时间同步和时钟同步原理及配置方法介绍
数字电路时钟同步
数字电路时钟同步数字电路时钟同步是指将多个时钟信号保持同步，以确保电路的正常运行。
在数字系统中，时钟信号是各个模块之间进行数据传输和处理的关键。
时钟同步的不准确可能导致数据错误，严重的话还会引发系统故障。
因此，数字电路时钟同步是数字系统设计中的一个重要问题。
1. 时钟信号的基本原理时钟信号是一个周期性变化的信号，在数字系统中用来驱动各个模块的工作。
它可以是连续的连续振荡信号，也可以是由触发器产生的离散脉冲信号。
时钟信号的频率决定了数字系统的处理速度，而时钟同步则确保了各个模块按照同一频率进行工作。
2. 时钟同步的重要性在数字系统中，各个模块之间需要共享数据，进行数据的传输和处理。
如果不同模块的时钟不同步，就会引发数据传输错误的问题，导致系统功能异常。
例如，在同步的时钟信号下，两个模块按照时序进行数据传输，但如果时钟不同步，可能会导致发送方和接收方的时钟相位不一致，从而使得接收方无法正确解读发送方传输的数据。
3. 时钟同步的实现方法为了确保数字电路的正常工作，需要通过一些方法来实现时钟同步。
主要的时钟同步方法有以下几种：a) 时钟信号传输：可以采用专门的同步电路将时钟信号传输到各个模块。
常用的方法包括使用传输线将时钟信号传输到各个模块，或者通过专用的时钟信号发生器将时钟信号传输到需要同步的模块。
b) 锁相环（Phase-locked Loop，PLL）：PLL是一种常用的时钟同步电路。
它通过反馈和控制机制，将输入信号与输出信号的相位、频率同步，并保持同步状态。
PLL广泛应用于数字系统中，可以使得各个模块的时钟保持一致。
c) 时钟信号分频：在某些情况下，时钟信号的频率可能需要进行调整。
可以通过时钟信号分频来实现，将高频率的时钟信号按照一定比例进行分频，获得所需的低频率时钟信号，以匹配不同模块的时钟要求。
4. 时钟同步的误差补偿由于数字系统中存在时钟信号传输的延迟和产生的噪声，时钟同步本身可能会存在一定的误差。
时间同步原理
时间同步原理
时间同步是指使用网络进行时间的统一，使得分布在网络不同节
点的设备具有一致的时间。
时间同步的原理主要分为两种：时钟同步
和时间源同步。
时钟同步是指通过网络传输时间信号，使得各个设备的本地时钟
保持同步，从而达到统一时间的目的。
时钟同步主要使用的是网络时
间协议（Network Time Protocol，简称NTP），它是一种用于传送时
间信息的协议，可以将一台计算机的时间同步到另一台计算机的时间。
NTP协议使用树形结构的服务器体系结构，将时间源同步到互联网中的所有设备。
时间源同步是指使用一台高精度的时间源对网络中的设备进行同步，以确保它们均使用统一的时间。
时间源同步一般采用GPS卫星作
为时间源，通过接收来自GPS卫星的GPS时间信号，将准确的时间信
息传递给网络中的设备。
同时，还可以使用由国家授时中心以广播方
式发送的标准时间信号进行时间同步。
无论是时钟同步还是时间源同步，在时间同步时都需要考虑到信
号延迟和传输误差等问题。
因此，在进行时间同步时，需要选择合适
的协议，选择合适的时间源以确保时间的准确性和可靠性。
手机时间同步原理
手机时间同步原理
手机时间同步是指手机系统通过与网络时间服务器进行通信，实时获取最新的时间信息，并自动调整手机系统时间的过程。
手机时间同步的实现原理主要涉及以下几个方面：
1. 网络时间服务器：手机系统会与特定的网络时间服务器进行通信，该服务器存储有精确的时间信息，比如国家授时中心提供的网络时间协议（NTP）服务器。
2. 时间协议：手机系统使用网络时间协议（NTP）来与网络时间服务器进行通信，该协议是一种用于同步计算机时钟的协议。
通过该协议，手机系统可以向服务器发送请求，获取服务器上的准确时间。
3. 同步周期：手机系统通常会在设备启动时进行一次时间同步，同时还会周期性地与网络时间服务器进行通信，以确保系统时间始终保持准确。
4. 时间校准：通过与网络时间服务器的通信，手机系统可以获取到当前的准确时间。
系统会将获取到的时间与本地时间进行对比，然后根据差值来进行时间校准。
校准过程可以通过调整系统时钟频率或者增加或减少时钟步进来实现。
5. 自动更新：手机系统可以设置自动时间更新选项，开启该选项后，系统会自动与网络时间服务器进行通信，以获取最新的时间信息并更新系统时间。
用户也可以手动进行时间同步操作，通过手动更新时间来确保系统时间的准确性。
通过以上原理，手机系统可以实现与网络时间服务器的通信，并通过获取最新的时间信息来自动调整系统时间，确保系统时间的准确性。
这对于手机用户来说非常重要，特别是在需要进行时效性操作或具有时间敏感性的应用场景下。
局域网服务器时钟同步
局域网服务器时钟同步局域网服务器时钟同步是指在局域网中的所有服务器之间，保持相同的时间。
时钟同步对于局域网中的服务器非常重要，特别是在需要进行分布式计算、数据同步或者执行时间约束任务的情况下。
时钟同步可以解决因为不同服务器的时间不同而导致的许多问题，比如数据不一致、文件冲突等等。
局域网服务器时钟同步的目标是让所有的服务器在同一时间保持一致。
这可以通过使用网络时间协议（NTP）来实现。
NTP是一种用于时间同步的协议，它可以精确地同步网络中的时钟。
NTP使用一种分层的体系结构来提供高度可靠的时钟同步，它依赖于一组时间服务器来提供准确的时间。
