PTN时钟同步技术
时钟同步技术概述
作为数字通信网的基础支撑技术，时钟同步技术的发展演进始终受到通信网技术发展的驱动。
在网络方面，通信网从模拟发展到数字，从TDM网络为主发展到以分组网络为主；在业务方面，从以TDM话音业务为主发展到以分组业务为主的多业务模式，从固定话音业务为主发展到以固定和移动话音业务并重，从窄带业务发展到宽带业务等等。
在与同步网相关性非常紧密的传输技术方面，从同轴传输发展到PDH，SDH，WDM和DWDM，以及最新的OTN和PTN技术。
随着通信新业务和新技术的不断发展，其同步要求越来越高，包括钟源、锁相环等基本时钟技术经历了多次更新换代，同步技术也在不断地推陈出新，时间同步技术更是当前业界关注的焦点。
2、时钟技术发展历程时钟同步涉及的最基本技术包括钟源技术和锁相环技术，随着应用需求的不断提高，技术、工艺的不断改进，钟源技术和锁相环技术也得到了快速的演进和发展。
(1) 钟源技术时钟振荡器是所有数字通信设备的基本部件，按照应用时间的先后，钟源技术可分为普通晶体钟、具有恒温槽的高稳晶振、原子钟、芯片级原子钟。
一般晶体振荡器精度在nE-5~nE-7之间，由于具有价格便宜、尺寸小、功耗低等诸多优点，晶体振荡器在各个行业和领域中得到广泛应用。
然而，普通晶体钟一般受环境温度影响非常大，因此，后来出现了具有恒温槽的晶体钟，甚至具有双恒温槽的高稳晶体钟，其性能得到很大改善。
随着通信技术的不断发展，对时钟精度和稳定性提出了更高的要求，晶体钟源已经难以满足要求，原子钟技术开始得到应用，铷钟和铯钟是其中最有代表性的原子钟。
一般来说，铷钟的精度能达到或优于nE-10的量级，而铯钟则能达到或优于1E-12的量级。
然而，由于尺寸大、功耗高、寿命短，限制了原子钟在一些领域的应用，芯片级原子钟有望解决这个难题。
目前民用的芯片级原子钟基本上处于试验阶段，其尺寸只有立方厘米量级，耗电只有百毫瓦量级，不消耗原子，延长了使用寿命，时钟精度在nE-10量级以上，具有很好的稳定性。
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PTN培训内容整理PTN同步专题 2021/8/8 20:45 同步原理1. 同步包括频率同步和时间同步（相位同步）。
2. 频率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速率出现，以维持通信网络中所有设备以相同的速率运行。
3. 时间同步是指信号之间频率不仅相同，相位也要相同，因此时间同步一般都包括时钟同步。
4. 传统的TDM业务主要是语音业务，要求业务收发两端同步。
如果承载网络两端时钟不一致，长期积累以后会造成滑码。
5. 时钟频率精度要求是：0.05ppm。
1ppm=10-8次方。
6. GSM和WCDMA对时间同步没有要求，TD-SCDMA和LTE时间同步要求为1.5us；CDMA2000时间同步要求为3us。
同步以太网/频率同步技术1. 同步以太网的时钟性能由物理层保证，从以太网串行码流中提取时钟，与SDH类似。
以太网链路层和包转发时延无关。
2. 同步以太网要求时钟传输路径上所有节点都必须支持同步以太网技术。
3. 同步以太网中定义了一种传递时钟同步质量等级的帧ESMC。
SSM：同步以太网的同步状态消息。
TOP（Timing Over Packet）/频率同步技术1. TOP是将时钟频率先承载在专门的TOP报文中，需要的时候再将其从报文中分离出来，从而实现时钟频率在PSN上的透传。
只需在TOP Server和TOP Client节点支持报文的处理即可。
中间节点知识转发报文。
把时钟频率转化成报文的设别叫TOP Server，把从报文恢复出时钟的设备称作TOP Client。
2. TOP有两种工作模式：差分模式，自适应模式。
3. 差分模式应用于TOP Server与TOP Client所在的网络已经同步或者所在节点存在共用时钟（即两者同步）。
4. 自适应模式适用于TOP Server和TOP Client所在网络不同步情况下的业务时钟由TOP Server到TOP Client的同步过程。
ntp时钟同步算法
ntp时钟同步算法
NTP是Network Time Protocol（网络时间协议）的缩写。
其主
要用途是实现网络中各节点的时钟同步。
NTP算法的基本思路如下：
1. NTP采用分层的时钟体系来进行时间同步。
其中，位于最顶层的节点称为精确时间源（stratum-0），其下一层节点称为1级节点，
以此类推。
2. 精确时间源一般采用原子钟来获得高精度的时间信息，其他
