王心中 黑龍江省伊春市廣播電視臺(tái)

一、現(xiàn)有的兩種同步狀態(tài)的簡(jiǎn)要介紹，以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

時(shí)間同步，時(shí)間主要有兩種含義，一是時(shí)刻和二是時(shí)間間隔。前者指連續(xù)流逝的時(shí)間的一個(gè)瞬間發(fā)生點(diǎn)，后者是指兩個(gè)瞬間點(diǎn)之間的間隔時(shí)差。

時(shí)間同步的主要作用就是按照接收到的時(shí)間來(lái)控制數(shù)字時(shí)鐘設(shè)備內(nèi)部的時(shí)鐘與時(shí)刻。時(shí)間同步的調(diào)制原理與時(shí)鐘同步對(duì)時(shí)鐘的調(diào)制原理基本一樣，既調(diào)制時(shí)鐘的固有頻率又調(diào)制時(shí)鐘的固有相位，并且要將時(shí)鐘的相位用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值來(lái)表示，即時(shí)間時(shí)刻，標(biāo)準(zhǔn)寫法為某年、某月、某日、某時(shí)、某分、某秒、某毫秒、某納秒，最小位數(shù)為納秒。時(shí)間同步可以用不連續(xù)的時(shí)間參考標(biāo)準(zhǔn)源信息來(lái)校準(zhǔn)本設(shè)備的基準(zhǔn)時(shí)間，使時(shí)刻也達(dá)到同步程度。而時(shí)鐘同步的同步方式是接受時(shí)鐘源信息達(dá)到時(shí)鐘同步程度的。

鐘同步，就是大家平常說(shuō)的時(shí)間一致，是指雙方的信號(hào)的頻率和相位保持及其嚴(yán)格的一致關(guān)系，其相對(duì)應(yīng)的有效時(shí)差在以相同的速率發(fā)生，用以保持通信網(wǎng)中所有的在用設(shè)備以相同的頻率運(yùn)行。保障設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)和流暢，與傳輸時(shí)間為零的共振有相似。

干線通信網(wǎng)中傳遞的是編碼后得到的PCM數(shù)據(jù)離散脈沖波形，如果兩個(gè)數(shù)字交換設(shè)備之間的固有時(shí)間同步不一致，或者波形在傳輸中被干擾損傷，而疊加了很多相位漂移和頻率抖動(dòng)，就會(huì)在收端系統(tǒng)的緩沖器上產(chǎn)生傳輸碼元的重復(fù)或丟失，結(jié)果在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流中出現(xiàn)數(shù)據(jù)缺損和丟失。

時(shí)間同步有兩個(gè)及其主要功能，分別是守時(shí)與授時(shí)，授時(shí)就是“兩地相互對(duì)表”。通過(guò)兩端設(shè)備的不定期的對(duì)表方式，將A地時(shí)刻與B地的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻達(dá)成相位同步。守時(shí)就是前面講過(guò)的時(shí)鐘同步，保證在兩地相互對(duì)表的時(shí)間間隙里，A地本地時(shí)間與B地的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻誤差最小值。下面用圖例來(lái)講解時(shí)間同步與時(shí)間同步的區(qū)別，如圖。

如圖給出了時(shí)間同步與時(shí)間同步的區(qū)別。如果兩個(gè)時(shí)鐘（時(shí)間 A地與時(shí)間B地）所有時(shí)刻都保持絕對(duì)一致，這樣的狀態(tài)叫時(shí)間同步。如果兩地的時(shí)鐘時(shí)間完全不一樣，但走得速度一樣，始終保持一個(gè)穩(wěn)定的恒差，比如半小時(shí)，那么這兩地的時(shí)鐘狀態(tài)稱為時(shí)鐘同步狀態(tài)。

根據(jù)廣大傳輸工作者的多年探索研究，時(shí)間同步方式能夠極大的提高無(wú)線空間頻譜使用效率，在干線系統(tǒng)中增加時(shí)間同步后，頻譜利用率相比之前有大幅提升，所以將來(lái)時(shí)間同步將會(huì)成為未來(lái)無(wú)線通信系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)。

二、現(xiàn)有設(shè)備中時(shí)間同步解決方案

2000年以來(lái)隨著同步技術(shù)的發(fā)展，時(shí)間同步通道是采用NTP模式傳送實(shí)現(xiàn)，該協(xié)議最大的缺點(diǎn)是僅僅能滿足毫秒級(jí)的時(shí)間精度，這對(duì)于無(wú)線通信時(shí)間同步基站所基本要求的微米級(jí)精度是不夠的。所以，在近幾年，多數(shù)基站設(shè)備端普遍采用的事美國(guó)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（就是GPS）來(lái)哦解決頻率和時(shí)間同步問(wèn)題。然而GPS在使用中收到很多條件限制。

1.成本極高，每個(gè)通信基站都必須配置一套完整的GPS系統(tǒng)，包括天線、饋線、硬件單元、供電等。

2.饋線鋪設(shè)困難，饋線比較長(zhǎng)的時(shí)候，需要在中途加裝放大器系統(tǒng)來(lái)中繼信號(hào)，室內(nèi)安裝饋線需要延伸到室外，敷設(shè)工藝繁瑣。

3.保養(yǎng)維護(hù)困難，因?yàn)镚PS系統(tǒng)是美國(guó)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，美國(guó)通過(guò)不斷地進(jìn)行調(diào)時(shí)等操作，使得我國(guó)的維護(hù)難度加大。

4.安全隱患高，這種授時(shí)方式嚴(yán)重依賴于美國(guó)，在緊急情況下整個(gè)傳輸網(wǎng)可能因不能同步而整體潰網(wǎng)，且GPS系統(tǒng)目前在軌衛(wèi)星數(shù)量不斷減少，美國(guó)公司沒(méi)有更換受損衛(wèi)星，所以失效的風(fēng)險(xiǎn)逐步加大。

針對(duì)無(wú)線傳輸系統(tǒng)時(shí)間同步基站高精度需求，和現(xiàn)有美國(guó)GPS方案的以上4個(gè)重要弊端，骨干通信網(wǎng)迫切希望能夠有一種精度更高的地面?zhèn)魉拖到y(tǒng)的時(shí)間同步方案。

三、不遠(yuǎn)的將來(lái)的傳輸設(shè)備時(shí)間同步解決方案

近年，IEEE協(xié)議組織提出了最新的IEEE1588V2精確時(shí)間傳送協(xié)議，該協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)亞微秒級(jí)精度的時(shí)間同步，精度與當(dāng)前的GPS實(shí)現(xiàn)方案雖然類似，但是在成本維護(hù)和安全等方面有極大優(yōu)勢(shì)，成為傳輸行業(yè)內(nèi)最新最重要的時(shí)鐘傳遞框架協(xié)議，一下介紹其特有的主要優(yōu)點(diǎn)：1.納秒級(jí)別精度，完善的協(xié)議的狀態(tài)，極大的減少了人工干預(yù)。2.符合網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型趨勢(shì)，IP網(wǎng)絡(luò)是將來(lái)通信大融合的必然趨勢(shì)。3.低成本，最小化網(wǎng)絡(luò)資源需求，以實(shí)現(xiàn)其低成本時(shí)鐘應(yīng)用。

最典型的1588v2同步傳送方案可以通過(guò)GPS、北斗、光纖網(wǎng)絡(luò)等多種方式進(jìn)行承載，承設(shè)備通過(guò)1588v2協(xié)議傳送時(shí)間信息，基站可通過(guò)1588v2或1pps+TOD接口從接受設(shè)備上獲取時(shí)間信息，達(dá)到與時(shí)間源同步的目的。