IEEE1588V2时钟同步方案

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1588V2时间同步信号解决方案

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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蓉于ｏｒｂｉｔｒｏｍ系统太阳轨迹的角度标校方法
９１９１３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Ｏｒｂｉｔｒｏｍ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
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Ａｏ＝Ａ＋（１８０。一Ａ一Ａ）Ｅｏ＝Ｅ６＋（１８０。－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Ｏｒｂｉｔｒｏｍ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ａｎｇｌｅｃａｌｉｂｒａｉｔｏｎ；ＳＵｌｆｒｔａｃｅ；ｅｌｅｃｔｒｉｃｌａａｘｉｓ；ｔｈｅｒｍａｌｎｏｉｓｅ；Ｏｒｂｉｔｒｏｍｓｙｓｔｅｍ

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。

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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。