NTP的工作原理如下：首先，在网络中选择一个主时间服务器，这个服务器被称为stratum 1服务器，它通过与原子钟或GPS接收器连接来获取准确的时间。
其他服务器可以直接或者间接与stratum 1服务器同步。
stratum 1服务器与stratum 2服务器同步，stratum 2服务器与stratum 3服务器同步，以此类推。
每个服务器通过互相检测和校准来确保时钟同步的准确性。
在局域网中，可以选择一个服务器作为stratum 1服务器，并使用NTP软件将其配置为时间服务器。
其他服务器可以通过配置NTP客户端来与时间服务器进行通信。
NTP客户端会定期与时间服务器发送请求，以获取准确的时间，并将其应用到本地服务器的时钟上。
这样，所有的服务器在网络上同步其时钟，保持相同的时间。
要成功实现局域网服务器时钟同步，需要注意以下几点：1.选择合适的时间服务器：应该选择一个可靠的时间服务器作为stratum 1服务器，并确保该服务器通过与准确时间源的同步来提供准确的时间。
2.配置NTP软件：所有服务器都需要安装并配置NTP软件。
要确保正确地配置NTP客户端，以指定stratum 1服务器的IP地址和端口。
3.网络连接：局域网中的所有服务器必须保持良好的网络连接，以确保NTP客户端能够与时间服务器进行通信。
时钟同步原理
时钟同步原理
时钟同步是指通过某种机制将多个时钟的时间保持一致。
在计算机系统中，时钟同步是非常重要的，因为计算机系统中的各个组件需要根据时钟来协调它们的操作。
时钟同步的原理可以通过以下几种方法实现：
1. 硬件同步：在一些特殊的应用中，可以使用硬件来实现时钟同步。
比如，通过使用GPS或原子钟等高精度的时钟源来提供统一的参考时间，从而使得各个时钟都保持一致。
2. 网络同步：在分布式系统中，可以使用网络协议来实现时钟同步。
其中最常用的协议是网络时间协议（NTP）。
NTP通过在网络中选举一个主节点，然后将该节点的时间同步给其他节点来实现时钟同步。
NTP通过众多的时间服务器和时钟源，保证了其较高的精度和可靠性。
3. 软件同步：在一些小型的系统中，可以使用软件来实现时钟同步。
软件时钟同步通常通过在系统中运行一个时钟同步算法来实现。
该算法周期性地向其他节点发送时间请求，然后根据接收到的时间信息对自身时钟进行调整，从而实现时钟同步。
总的来说，时钟同步是通过硬件或软件机制将多个时钟保持一致的过程。
不同的应用场景可能采用不同的原理来实现时钟同步，但都可以保证系统中各个组件的协调操作。
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。
时间同步方案
时间同步方案引言时间同步是计算机网络中一个重要的问题，特别是在分布式系统中，各个节点的时钟需要保持一致以便协调其操作。
本文将介绍几种常见的时间同步方案，并比较它们的优缺点。
1. NTP（Network Time Protocol）NTP是一种用于同步计算机网络中各个节点时钟的协议。
它使用层次化的时钟体系，包含若干层次的NTP服务器，其中最上层的服务器通常由国家实验室或大学提供。
NTP工作原理如下：1.客户端向最近的NTP服务器发送时间请求。
2.服务器收到请求后，用自己的本地时钟回应，并将准确的时间信息包含在回应中。
3.客户端接收到服务器的回应后，将本地时钟调整为服务器的时间。
NTP的优点如下：•高精度：NTP可以对时钟进行微调，以达到非常高的同步精度。
•系统灵活：NTP可以在各种类型的网络中工作，包括局域网和广域网。
但同时NTP也存在一些缺点：•安全性：NTP没有内置的安全机制，容易受到攻击和欺骗。
•依赖外部服务器：NTP的运行依赖于外部的NTP服务器，如果没有可靠的服务器，时钟同步可能受到影响。
2. PTP（Precision Time Protocol）PTP是一种用于高精度时间同步的协议。
它在IEEE 1588标准的基础上发展而来，可以达到亚微秒级的时间同步精度。
PTP的工作原理如下：1.PTP网络中的一个节点被指定为主时钟（Master Clock），其他节点称为从时钟（Slave Clock）。
2.主时钟周期性地发送时间同步信号，从时钟接收到信号后进行调整。
3.节点之间通过周期性的交互来持续进行时间同步。
PTP的优点如下：•高精度：PTP可以提供亚微秒级的时间同步精度，非常适用于需要高精度同步的应用场景。
•可靠性：PTP可以通过网络延迟补偿和时钟漂移补偿等手段提高同步的准确性。
PTP的缺点如下：•配置复杂：PTP的部署和配置较为复杂，需要专业的知识和经验。
•对网络要求高：PTP对网络的时延和抖动要求较高，对于存在较大网络延迟的环境不太适用。
时钟同步与时间同步讲座PPT课件
高稳晶振
5×10－12～～ 10－10量级 5×10－13
频率老化率 10－8量级
铷钟
1×10－10～～ 10－12量级 1×10－11
10－10量级～无
铯钟
5×10－12～～ 10－14量级～10－ 无
6×10－11
15量级
CHENLI
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时钟同步网基础理论－－卫星系统
GPS（全球卫星定位系统） 美国
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时钟同步网基础理论－－卫星系统
