高铁同步及时钟分配系统培训

1、广州通信段技术支持中心1高铁同步及时钟分配系统培训广州通信段技术支持中心广州通信段技术支持中心2同步网技术基础 广州通信段技术支持中心3内容v时钟同步v时间同步广州通信段技术支持中心4概述 数字同步网是现代通信网的一个必不可少的重要组成部分，能准确地将同步信息从基准时钟向同步网各同步节点传递，从而调节网中的时钟以建立并保持同步，满足电信网传递业务信息所需的传输和交换性能要求，它是保证网络定时性能的关键。 广州通信段技术支持中心51.1 频率同步 频率同步是保证业务网正常运行的基本条件。频率同步有两种方式，一种是业务同步，一种是BITS同步。前者定时质量较差，导致接通率低、掉话率高、话音质量差，

2、数据业务不能正常开展。后者是满足ITU-T规范要求的通信网同步方式，同步质量优异，能极大提高业务质量。1.1.1 基本概念 频率同步是指信号之间在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。 广州通信段技术支持中心61.1.2 同步方式 数字通信网的同步方式可分为以下几种，如图1-2所示。 广州通信段技术支持中心7准同步方式准同步方式准同步方式是指在网内各个节点上，都设立高精度的独立时钟，这些时钟具有统一的标称频率和频率容差，各时钟独立运行，互不控制。其优点是简单、灵活，缺点是对时钟性能要求高，成本高，存在周期性的滑动。

3、采用这种同步方式的数字网称为准同步网。主从同步方式主从同步方式主从同步方式是指在网内设置基准时钟和若干从钟，以主基准时钟控制从钟的信号频率。主从同步的优点是，正常情况下不存在周期性滑动，且对从钟性能要求低，建网费用低。其缺点是传输链路的不可靠会影响时钟传送，同时存在产生定时环路的可能。互同步方式互同步方式互同步方式是指网内不存在主基准时钟，每个时钟接受其他节点时钟送来的定时信号，将自身频率锁定在所有接收到的定时信号频率的加权平均值上，各时钟相互作用。互同步方式的优点是具有较高的可靠性，且对时钟性能要求不高。但稳态频率取决于网络参数，难以事先确定，且整个网络是一个复杂的反馈系统，网络参数的变化容

4、易引起系统性能变化甚至进入不稳定状态。广州通信段技术支持中心81.1.3 时钟设备的等级划分时钟设备的等级划分 当前，网络朝着扁平化趋势发展，时钟设备也随之发生变化，已简化为三级结构，即PRC/LPR基准钟、二级节点钟和三级节点钟三种，分别适用于网络核心层、汇聚层和接入层。PRC/LPR基准钟基准钟PRC称为永久基准钟（Primary Reference Clock），LPR称为区域基准钟（Local Primary Reference），PRC和LPR均为一级基准钟，其性能指标满足ITU-T G.811建议。PRC是由铯钟源或氢钟源提供高精度基准信号，配合时钟比对、时钟分配系统构成。限于我国

5、工艺水平、采购难度和设备寿命三方面的影响，PRC不可能全面推广使用，国内运营商一般在全国选择了15个重点城市建设了PRC，作为备用基准系统，而主用基准系统则是LPR。 二级节点钟二级节点钟 二级钟配备了基于铷钟振荡器的数字锁相环（DPLL），具有极优良的跟踪特性、过滤特性和保持特性 三级节点钟三级节点钟 三级钟配备了基于高稳晶体振荡器的数字锁相环，在跟踪特性和过滤特性上，与二级钟几乎一致，仅在保持特性上与二级钟有一些差距，而价格却比二级钟低廉了许多，因此，三级钟适宜在本地网县局机房大量配备，可获取极好的定时质量。广州通信段技术支持中心91.2 时间同步 频率同步网的基准信号一般来自于导航卫星系