节点通过向上级节点或直接与精确时间源进行通信来获取时间信息。
3. NTP协议中定义了时钟偏差和时钟漂移量两个概念。
时钟偏差指时钟显示时间与真实时间之间的差异，时钟漂移量指时钟运行速率
与真实时间的差异。
4. NTP采用多种同步算法，包括时间戳比较法、滑动平均法和指数滤波法等。
其中时间戳比较法是最常用的算法之一。
该算法核心是
比较两个节点的时间戳（即发送和接收消息的时间）并计算时钟偏差。
具体做法是将发送方的时间戳发送给接收方，接收方将其与接收消息
时的时间戳进行比较，并计算出时钟偏差。
5. NTP协议中还定义了一系列机制来保证时间同步的准确性和可靠性。
例如，通过选择靠近自己的节点来避免网络延迟，通过剔除异
常节点来提高算法准确性等。
总之，NTP算法通过分层的时钟体系和多种同步算法来实现网络
中各节点的时钟同步。
其设计考虑了时间同步的准确性和可靠性，并
采用多种机制来提高算法的性能和可靠性。
华为PTN原理范文
华为PTN原理范文华为PTN（Packet Transport Network）是华为公司推出的一种基于IP和以太网技术的传输网方案。
它主要用于载波以太网和IP业务的高效传输，具有灵活性、可靠性和高性能的特点。
下面将详细介绍华为PTN的原理。
1.PTN的基本原理2.PTN的传输特点PTN具有以下传输特点：首先，PTN支持灵活的业务接入，可以适应不同的业务需求，包括以太网业务、IP业务和TDM（Time Division Multiplexing）业务等。
其次，PTN采用了分组交换技术，实现了高效的传输，可以满足大容量业务的传送需求。
此外，PTN还支持灵活的拓扑结构和路由选择算法，可以根据网络拓扑和业务负载进行自适应配置和优化。
3.PTN的体系结构PTN的体系结构包括传输侧、控制侧和业务侧三个层次。
传输侧负责实现数据包的传输和转发，控制侧负责网络管理和控制功能，业务侧负责各类业务的接入和分发。
这三个层次通过标准接口进行协同工作，实现整个网络的正常运行。
4.PTN的关键技术PTN采用了一系列关键技术来实现高效的传输和管理，包括：-MPLS技术：PTN利用MPLS对封装在数据包中的业务进行标记，从而实现快速转发和灵活的路由选择。
-QoS技术：PTN支持基于网络优先级的服务质量，可以为不同的业务提供适应的带宽和延迟要求。
-OAM技术：PTN具有完善的操作、管理和维护功能，支持故障检测、纠错和性能监测等。
-时钟同步技术：PTN采用时钟同步协议来保证同步传输的精度和可靠性。
5.PTN的应用场景PTN可以广泛应用于各种传输网络的场景，包括城域网、广域网和数据中心等。
在城域网中，PTN可以实现多业务的集中接入和传输，提供高效的互联互通。
在广域网中，PTN可以构建大容量的传输网络，满足各种业务的传输需求。
在数据中心中，PTN可以提供高速而灵活的连接，实现云计算和大数据的高效传输。
综上所述，华为PTN是一种基于IP和以太网技术的传输网方案，采用MPLS等关键技术实现高效的业务传输和管理。
TN时钟同步技术1588v2和SyncE的应用
TN时钟同步技术1588v2和SyncE的应用当运营商对分组传送网(PTN)取代传统时分复用(TDM)传输网的需求日益明显时，如何解决时钟同步成为重要问题之一。
对分组传送网的同步需求有两个方面：一是可以承载TDM 业务并提供TDM业务时钟恢复的机制，使得TDM业务在穿越分组网络后仍满足一定的性能指标(如ITU-T G.823/G.824规范)；二是分组网络可以像TDM网络一样，提供高精度的网络参考时钟，满足网络节点(如基站)的同步需求。
1同步技术时钟同步包括：频率同步和时间同步。
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0.05 ppm，而TD-SCDMA/CDMA2000需要时间同步，TD- SCDMA的精度要求为±1.5 μs。
从2004年开始，国际电信联盟电信标准部门(ITU-T)Q13/SG15开始逐步制订关于分组网同步技术的系列建议书，主要有：G.8261(定义总体需求)、G.8262(定义设备时钟的性能)、G.8264(主要定义体系结构和同步功能模块)。
IEEE在2002年发布了IEEE 1588标准，该标准定义了一种精确时间同步协议(PTP)。
IEEE 1588是针对局域网组播环境制订的标准，在电信网络的复杂环境下，应用将受到限制。
因此在2008年又发布了IEEE 1588v2(以下简称1588v2)，该版本中增加了适应电信网络应用的技术特点[1-5]。