GLONASS（全球卫星导航系统） 俄罗斯 空间部分由24颗卫星（SV）组成。 分布在三个轨道平面上。 卫星寿命3－5年。
CHENLI
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时钟同步网－－分类
时钟同步网基础理论 时钟同步网组网方式 时钟同步网主流产品介绍 上海欣泰时钟同步网网管系统－SNNM
CHENLI
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时钟同步网组网方式
主从同步 互同步方式 准同步方式 主从同步＋准同步
多基准钟，分区等级主从同步
CHENLI
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时钟同步网组网方式－－规划原则
网络满足滑动性能指标的分配原则。 在同步网内不应存在环路。 节点中心时钟应从不同路由获得主用和备用基准。 节点中心时钟可以从其他同级或高一级设备获得基准。 选择可用性最高的传输系统传输基准定时信号。 对重要的被同步设备的同步情况进行检测。
CHENLI
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上海欣泰时钟同步网网管系统SNNM－－作用
及时发现网上的同步问题（包括BITS设备问题、卫星定时 系统问题、被同步设备问题、定时传输链路问题等），并 协助迅速解决。
对整个网络的网络性能、同步传输链路、BITS设备的可靠 性和性能质量进行全面的定量评估。
可以领导和协调各地区的维护管理，并对各地区的维护质 量进行定量评估。
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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
此处配置为使能。 5. 时间域:和上游MASTER配置保持一致。
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时间同步网管参数配置（TIMA)
1PPS+TOD接口配置:延时补偿作用 TOD输入接口: TIMA单盘面板1PPS输入的延时补偿 TOD输出接口: TIMA单盘面板1PPS输出的延时补偿 系统输出接口: TIMA盘往线卡侧发送的1PPS延时补偿 如测试的时间同步结果为+52ns, 则系统输出接口处配置成+52ns
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时间同步网管参数配置
单步时钟时，将只使用SyncMessage报文来计算主从路径延迟，而不需要 FollowUpMessage来携带SyncMessage报文的发出时间戳，SyncMessage报文的发 出时间戳（EgressTimeStamp)会夹带在SyncMessage报文自己的originTimeStamp 字段中
(3) Pdelay_Req
(4) Pdelay_Resp
通用报文（General 报文）：不需要打时间戳
(1) Announce
(2) Follow_Up
(3) Delay_Resp
(4) Pdelay_Resp_Follow_Up
(5) Management （可选，本规范暂不作规定具体报文内容）
StepsMoved
Master Slave Passive
发 布 时 钟 信 息
采 集 源 时 钟 信 息
选 择 同 步 时 钟 和 路 径
决 断 端 口 工 作 状 态
Master Clock
Slave Clock
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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
GPON系统1588V2时间同步功能和时 钟同步功能简介
吴晓钟
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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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同步概念
时间同步和频率同步
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）;
议栈。
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时间同步实现机制---1PPS+TOD
1）1pps：秒脉冲信息，脉冲的上升沿标记一秒的开始； 2） TOD：绝对时间信息；按照GPS时钟格式表示，记时起点是1980年1月1日00：00： 00；TOD消息分为时间信息消息和时间状态消息两种。 TOD帧格式定义：
2字节
0x43
0x4d
帧头
对于1PPS秒脉冲，采用上升沿作为准时沿，上升时间应小于50ns，脉宽应为
20ms～200ms。
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时间同步实现机制---1588V2协议
1588协议报文包括：设备应支持事件报文和通用报文等两类 PTP 协议报文。