6、统，地面的卫星接收机从卫星信号中解码出标准秒脉冲1PPS（即标准1Hz信号），为频率同步的基准信号。秒脉冲仅仅给出了对应于UTC 秒的“刻度”，并不包含年月日时分秒信息。因此，该信号被用来做频率同步的基准。 在卫星接收机输出的信号中，还有一些与1PPS密切相关的信号。这些信号是在1PPS信号的基础上进行编码，表示这一秒是哪一年的第几天的时分秒。该信号一秒一帧，帧起始与1PPS的起始严格对准。因此，这些信号就是时间同步的授时源，可以说，时间同步和频率同步是同源同宗的。1.2.1 基本概念基本概念 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

7、间隔长。 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。与频率同步不同的是，时间同步接受非连续的时间信息，非连续调控设备时钟，而设备时钟锁相环的调节控制是周期性的。广州通信段技术支持中心101.2.1时间同步的实现方法 从时间源（如全球卫星定位系统）获得标准时间后，需要将时间信息通过局间/局内时间分配链路发送到各种需要时间同步的设备上。目前国际上比较通用的方法有IRIG-B、DCLS、NTP、ACTS、1PPS、串行口ASCII字符串等几种方法，下面将就这几

8、种方法作简单介绍。 1. IRIG-B(Inter Range Instrumentation Group) IRIG编码源于为磁带记录时间信息，带有明显的模拟技术色彩。由于从50年代起就作为时间传递标准而获得广泛应用。 IRIG-B采用1KHz的正弦波作为载频进行幅度调制，对最近的1秒进行编码。IRIG-B的帧内包括的内容有：天、时、分、秒及控制信息等。其占用最大通道带宽为3KHz。所以可以用普通的双绞线在楼内传输，也可在模拟电话网上进行远距离传输。2. DCLS(DC Level Shift) DCLS是IRIG-B码的另一种传输码形，用直流电位来携带码元信息，等效于IRIG-B调制码的包

9、络。IRIG-DCLS技术通过租用专线传输。3. NTP(Network Time Protocol) 在计算机网络中用于时间同步的协议主要的有三种：时间协议(Time Protocol)、日时协议(Daytime Protocol)和网络时间协议NTP(Network Time Protocol)。另外还有一个简单网络时间协议SNTP(Simple Network Time Protocol)。SNTP是NTP协议的简化版本，所实现的功能较简单。广州通信段技术支持中心11 一、BITS V3的构成二、维护终端的应用三、日常维护 广州通信段技术支持中心121、SYNLOCK BITS V3 整

10、体安装构造图一、 BITS V3的构成广州通信段技术支持中心13SYNLOCK BITS V3 机箱2、硬件功能广州通信段技术支持中心14主机箱单板排列Huawei Confidential广州通信段技术支持中心15主机箱槽位0010203040506070809101112SRCUorSOCU输入输出槽位输入输出槽位测试输出槽位测试输出槽位测试输出槽位测试输出槽位测试输出槽位测试输出槽位测试输出槽位测试输出槽位MITUSRCUorSOCU输入单板类型 : LCIM输出单板类型 : TSOU, CCOU广州通信段技术支持中心160010203040506070809101112TDRV输出槽位

11、输出槽位输出槽位输出槽位输出槽位输出槽位输出槽位输出槽位输出槽位输出槽位空槽位TDRV扩展机箱槽位广州通信段技术支持中心17单板单板全称全称SRCU卫星信号接收和铷时钟单元SOCU卫星信号接收和晶体钟单元LCIM线路输入和测试单元 MITU管理和维护接口单元TSOU定时信号输出单元CCOU复合时钟输出单元TODI时间同步接口单元TDRV定时信号驱动单元单板名广州通信段技术支持中心18单板单板单板数量单板数量槽位槽位SRCU/SOCU2主机箱0和12槽位 LCIM0-10主机箱1到10槽位（缺省1和2槽位）TSOU/CCOU/0-30主机箱和扩展机箱1到10槽位TODI0-10主机箱1到10槽位