因特网工程任务组(IETF)网络时间同步协议(NTP)实现了Internet上用户与时间服务器之间时间同步。
2同步以太网技术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。
PTN950设备的时钟-时间时钟接口和同步性能
PTN950设备的时钟/时间时钟接口和同步性能本节内容所介绍的是PTN950设备的时钟/时间时钟接口和同步性能。
时钟/时间接口
OptiX PTN950设备提供的时钟/时间接口如以下所示。
外同步源输入
1、2路120欧姆的2048kbit/s(G.703)或2048kHz(G.703)时钟信号输入
2、2路1PPS+TOD模式或DCLS模式时间信号输入
同步输出
1、2路120欧姆的2048kbit/s(G.703)或2048kHz(G.703)时钟
信号输出
2、2路1PPS+TOD模式或DCLS模式时间信号输出
同步性能
OptiX PTN950设备的同步性能如以下所示。
物理层同步
设备的定时和同步性能符合ITU-T G.813标准：
1、时钟等级：三级
2、自由震荡时精度：优于±4.6ppm/20年
3、保持模式精度：优于±0.05ppm/24小时网络的定时和同步性能符合ITU-T
G.823SEC标准。
IEEE1588V2
1、背靠背时间同步精度优于±30ns(测试时间120000s)。
2、途经30个网元后时间同步精度优于±1us(测试时间120000s)。
1588ACR(组播)和1588ACR(单播)
1、参照ITU-T G.8261组网测试建议，时钟恢复指标满足ITU-T G.823Traffic。
2、ACR恢复时钟的保持性能满足优于±50ppb的要求。
3、中间网络PDV小于16ms，丢包率小于0.05%时，恢复时钟性能指标满足ITUTG.823 Traffic。
PTN同步知识介绍
同步以太网技术
同步以太网原理图
高精度时钟
Transmit PHY
1G/10G
Mast Clock
E1
TDM设备
TDM设 备
A
Ethernet
Receive PHY
MAC
系统时钟
线路提取时钟
外部时钟
背景知识： 数字通信网中传递的是对信息迚行编码后得到 的PCM （Pulse Code Modulation）离散脉冲。若两个数字 交换设备乊间的时钟频率丌一致，戒者由于数字比特流在传 输中因干扰损伤，而叠加了相位漂秱和抖劢，就会在数字交 换系统的缓冲存储器中产生码元的丢失戒重复，导致在传输 的比特流中出现滑劢损伤。
同步以太网技术
同步以太网是一种采用以太网链路码流恢复时钟的 技术, 简称SyncE
在 物 理 层 ， 以 太 网 采 用 不SDH 一 样 的 串 行 码流方式传输
编码采用4B/5B（FE）和8B/10B（GE）技术，平 均每4 个bit 就要插入一个附加比特，这样在其所传 输的数据码流中丌会出现连续4 个1 戒者4 个0，可 有效地包含时钟信息
因为TOP Server和TOP Client都有一个基准时钟，所以只要频率的差 值在一定的时间内能够传送到Client端，业务时钟就能够恢复出来。
时钟频率几乎丌受PSN网络的延时抖劢的影响。
TOP技术-自适应模式/Adaptive Mode
自适应模式因为TOP Server和TOP Client所在的网元设备时钟丌存在 同步关系，所以无法通过差分模式的机制迚行时钟频率的恢复. 同理自适应时钟频率恢复的难点也是在于找到TOP Server和TOP Client两个非同步网络间的PSN的延时抖劢变化规律，幵消除掉，以 达到时钟频率同步的目的
PTN光传输设备运行-分组传输网的同步机制
物理层时钟只能实现频率的同步，不能实现时间的同步
PTN设备支持的物理层同步方式为主从同步方式。每一级时钟都同步于其上一级时钟。在网络中最高一级的时钟称为基准主时钟或基准时钟（PRC）。
PTN的物理层同步方式
应用场景
BITS将基准时钟源的时钟信息提供给PTN设备和RNC/BSC PTN设备通过物理层同步将时钟信息传递到下游基站。
基于时戳原理恢复：从端根据业务报文中时戳信息恢复出频率
从端恢复时钟的方式：
一、PTN传输网的时钟同步 二、分组传送网的频率同步技术 三、 1588v2时钟原理 四、 实训项目配置
学习内容
TOP技术
同步以太网
CES电路仿真
PTP 技术
NTP 技术
一、分组传输网的同步技术
仿照SDH机制从以太网物理链路提取并恢复出时钟，送到时钟板上进行处理，将时钟送到各个单板，用于数据的发送。
同步时钟的互锁
正常工作时钟状态： NE A接受基PRC1作为全网基准时钟，并传给下游网元，此时NE D跟踪与NE A。
