无法实现时钟同步则很可能出现：（1）业务出现滑码；（2）严重时还会出现指针频繁调整，业务误码率急剧升高，大量告警上报，关键芯片失效。
而在无线IP RAN中，如果无线网络间的时间同步未在要求的精度内，会出现：（1）基站切换时，会导致通话掉线；（2）通话计费，网间结算将无法进行。
3 1588v2协议介绍IEEE 1588V2的在传输网中的应用是将分布在传输网络中的不同的设备保持精确的时钟同步，以PTP（精确时间协议）为标准。
对以太网中设备进行亚微秒级的同步。
4 时钟实体类型IEEE 1588按照时钟是否为透传时钟，将时钟类型分为了透传和非透传时钟两种。
其中，透传时钟，按照时钟采用的延时机制不同，分为了E2E透传时钟和P2P透传时钟；非透传时钟，则按照时钟的ptp端口数目多少分成了普通时钟和边界时钟：（1）普通时钟：只有一个PTP物理通信端口和网络相连；（2）边界时钟：支持多个物理端口与网络相连。
即为多个普通时钟的组合，不同的是其只有一套共用的时钟设备；（3）E2E透传时钟：E2E透传时钟像路由器或交换机一样转发所有的PTP 消息；（4）P2P透传时钟：与E2E透传时钟功能相同，只是对PTP时间消息的修正和处理方法不同：他把报文的各段线路延迟累加放到报文的校正字段中。
时间同步和时钟同步原理及配置方法介绍
和P2P TC（Peer to Peer TC）两种 :
E2E只测量驻留时间；
P2P测量驻留时间、链路延时。
T1
各节点自行测 量链路时延
correctionField= correctionField+TR1
correctionField= correctionField+TR3 T2
correctionField= correctionField+TR2 correctionField= correctionField+TR4
在国内1588v2同步技术应用早期，部分传送设备不具备SyncE这种基于硬件 的频率恢复功能，有较多采取1588v2频率恢复应用场景。到现在传送设备大多 采取了SyncE这种基于硬件的频率恢复技术，1588v2频率恢复技术成为备用方 案。
同步概念
时间同步和时钟同步有何区别？
两者概念相互 独立
时钟同步可服 务于时间同步
主钟表
correctionField= correctionField+TD3
correctionField= correctionField+TD2
correctionField= correctionField+TD1
TDi: 上联线路的延时，通过peer延时测量机制获得
correctionField= correctionField+TD4
同步概念
1. 时间同步几种方式
● 同步1PPS+TOD接口（1PPS为秒脉冲, TOD:日时间精确到秒) ●1588V2协议同步 ●1588V2+SYNCE(时钟同步)混合方式
2. 时钟同步几种方式
基于IEEE1588V2的无线网络时间同步技术
第54卷 第1期2021年1月通信技术Communications TechnologyVol.54 No.1Jan. 2021·147·文献引用格式：高兆强. 基于IEEE1588V2的无线网络时间同步技术[J].通信技术，2021，54（01）：147-151.GAO Zhaoqiang. Wireless Network Time Synchronization Technology Based on IEEE1588V2 [J].Communications Technology,2021,54(01):147-151.doi:10.3969/j.issn.1002-0802.2021.01.023基于IEEE1588V2的无线网络时间同步技术*高兆强（中国船舶重工集团公司第七一六研究所，江苏 连云港 222002）摘 要：目前移动设备普遍采用GPS、北斗等卫星授时方式来获取时间，该方式技术成熟，授时精度高，但是卫星信号容易被干扰，仅仅依赖卫星授时存在风险。
提出将IEEE1588V2应用到无线时间同步领域，在更底层获取时间戳，减少网络传输时间的抖动；对路径时延采用卡尔曼滤波算法，减少网络传输时间的抖动；修正协议算法逻辑，使其适应无线网络环境，从而获取更加精确的传输时延，提高无线时间同步精度。