12、（缺省3和4槽位）MITU1主机箱11槽位TDRV0-4扩展机箱0和12槽位单板槽位表广州通信段技术支持中心19主要特点v最大机箱数: 1个主机箱，2个扩展机箱v单机箱最大输出端口数：100v整机最大输出端口数：300v典型输入端口数：4+8v内置卫星接收机：GPS 或 GPS/GLONASS 可选v信号类型：2048kbit/s, 2048kHz, 10MHz, 5MHz , 1MHz和CC时钟类型可设v时钟透传功能v时间输入和输出功能 (NTP, DCLS, 1PPS和RS232)广州通信段技术支持中心20LCIMv功能功能v接收线路时钟信号，检测输入信号的E1传输参数 (SSM, AIS

13、, LOS, OOF,CRC 和 BPV).v测试输入信号的时钟性能 (TIE, MTIE, TDEV and F/F). v备份配置或不备份配置.v接口接口v每块板8个输入端口. v每对备份的单板提供8个输入端口. 每对不备份的单板提供16个输入端口. v每个端口可以是 E1,2048kHz ,10MHz,5MHz 和 1MHz 信号可设.广州通信段技术支持中心21备份方式的输入接口LCIM 外部接口非备份方式的输入接口广州通信段技术支持中心22输入端口行对应LCIM槽位A1, 2（缺省槽位）B3, 4（仅有测试功能）C5, 6（仅有测试功能）D7, 8（仅有测试功能）E9, 10（仅有测试

14、功能）LCIM 输入接口和槽位对应关系广州通信段技术支持中心23SRCU/SOCUv功能功能v时钟处理核心，滤除输入信号的相位噪声.v提供保持功能. v可以安装GPS或GPS/GLONASS卫星接收机.v具有4路外线路输入端口，功能同LCIM输入端口。v向TODI板提供标准时间和频率.v2块单板形成主备保护.v接口接口v1 个卫星信号输入端口（天线输入）v4 个外线路时钟输入端口 (E1, 2048kHz ,10MHz, 5MHz 和1MHz可设)v1个1PPS（秒脉冲）输入端口v1个DCLS输出端口广州通信段技术支持中心244个线路输入单板输出本地振荡器输出 SRCU/SOCU 对外接口DC

15、LS时间信号输出广州通信段技术支持中心25MITUv功能功能v系统管理核心，向各单板下发命令、配置，收集各单板信息、告警。v提供对外网管接口：RS232串口和以太网口，使用TL1协议.v存储配置数据、测试数据和告警信息.v控制输入参考源的倒换. v监测主机箱的供电电源. v接口接口v2个RS232 串口用于本地维护终端链接v1个以太网口(LAN1)用于连接本地维护终端或网管广州通信段技术支持中心26维护接口MITU 对外接口广州通信段技术支持中心27TSOUv功能功能v时钟信号驱动输出.v每个单板提供20个输出端口.v每个端口可设置为10 MHz, 5 MHz, 1 MHz, 2048kHz和

16、2048kbit/s 信号.v当SRCU/SOCU全部故障的情况下，TSOU可以直接接收LCIM的E1和2048 kHz信号并驱动输出（透传）. v每个端口可以单独打开或关闭.v一对单板形成保护备份.v接口接口v每个单板提供20个输出端口.v一对互为备份的单板提供20路带保护的输出端口.广州通信段技术支持中心28CCOUv功能功能v合成64kbit/s CC时钟（Composite Clock）并驱动输出.v每个单板提供20个输出端口.v通过改变跳线, 输出信号可以设置成其它类型 (2048kbit/s, 2048kHz, 10MHz, 5MHz 和1MHz网管可设).v一对单板形成保护备份.