当PRC1故障时， NE A的次优先级的时钟来自NE D，于是NE A开始跟踪NE D；而NE D不会发生倒换，仍然跟踪NE A。 出现时钟互锁。
时钟互锁会使得时钟质量劣化，影响业务的正常通信。
通信网的主从同步
通信网络一般采用主从同步方式，上一级高精度、高稳定度的主时钟由设备传送给下游各设备，实现全网同步。
从时钟有三种模式：
二、同步需求
时隙交换时由于频率偏差导致滑码
为何要同步？
SDH业务出现指针调整
误码率急剧升高或断业务
……
时间和频率的偏差影响基站切换
PTN的关键技术介绍
PTN的关键技术介绍PTN( Packet Transport Network)分组传送网,是MPLS和MSTP结合的产物,具有分组交换内核,增强的分层OAM、多级别QOS、电信级保护倒换机制、基于时间同步技术,主要应用于移动基站回传,WLAN接入、宽带业务接入等。
PTN基于分组架构,融合了Ethernet 和MPLS的优点,是下一代分组承载技术。
1、PTN 技术特点PTN的技术特点有:（1）PTN具有灵活的组网调度能力,通过标签交换机制实现面向连接的快速转发;（2）多业务传送能力,通过PWE3技术实现各类非分组业务的端到端仿真;（3）通过DiffServ模型实现端到端的QoS控制;（4）通过CIR(保证带宽)和PIR(突发带宽)机制实现统计复用。
2、PTN的关键技术PTN的关键技术主要有以下几种。
（1）PWE3一种业务仿真机制,主要是以尽可能少的功能,按照给定业务的要求实现仿真线路。
（2）多业务统一承载PTN网络通过PWE3,实现多业务统一承载。
①TDM to PWE3支持透传模式和净荷提取模式。
①ATM to PWE3 支持单/多信元封装,多信元封装会增加网络延时,可结合具体情况综合考虑。
①Ethernet to PWE3 支持无控制字和有控制字的传送方式。
（3）端到端层次化基于国际标准的OAM机制,通过特定的分组承载网络的OAM信息。
借助OAM信息,实现分层的网络故障自动检测,保护倒换、性能监控、故障定位,信号的完整性功能;业务的端到端管理和级联监控支持连续和按需OAM。
（4）业务智能感知业务感知智能化则根据不同业务需求,选择合适的调度方式。
PTN 网络针对ATM业务,业务感知基于VPI/VCI标识映射到不同伪线处理,优先级可以映射到伪线的EXP字段。
对于以太网业务,业务感知基于外层VLAN ID或IP DSCP。
PTN网络对TDM/E1实时业务,则按固定速率快速转发。
（5）多级别QOS机制在PTN网络的PE节点,通过业务分类(Classification),流量调节(Policer)、队列管理(Queue)和流量整形(Shaper)和拥塞处理相关的队列调度(Scheduler)等功能实现业务的服务质量控制。
使时钟同步的方法
使时钟同步的方法时钟同步是指将多个时钟设备的时间进行校准，使其保持一致。
在现代科技发展的背景下，时钟同步变得尤为重要。
在许多领域，如通信、金融、航空等，时钟同步是确保正常运行的基础。
本文将介绍几种常见的时钟同步方法。
一、网络时间协议（NTP）网络时间协议（NTP）是一种用于同步网络中各个设备时钟的协议。
它通过在网络中的时间服务器上提供准确的时间源，使设备能够从中获取时间信息并进行同步。
NTP具有高度的可靠性和精度，广泛应用于互联网和局域网中。
NTP的工作原理是通过时间服务器向客户端发送时间信息，客户端根据接收到的时间信息进行时钟校准。
NTP使用一种称为时间戳的方法来测量数据的传输延迟，并根据延迟来进行时间校准。
NTP还具有自适应算法，可以根据网络延迟的变化来调整同步频率，以保持时钟的准确性。
二、全球定位系统（GPS）全球定位系统（GPS）是一种基于卫星定位的时钟同步方法。
GPS 系统由一组卫星组成，这些卫星通过向地面设备发送信号，使设备能够确定自身的位置和时间。
利用GPS系统可以实现高精度的时钟同步。
在使用GPS进行时钟同步时，设备通过接收来自多个卫星的信号，并根据信号传播的时间差来计算出自身的时间。
由于GPS卫星的高度和分布广泛，因此可以在全球范围内实现高精度的时钟同步。
不过，使用GPS进行时钟同步需要设备具备GPS接收功能，并且需要在开放空旷的地方进行操作。
三、精确时间协议（PTP）精确时间协议（PTP）是一种用于在局域网中进行时钟同步的协议。
PTP通过在网络中的主设备上提供准确的时间源，使从设备能够从中获取时间信息并进行同步。
PTP具有较高的精度和可靠性，被广泛应用于工业自动化等领域。
PTP的工作原理与NTP类似，它也是通过主从设备之间的时间同步来实现时钟校准。