关键字：PTP; IEEE1588V2; 卡尔曼滤波；无线网络时间同步中图分类号：TP393.1 文献标识码：A 文章编号：1002-0802(2021)-01-0147-05 Wireless Network Time Synchronization Technology based on IEEE1588V2GAO Zhaoqiang（No.716 Research Institute, CSIS, Lianyungang Jiangsu 222002, China)Abstract: At present, mobile devices generally use GPS, Beidou and other satellite timing methods to acquire time. This method has mature technology and high timing accuracy, but satellite signals are easy to be interfered, and there is a risk to rely soly on satellite timing. It is proposed to apply IEEE1588V2 to the field of wireless time synchronization to obtain the timestamp at a lower level to reduce the jitter of network transmission time. Kalman filtering algorithm is used for path delay to reduce the jitter of network transmission time, and the protocol algorithm logic is modified to adapt it to the wireless network environment, thereby obtaining more accurate transmission delay and improving wireless time synchronization accuracy.Keywords: PTP; IEEE1588V2; Kalman filtering; wireless network time synchronization0 引 言移动设备间时间一致是各个移动设备协同工作的基础，广泛应用在数据融合、节点定位、定时任务等场合，目前在移动无线网络[1]，各个节点普遍采用卫星授时的方式来获取统一的时间，该方式技术成熟、精度高[2]，但是卫星信号的接收容易受到环境的限制，比如在天气不好或者室内的情况下，往往无法接受到卫星信号，并且卫星信号容易受到干扰，可靠性不高，在军事、航天等需要高可靠性的领域只采用卫星授时的方式存在安全隐患[3]，因此急需一种基于无线网络的时间同步技术来填补卫星授时的不足。
1588v2协议
1588v2协议1 背景介绍1.1 同步概述同步的需求主要包括频率同步(frequency synchronization)和时间同步(phase synchronization)两类需求。
以太⽹中对于⾼精度的时间需求主要来⾃于移动回传。
1.1.1 频率同步频率同步，⼤家通常称之为时钟同步，是指信号之间的频率或相位上保持某种严格的特定关系，其相对应的有效瞬间以同⼀平均速率出现，以维持通信⽹络中所有的设备以相同的速率运⾏。
数字通信⽹中传递的是对信息进⾏编码后得到的PCM（Pulse Code Modulation）离散脉冲。
若两个数字交换设备之间的时钟频率不⼀致，或者由于数字⽐特流在传输中因⼲扰损伤，⽽叠加了相位漂移和抖动，就会在数字交换系统的缓冲存储器中产⽣码元的丢失或重复，导致在传输的⽐特流中出现滑动损伤。
1.1.2 时间同步⼀般所说的“时间”有两种含义：时刻和时间间隔。
前者指连续流逝的时间的某⼀瞬间，后者是指两个瞬间之间的间隔长度。
时间同步的操作就是按照接收到的时间来调控设备内部的时钟和时刻。
时间同步的调控原理与频率同步对时钟的调控原理相似，它既调控时钟的频率⼜调控时钟的相位，同时将时钟的相位以数值表⽰，即时刻，表⽰当前的年、⽉、⽇、时、分、秒、毫秒、纳秒。
时间同步接受⾮连续的时间参考源信息校准设备时间，使时刻达到同步；⽽时钟同步是跟踪时钟源达到频率同步。
时间同步有两个主要的功能：授时和守时。
⽤通俗的语⾳描述，授时就是“对表”。
通过不定期的对表动作，将本地时刻与标准时刻相位同步；守时就是前⾯提到的频率同步，保证在对表的间隙⾥，本地时刻与标准时刻偏差不要太⼤。
1.1.3 时间同步与频率同步的区别上图给出了时间同步与频率同步的区别。
如果两个表（Watch A与Watch B）每时每刻的时间都保持⼀致，这个状态叫时间同步（Phase synchronization）；如果两个表的时间不⼀样，但是⾛得⼀样快，始终保持⼀个恒定的差，⽐如6⼩时，那么这个状态称为频率同步(Frequency synchronization)。
IEEE1588V2
IEEE1588V2在电力系统时钟同步方面的应用作者：沈峻来源：《电子世界》2013年第16期【摘要】本文介绍了电力系统目前所采用的时间同步方案技术的局限性以及存在的问题。