事件报文：在离开和到达一台设备时必须打时标（记录本地时间）
(1) Sync
(2) Delay_Req
2字节 0x01
消息头
2字节 0x0010 消息域长度 23 BYTES
16字节
1字节
载荷域
校验域
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时间同步实现机制---1PPS+TOD
TOD信息波特率默认为 9600，无奇偶校验，1 个起始位（用低电平表示），1 个 停止位（用高电平表示），空闲帧为高电平，8 个数据位，应在 1PPS上升沿 1ms 后开始传送 TOD信息，并在 500ms 内传完，此 TOD消息标示当前 1PPS 上升沿时 间。TOD协议报文发送频率为每秒 1 次。
③ Announce消息用于建立同步分层结构 ④ Management消息用于查询和更新时钟所维护的PTP数据集。 ⑤ Signaling消息用于其他的目的，例如在主从之间协调单播消息的发送频率。
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时间同步实现机制---1588V2协议
假设主从时钟之间的链路延迟是对称的， 从时钟根据已知的4个时间值，可以计算出 与主时钟的时间偏移量和链路延迟。 offset: slave_time – master_time(时间偏差)
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
2. 时钟同步几种方式
● 同步以太网SYNCE ●1588V2恢复出时钟
4
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同步概念
在IEEE1588v2建议中定义了频率同步技术。该技术通过从节点与主节点快 速交换报文，获取时间戳。再计算相邻同步周期时间戳（t2-t1）值的相对差值 来计算同步周期内从时钟相对主时钟频率的漂移值，通过这个值调整本地时钟， 从而实现频率恢复。
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时钟同步网管参数配置（TIMA)
输出时钟源QL值、时钟导出配置: 作用: 主要是配置从TIMA单盘导出的外时钟的相关特性
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时间同步网管参数配置（ONU)
本地时钟配置： 作用: 主要配置IEEE1588V2 MASTER相关参数
主要参数说明: 1. 时钟ID1、时钟ID2：PTP时钟ID（8字节），配置为本地MAC（3、4字节插入
t2-t1 = Delay + offset t4-t3 = Delay - offset
M与S的时间偏移量(假设Tms=Tsm)： Offset=[(t2-t1)-(t4-t3)]/2 M与S之间的时间延迟： Delay=[(t2-t1)+(t4-t3)]/2
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时间同步实现机制---BMC算法
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时钟同步网管参数配置（TIMA)
定时源时钟输入配置（常用）: 主要作用:配置时钟源
常用配置参数： 时钟源名称:保含2路外时钟, N路线路钟输入(SYNCE) QL选择:指定这一路时钟的时钟精度； 等待恢复定时开关: 保留缺省值即可。 时钟优先级: 人为制定时钟优先级, 时钟同步去使能时，依靠此值选源。
如果两个表的时间不一样，但是保持一个恒定的差，比如6小时，那么这个状
态称为频率同步（Frequency Synchronization）。
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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
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时间同步网管参数配置（TIMA)
端口基本配置（不常用） 主要作用: 配置1588V2方式的测量机制、消息模式、不对称时延补偿
测量机制: 保留缺省值E2E 消息模式: 保留缺省值一步 不对时延属性:一般情况保留默认值，如果需要进行延时补偿才配置。
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时间同步网管参数配置（TIMA)
报文传输设置 主要作用:主要配置1588V2协议发协议报文的相关参数
常用配置参数： 时钟工作模式: 可配置为自动/保持/自由振荡, 一般配置为自动 时钟使能选择: 根据应用场景配置, 需根据ESMC协议选源需要配置为使能； 外时钟SSM门限:保留默认值即可（超过这个门限值才会进行导出） 系统时钟SSM门限:保留默认值（超过这个门限值才会锁定） 时钟等待恢复时间: 源恢复后等Nmin然后再去锁定，使能后才有效
▪ 最优时间源算法BMC（Best Master Clock ）是1588时间同步的应用层技术，能
够自动选择时间同步网中的最优时间源，自动选择同步路径，在时间源故障和
链路故障时，自动实现时间源和同步路径的切换。
Priority1