PTP使用时间戳和同步消息来测量数据传输延迟，并根据延迟来进行时钟校准。
PTP还具有精确的计时机制，可以实现纳秒级的时钟同步。
四、原子钟原子钟是一种精度非常高的时钟设备，它利用原子物理学的原理来测量时间。
多板卡 ntp时间同步原理
多板卡 ntp时间同步原理多板卡(NIC) NTP时间同步原理一、引言在计算机网络中，时间同步是非常重要的，特别是在分布式系统中。
准确的时间同步可以保证各个网络设备之间的协同工作，确保网络正常运行。
网络时间协议(Network Time Protocol，简称NTP)是一种用于同步计算机网络中各个节点时间的协议。
在多板卡情况下，NTP时间同步的原理有所不同，本文将介绍多板卡NTP时间同步的原理和实现方式。
二、NTP时间同步的基本原理NTP时间同步的基本原理是通过网络传输时间信号，将参考时间源的时间同步到其他节点。
NTP协议中有两种类型的时间源：主时间源（主服务器）和辅助时间源（从服务器）。
主时间源通过各种方式获得准确的时间，如使用GPS卫星、原子钟等。
辅助时间源通过与主时间源同步，获取准确的时间并将其传播到其他节点。
三、多板卡NTP时间同步的原理在多板卡情况下，每个网卡都可以作为一个独立的时间源，通过NTP协议进行时间同步。
多板卡NTP时间同步的原理如下：1. 配置主时间源：选择一块网卡作为主时间源，并配置其获取准确时间的方式。
可以使用GPS卫星、原子钟等设备作为时间源，也可以通过连接外部时间服务器获取时间。
2. 配置辅助时间源：其他网卡可以作为辅助时间源，通过与主时间源同步，获取准确的时间信号。
3. 时间同步过程：主时间源会定期向辅助时间源发送时间信号，辅助时间源接收到时间信号后，将其与本地的时间进行比较，如果有差异，则进行时间调整。
4. 时间调整：辅助时间源根据时间差异进行时间调整，保证与主时间源的时间同步。
5. 时间传播：辅助时间源将同步后的时间信号传播到其他节点，确保整个网络中的时间一致。
四、多板卡NTP时间同步的实现方式多板卡NTP时间同步可以通过软件或硬件实现。
1. 软件实现：可以使用操作系统中自带的NTP客户端软件，如Windows中的w32time、Linux中的chrony等，来配置主时间源和辅助时间源。
PTN之细谈时钟 (2)
系统网络侧时 1588V2 钟
常见1588V2主要用于时间同步，但是其也有频率同步的功能，主 要是通过快速报文收敛频率精准度的。
业务侧时钟
支路再定时/系统 用自身的系统晶振时钟来作为客户业务的输出时钟；需要保证自身
时钟
的系统时钟和客户时钟同源才可采用该方式
时钟同步方式
特点
系统网络边缘 BITS/PPS+TOD/ 与网络负载、延迟、抖动无关；主要是外接时钟输入。此处的PPS
时钟
GPS
为秒脉冲。
系统网络侧时 同步以太网 钟
系统网络侧时 STM-N 钟
基于PHY的时钟恢复；与网络负载、延迟、抖动无关；不能实现时 间同步。且网元之间可通过发送的同步以太网报文中的SSM字段来 判定优先级。
业务侧时钟
自适应时钟/ACR 不需要发送端和接收端具有公共的参考时钟；性价比高和布局简单， 单向，无需协议支持；不能实现精确的时间同步；每个厂家实现方 式不一定相同，取决于各自芯片技术
业务侧时钟 差分时钟
不受网络延时、网络延时变化和包丢失的影响；两端需用高精度的 时钟参考源 -----网络中常用的方法是通过两端网元系统时钟频率同
内部公开▲
PTN之细谈时钟时间
A培教材系列 有线网络中心---承载产品支持部 王元凯----178228
课程目标
内部公开▲
通过本课程的学习，您将：
了解时钟同步和时间同步以及相位同步的关系 了解时钟同步以及时间同步中涉及到的报文的相关架构
理解PTN产品中常用的几类时钟同步方式及其原理 理解PTN产品中时间同步的方式及原理
t
implies frequency synchronization
PTN技术应用介绍
T-MPLS与MPLS-TP旳关系T-MPLS依然有效，并将在ITU-T完善其原则化工作；MPLS-TP认可T-MPLS既有旳原则规范，并借鉴了其中大部分内容；从事T-MPLS原则化工作旳教授仍将在MPLS-TP原则化工作中起主导作用。
28
√
30
什么是MPLS？
31
MPLS有关基本概念（1）
32
MPLS有关基本概念（2）
33
MPLS体系构造
LER：边沿路由器
LSR：标识互换路由器
34
MPLS基本互换原理
MPLS互换采用面对连接旳工作方式，信息传送要经过下列三个阶段
35
MPLS旳数据传播