在此基础上，提出了使用National Semiconductor的DP83640在标准以太网中应用的IEEE 1588精密时间协议（PTP）为传播主时钟时序给系统中的其他结点的实现方法。
【关键词】IEEE1588 v2；DP83640；PTP一、电力系统时间同步基本概况电力系统是时间相关系统，无论电压、电流、相角、功角变化，都是基于时间轴的波形。
近年来，超临界、超超临界机组相继并网运行，大区域电网互联，特高压输电技术得到发展。
电网安全稳定运行对电力自动化设备提出了新的要求，特别是对时间同步，要求继电保护装置、自动化装置、安全稳定控制系统、能量管理系统（EMS）和生产信息管理系统等基于统一的时间基准运行，以满足事件顺序记录（SOE）、故障录波、实时数据采集时间一致性要求，确保线路故障测距、相量和功角动态监测、机组和电网参数校验的准确性，以及电网事故分析和稳定控制水平，提高运行效率及其可靠性。
未来数字电力技术的推广应用，对时间同步的要求会更高。
电力系统被授时装置对时间同步准确度的要求大致分为以下4类：1）时间同步准确度不大于1μs：包括线路行波故障测距装置、同步相量测量装置、雷电定位系统、电子式互感器的合并单元等。
2）时间同步准确度不大于1ms：包括故障录波器、SOE装置、电气测控单元/远程终端装置（RTU）/保护测控一体化装置等。
3）时间同步准确度不大于10ms：包括微机保护装置安全自动装置、馈线终端装置（FTU）、变压器终端装置（TTU）、配电网自动化系统等。
4）时间同步准确度不大于1s：包括电能量采集装置、负荷/用电监控终端装置、电气设备在线状态检测终端装置或自动记录仪、控制/调度中心数字显示时钟、火电厂和水电厂以及变电站计算机监控系统、监控与数据采集（SCADA）/EMS、电能量计费系统（PBS）、继电保护及保障信息管理系统主站、电力市场技术支持系统等主站、负荷监控/用电管理系统主站、配电网自动化/管理系统主站、调度管理信息系统（DMIS）、企业管理信息系统（MIS）等。
基于IEEE1588v2的时间同步模块设计
所 示 ，分 布式 系统 根据 地理 位 置等 因素 分为 若干 个
子 网 ，子 网 内部拥 有一 个主 时钟 节 点与 若干个 从 时 钟 。基 于 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ 一 １ ５ ８ ８ ｖ ２ 协 议 的 主 时 钟 通 过 支 持
Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ 一 １ ５ ８ ８ ｖ ２协议 的交 换机 对 网络 中所 有从 时钟进
间 为 基准 ，按 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ１ ５ ８ ８ ｖ ２协 议 ， 在 以太 网 物 理 层 和 ＭＡＣ层 之 间 的 ＭＩ Ｉ 处检 测 和标 记 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ １ ５ ８ ８报 文 ， 实 现
高精度 时间同步 。测试结果显示 该同步模块误差小于 ３ ０ ０ ｎ ｓ ，可以用于 多台声呐设备问基阵信号的同步采集 或声 呐系统的网络授时等Ｔ 作场 合。 关键 词 声呐；基阵信号 ：时 间同步 ：Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ１ ５ ８ ８ ｖ ２ ：Ｇ Ｐ Ｓ ；Ｆ Ｐ Ｇ Ａ
声 呐信 号 处理 中 ，空 间处 理器 的 目的是利 用信
号和 干扰 噪 声之 间在 空 间特 性 上 的差异 ，把 弱信 号 从干 扰 背景 中提 取 出来 。信 号 可认 为 是远场 的平面 波 ，而干 扰 噪 声却 是各 个 方 向射入 平面 波 声场 的线 性 叠 加 。信 号和 干扰 噪声 的这 种 不 同空 间特性 ，使 我 们 可 以利 用基 阵对 声 场进 行 空 间处理 ，获得 空 间 处理 增益 。为 了得 到 较 为理想 的空 间增益 ，必 须做
会 （ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｒ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｓ ，
Ｉ
Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ） 推 出的精 确 时 间协议 （ Ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｉ ｍｅ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ， Ｐ Ｔ Ｐ ）技 术 ，即 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ １ ５ ８ ８ ，全 名 “ 网络测 量和 控 制 系 统 的精 密 时钟 同步协 议 标 准 ” 。该 协议 采 用 时 间