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20Bit用作标签(Label): 用于转发旳指针。3个Bit旳EXP: 保存，用于试验。1个Bit旳S, MPLS支持标签旳分层构造，即多重标签。值为1时表白为最底层标签。8个Bit旳TTL:作用类似于IP中旳TTL（ Time To Live ）。
缺乏有效旳维护手段，网络监控困难
难以提供多业务接口难以提供时钟同步
BSC/RNC
SGSN
MGW
aGW
MSC
eNB
E1
E1/IMA E1/IP E1
GE
FE
老式路由器承载IP Backhaul业务旳适应性分析
老式路由器对TDM/ATM支持能力依然较弱；缺乏电信级OAM手段缺乏对于时间同步旳充分支持。缺乏业务单板级旳保护，设备复杂度高、成本较高。
MPLS旳一种子集，清除了与IP无连接业务有关旳功能特征
使用传送网旳OAM机制，保存了强大旳网络安全特征
PTN 1588v2时间同步技术分析
以 主 从 同 步 链 Ａ— Ｄ — Ｃ— Ｆ Ｇ为 例 分 — 析 ，可 看 出Ｂ 带 外 模 式 特 点 为 ： Ｃ （） 从 同 步 链 的 首 尾 节 点 （ １主 Ａ、 Ｇ ）运 行
０ｃ模 式 ，其 中节 点 Ａ 行 主 Ｐ 模 式 ，节 点 Ｇ 运 ＴＰ
１ ８ ｖ 最 重 要 的 技 术 是 ＢＭ Ｃ算 法 （ ５８ ２ Ｂｅ ｔ ｓ Ｍ ｔ Ｃ１ ｋ Ａ１ Ｏ ｉｈ ， 最 佳 主 时 钟 算 ａ ｅ Ｏ ｇ ｔ ｍ ｒ ｓ ｃ ｒ 法 ） ，其 作 用 为 ： 建 立 主 从 同 步 链 ， 保 证 时
到 Ａ，然 后 节 点 ｃ再 同步 到Ｄ ，依 此 类 推 ，最 终
和 自 动 切 换 ；主 用 时 钟 链 路 出 现 故 障 后 ，能 自动 快 速 倒 换 到 备 用 时 钟 链 路 。 本 地 时 钟 通 过 ＢＭ Ｃ算 法 来 决 策 哪 个 时 钟 是 最 好 的 ， 并
据 此 来 决 定 端 口 的 下 一 个 状 态 值 是 Ｍ ａ ｔ ｅ 、 ｓ ｒ Ｓａ ｅ 是 Ｐ ｓｉｅ ｌｖ 还 ａ ｖ。 ｓ
电佑技 求
常习海
田
凡
烽 火通信 科技 股份 有限 公司
口 概 述
ＩＥ ５８ ２ 效 解 决 了ＧＰ 同 步 成本 高 、 Ｅ Ｅ １８ｖ 有 Ｓ
曰 Ｂ 模 式 Ｃ
ＢＣ模 式 又 可 分 为 带 外 和 带 内 两 种 。 图 １ 所 示 为ＢＣ带 外 模 式 ，主 时 钟 是 ＲＮＣ／ ＴＳ Ｂ ，与 主 时 钟 直 接 相 连 的Ｐ ＴＮ节 点 Ａ通 过 外 时 问 同 步
实 现 Ｎｏ ｅＢ￣ＲＮＣ的 时 间 同 步 ； ｄ Ｓ （Ｐ ３ ＴＮ中 主 从 端 口数 量 一 样 ， 即有 一 个 主 ）端来自口就 有 一 个 从 端 口 ；
11 PTN时钟同步
跟随报文，Master—>Slave
DELAY_REQ
延时请求报文，Slave—> Master
DELAY_RESP 延时响应报文，Master—>Slave
端口状态
BC（Boundary Clock，边界时钟）
OC（Ordinary Clock，普通时钟）
TC（又可分为E2E和P2P透传时钟）
人工方式不支持时间源保护倒换；SSM协议和最优主时钟 BMC模式时，支持时间源的保护倒换。
时间源slave端口保护：当协议发现其它端口时间源优先 级高于当前Slave端口，或当前Slave端口时间源不可用 （链路Link Down、LOS、对端Master不可用等）时，进 行端口模式切换， 处于Passive模式的备用Slave端口变 成Slave模式，主用Slave端口变成Master或Passive模式。
如果ptp端口状态选择设置为BMC，那么在该模块运行BMC协 议，确定时钟各端口的工作状态。
如果端口状态选择设置为SSM，那么该模块运行SSM协议，确 定最佳主时钟源，根据结构确定端口的状态。
通过四种报文完成时间对齐和延时补偿，这四种报文为：
SYNC
同步报文，Master—>Slave
FOLLOW_UP
偿工作
解决非对称性思路
精确测量出双向光纤的长度，计算出时延差，PTN设备进行时 延补偿
先测量从时间节点与标准时间的误差，再进行时延补偿
思考：哪种思路比较可行？
1588工程测试
操作方法
使用“带1588子卡的6100设备”做非对称性补偿
工程应用
骨干层、汇聚层的网络应采用时钟保护，并设置主、备时间/时 钟基准源，用于时钟主备倒换。接入层从环的两个方向跟踪由 骨干层、汇聚层送过来的同步信号；
PTN网络中同步技术的应用探讨
１ 基于 Ｐ Ｔ Ｎ 网络 的 同步技 术
时钟 同步技术就是基于Ｐ ＴＮ网络 同步技术的一种类型 ， 它 同 时具 有 时 间和 频 率 同 时同 步 的 的技 术 特征 。 而 且 两 者对 时钟 的 同步 性要求很高 ， 但是有差异的是频度在相 同的前提下 ， 要求时间间隔 也必须是相 同的 ， 而时 间同步需要 更高 的精度要求 ， 不仅需要相 同 的时间间隔， 还需要相同的时间起始点 。 如今 ， 时钟 的承载有着不 同 的需求 ， 这就需要不同的制式的无限技术 ， 例如， Ｇ Ｓ Ｍ／ ｗＣ Ｄ ＭＡ采 用的技术 是异步基站技术 ， 其频率 同步的精度要达Ｎｏ ． ０ ５ ｐ ｐ ｍ， 而 Ｔ Ｄ— Ｓ Ｃ Ｄ ＭＡ／ Ｃ Ｄ ＭＡ２ ０ ０ ０ ． ￣ ］ Ｉ 是 采用 ， ＴＤ — Ｓ Ｃ Ｄ Ｍ Ａ的精 度 要 求为 ±
１ ． ５“ｓ 的时间同步。
要求 ， 尤其是基站 、 漫游等的高精度 时间控制。 ２ ． １ Ｐ Ｔ Ｎ技 术 的发展 Ｐ Ｔ Ｎ技 术 成 就 了新 一 代 传 送 网络 的业 务 ， 其 技 术 是 在 分 组 传 送的基础上对分组业务进行高效的传送 ， 并且兼容性很好 ， 可 以与 传统 的Ｔ ＤＭ和Ａ ＴＭ进行兼容 。 Ｐ Ｔ Ｎ在分组架构的基础上吸收Ｓ Ｄ Ｈ完善的保护倒换以及丰富 的０ ＡＭ、 良好的同步性 ， 同时不断的融合ＭＰ Ｌ Ｓ ／ Ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 技术分组 交换 、 Ｑ ｏ Ｓ 管理 以及 统计复用 方法 ， 从而实现了面向连 接的传送 的 功能 。 从 而解决 了运营商在传送网建设 中的可管理、 可运维的统一
通信 技 术
＿ 斗 敦 字 技 术 ◇
Ｐ Ｔ Ｎ网络 中同步技术的应用探讨
杨健 Βιβλιοθήκη （ 广 东原创通信咨询设计有限公司 广 东惠州 ５ １ ６ ０ ０ ３ ）
PTN网络中同步技术的应用探讨
Ｑｏ 管理 以及统 计复 用等思路 ，为运营商 建设可管理 、 Ｓ
可运维的统一融合的传送网提供 了良好的解决思路 。
切换 、漫游等都 需要精确 的时间控制 ，避免用户 在基站 之 间切换过 程 中出现 掉线 、影 响其他用户 的现象 。 目前
各种无线 技术对 同步的要求如表 １ 示。 所
随 着Ｐ Ｎ技术 的发展 ，业界纷 纷把 目光投 向Ｐ Ｎ， Ｔ Ｔ 寻求通过 Ｐ Ｎ分组 网络 上提供 高精度 同步 的解决 方案 ， Ｔ 从而实现ＧＰ 替代 。而 ＩＥ ５ ８ ２ Ｓ Ｅ Ｅ１ ８ ｖ 有效解决 了ＧＰ 同步 Ｓ 成本高 、安装困难等 问题 ，已成为承载Ｔ 一 ＣＤＭＡ Ｌ Ｅ Ｄ８ ／Ｔ 网络的关键技术之一 。 ２２ Ｐ Ｎ技 术 ． Ｔ
络拥 塞 、丢包 、时延 等问题 的影响 。但 目前 同步 以太 网
只能 支持频率 信号的 传送 ，不 支持 时间信号的 传送 ，所
２ ０
１第期 ｝３ １ 蒜 ５ 年３ Ｊ Ｊ
ｔ
技 术趋势
以单纯 的同步 以太 网方案 只适 用于不需要 时间 同步 要求
的场景。
底摆脱对Ｇ Ｓ Ｐ 的依 赖。
± １． ５ ｕ Ｓ。
ＩＥ １ ８ 是针对局域 网组播环 境制订 的标准 ，在电信网 Ｅ Ｅ ８ ５ 络 的复杂环境下 ，应 用将受到 限制。因Ｊ ２ ０ 年又发布 ｔ ０８ ￣ 了ＩＥ １ ８ ｖ 以下简称 １ ８ ｖ Ｅ Ｅ ５ ８ ２（ ５ ８ ２），该版本增 加了适应 电信网络应用的技术特 点。 因特 网 工程 任 务 组 （ｆ Ｆ）网络 时 间 同 步 协 议 ＥＴ （Ｔ Ｎ Ｐ）实现 了Ｉｔｒｅ上用户与 时间服务 器之间的时间 ｎｅ ｎ ｔ 同步 。在 基于 Ｐ Ｎ 组网络 中 ，同步技术可 以通过 同步 Ｔ分 以太 网Ｇ．２ １ ８ ６ 和精确时间同步协议ＩＥ １ ８ ｖ 来实现 。 Ｅ Ｅ ５ ８２ １阔 步 以 太 网 技 术Ｇ．２ １ ８ ６ Ｇ．２ １ ８ ６ 通过 以太网物理层 Ｐ 芯 片从串行数据码流 ＨＹ 中恢 复出发送端 的时钟 ，这种方 式与Ｓ ＤＨ时钟 恢复方式
基于PTN的时间同步技术规范--初稿