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IEEE1588V2 PTP时钟同步方案介绍
一实现原理
1.1 PTP系统概述
PTP为Precise Time Protocol的简称，遵循IEEE 1588协议标准，1588协议是解决IP传输的基站之间同步问题的协议。
以前的NODEB基站从GPS获取同步信号1PPS和时间信息TOD，为保证时间同步，每个NODEB都需要一个GPS。
而1588协议提出通过PTP消息进行时钟信息的传递，NODEB接受到同样的时钟信息作为本NODEB的同步时间信息，从而实现整个系统时钟的同步。
如1.1，PTP系统的同步时钟系统。
同一个通路上（Path A, Path B , Path C和PathD）获取相同的时钟信息，这样只需要边界时钟（NODEB13和NODEB14；NODEB13和NODEB15；）实现同步即可以实现系统时钟的同步。
图1.1 PTP同步时钟系统示意图
在PTP系统中分为主/从两种时钟提取的方式。
当本NODEB为主时钟方式，需要有GPS，通过GPS获取TOD时间消息和1PPS同步信号。
然后将TOD消息和1PPS封装在UDP数据包中通过以太网连路进行传输。
当本NODEB为从时钟方式，需要从以太网接受的数据中，解析出该UDP数据包，获取时间信息和同步信息。
另外PTP系统之间的时间信息是通过MAC地址进行寻址传输的。
NodeB支持主从两种模式，选用SEMTECH的ACS9510时钟芯片，PTP系统的实现方式如图1.2。
图1.2 PTP 系统的实现方式
1.2 PTP 时钟提取模块框图
BBU1324A 设备支持IEEE1588 PTP HOST&SLAVE 的功能， BBU1327A 设备支持IEEE1588 PTP SLAVE ，都采用SEMTECH 的ACS9510。
ACS9510支持IEEE1588 V2.0协议，PTP 时钟提取模块的功能框图如图1.3。
SFP SFP 88E1145NP 前面板PHY PHY ACS9510MPC8280
SPI
OCXO/TCXO 1PPS TOD
COPPER RGMII MII 2M SDRAM
BBU1324A IEEE1588模块框图
UART
RGMII
RGMII SGMII SGMII
图1.3 PTP 时钟提取模块的功能框图
当PTP 模块工作在slave 模式时，时钟信息通过iub 口接受到NP ，NP 根据MAC 地址进行转发，把包含时钟信息的数据通过MII 接口转发给时钟提取芯片ACS9510，ACS9510
能够计算出传输链路的延时，并根据这个延时的不同进行动态调整计算出时间消息用于本系统的基准时间。
当PTP模块工作在HOST模式时，ACS9510接收来自本级NODEB中MCB板的时钟信息，将时钟信息通过iub链路传递给下一级NODEB的PTP模块。
ASC9510通过SPI接口进行寄存器的访问和配置、固件下载，接收和发送TOD消息则通过UART接口。
ACS9510的功能框图如图1.4。
图 1.4 ACS9510 功能框图
二实验网测试
2.1测试环境
测试对象为UTRAN系统中BBU1324A设备。
UTRAN由多个无线网络系统（RNS）组成，如图2.1所示，每个RNS包括1个无线网络控制器（RNC）和一个或多个Node B。
Node B和RNC之间的Iub接口通过传输承载网相连；Iub接口传输实现IP化。
时间服务器与承载网相连，向承载网上的节点设备提供授时
功能。
NodeB与承载网节点设备PTN连接，实现Iub接口数据和IEEE1588V2时钟同步信号传输。
NodeB可以直接与GPS连接，实现GPS授时。
系统支持IP化承载，支持IEEE1588V2协议。
图2.1 网络结构示意图
2.2测试内容
Nodeb1324A对于1588V2同步功能支持
使用1588时钟源的基站的R4业务测试
使用1588时钟源的基站的HSDPA业务测试
使用1588时钟源和使用GPS时钟源的基站间业务切换
1588时钟与GPS平滑过渡功能测试
2.3测试结果
以上测试用例全部通过。
三方案优缺点
优点：1、下载的固件由厂家提供；
2、积累了较为丰富的开发经验；
3、台州实验网进行了实际的建网测试
缺点：非对称网络时延的自动补偿功能未实现，这也是IEEE1588V2建网的各个节点都面临的问题，目前PTN、NodeB都只能手动补偿。