中国移动通信企业标准 基于P T N 的时间同步技术规范T e c h n i c a l S p e c i f i c a t i o n o f T i m e S y n c h r o n i z a t i o n B a s e d o n P T N 版本号：1.0.0中国移动通信有限公司 发布╳╳╳╳-╳╳-╳╳发布╳╳╳╳-╳╳-╳╳实施 QB-╳╳-╳╳╳-╳╳╳╳目录1. 范围 (1)2. 规范性引用文件 (1)3. 术语、定义和缩略语 (2)4. PTN时间同步网原理 (2)4.1.概述 (2)4.2.PTP精确时间同步原理 (3)4.3.同步以太网原理 (5)5. PTN时间同步网应用 (5)6. PTN时间同步系统及其功能 (7)6.1.PTN时间同步系统 (7)6.1.1.PTP时间同步系统 (7)6.1.2.同步以太网系统 (7)6.2.PTP消息类型 (8)6.3.PTN 设备类型及工作模式 (8)6.3.1.PTP设备类型 (8)6.3.2.同步以太网工作模式 (9)6.4.接口种类 (9)6.4.1.同步以太网接口种类 (9)6.4.2.PTP端口种类 (9)6.5.定时源选择 (10)6.5.1.PTP时间源选择 (10)6.5.2.同步以太网定时源选择 (10)6.6.端口状态模式 (10)6.7.端口配置能力 (10)6.8.PTP端口传输测量方法 (10)7. PTN系统时间同步性能 (11)7.1.PTP时间传递性能 (11)7.1.1.报文发送间隔时间 (11)7.1.2.时间传递节点数 (11)7.1.3.单节点时间传递指标 (11)7.1.4.端到端时间传递指标 (11)7.2.频率同步性能 (11)7.2.1.频率准确度 (11)7.2.2.牵引入范围 (12)7.2.3.牵引出范围： (12)7.2.4.时钟倒换(相位瞬变和相位保持特性) (12)7.2.5.保持性能 (15)7.2.6.噪声产生 (15)7.2.7.抖动容限 (15)7.2.8.噪声传递 (15)8. 协议数据格式 (16)8.1.PTP系统中的数据类型和在线格式 (16)8.1.1.简单PTP数据类型（Primitive data type） (16)8.1.2.派生数据类型（Derived PTP data type ） (16)8.1.3.在线格式（On-the-wire formats） (18)8.2.PTP消息类型格式 (19)8.2.1.PTP消息类型 (19)8.2.2.PTP消息格式 (20)8.3.PTP消息传输承载类型 (25)8.3.1.PTP over UDP over IPV4 (25)8.3.2.PTP over IEEE802.3/ Ethernet (27)8.3.3.PTP over UDP over IPV6 (28)8.4.TOD信息格式 (30)8.4.1.GPS信号接口 (30)8.4.2.NMEA协议 (30)8.4.3.UBX协议 (31)9. 兼容性要求 (31)9.1.Version 2和未来版本的兼容性 (31)9.2.Version 1 和Version 2版本的兼容性 (31)9.3.Version 1和Version 2混用的限制 (32)10. 编制历史 (33)前言本标准的目的。
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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：
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：某一节点设臵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。
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网络基本相似，也是从以太网物理链路恢复时钟，因此从恢复的时钟质量不 受链路业务流量影响，可提供与SDH/SONET网络相同的时钟树部署和时钟质量，完全满足G.823规定 的定时接口指标。
同步以太网原理
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（Synchronization Status Message），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。
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
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
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 。
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0.05 ppm，而TD-SCDMA/CDMA2000需要时间同步， TD- SCDMA的精度要求为±1.5 μs。