17、v接口接口v每个单板提供20个输出端口.v一对互为备份的单板提供20路带保护的输出端口.广州通信段技术支持中心29输出端口输出板输出端口广州通信段技术支持中心30输出端口行对应输出单板槽位A1、2B3、4C5、6D7、8E9、10输出端口和输出板槽位对应关系 广州通信段技术支持中心31TODIv功能功能v从SRCU/SOCU或外部参考源接收标准时间（一般是DCLS格式）.v将标准时间转换成NTP或其它格式输出. v监测NTP客户端的时间误差.v每对TODI板形成保护备份 ( NTP 端口不备份).v接口接口v每对板提供4路 DCLS（或1PPS / RS232）输入端口.v每对板提供16路 D

18、CLS（1PPS / RS232）输出端口.v每块单板提供4路物理隔离的NTP网口（每对板提供8个NTP网口）.广州通信段技术支持中心32TODIv注注: : v1.TODI板缺省使用3和4槽位.v2.每块TODI板支持400个客户端. 每个SYNLOCK V3设备最多支持4000个NTP客户端, 并可支持对300个客户端的误差监测.v3. 当外部时间源丢失时，利用SRCU/SOCU的频率信号继续输出高精度时间.广州通信段技术支持中心33DCLS/1PPS/RS232 输出端口TODI对外接口DCLS/1PPS/RS232 输入端口广州通信段技术支持中心34TODI对外接口NTP 端口1NTP

19、 端口2NTP 端口3NTP 端口4广州通信段技术支持中心35TDRVv功能功能v接收主机箱的两路RS485串口信号，并与MITU板通信.v接收SRCU/SOCU板的10 MHz, 2048 kHz, 2048kbit/s 和 8 kHz信号，驱动后转发给扩展框的输出板. v提供扩展框的输出板需要的+3.3 V电源. v监测扩展框的电源电压. v2块TDRV单板形成主备保护. v接口接口v2 个DB25端口用于接收来自主机箱的信号.广州通信段技术支持中心36接收来自主机箱的信号TDRV 接口（扩展机箱）注：对于主机箱，该端口为输出端口，为扩展机箱提供信号，1A和1B接第一个扩展机箱，2A和2B

20、接第二个扩展机箱。对于扩展机箱，该端口为输入端口，接收主机箱的信号，只使用1A和1B。广州通信段技术支持中心37LCIMLCIMSRCU/SOCUSRCU/SOCUMITUTSOUTSOU保护模板保护模块-48V1 输入-48V2 输入主机箱电源系统-48V+3.3V广州通信段技术支持中心38TDRVTDRVTSOUTSOU保护模板保护模块-48V1 输入-48V2 输入-48V+3.3V扩展机箱电源系统广州通信段技术支持中心39-48V1 输入-48V1 电源开关PGND电源接口-48V2 电源开关-48V2 输入广州通信段技术支持中心40单板单板最大功耗最大功耗 W WLCIM7SRCU5

21、3（铷钟加热过程中）SOCU28（晶体加热过程中）TSOU5CCOU5TODI18（晶体加热过程中）TDRV10MITU10功耗广州通信段技术支持中心41单板 1单板 nMITU至网管至机柜告警灯和远端告警箱机箱上的告警指示灯和蜂鸣器告警系统内部通信MITU: 存储告警 (最多4000条).转发告警到网管和远端告警箱.驱动告警灯.广州通信段技术支持中心42告警接口告警指示灯蜂鸣器开关至机柜告警灯和远端告警箱广州通信段技术支持中心43SRCU/SOCUTODI 3/4其它TODI卫星信号4路地面频率信号频率信号DCLS时间输入NTP输入输出DCLS时间输出NTP输入输出DCLS时间输出DCLS时

22、间信号时间同步原理框图广州通信段技术支持中心44SYNLCOK系统的结构图广州通信段技术支持中心45卫星卡时钟处理模块测试模块振荡器卫星卡时钟处理模块测试模块振荡器输入信号检测测试模块输出板输出板输出板输出板TDRVTDRV输入信号检测测试模块REFREFREFREFLCIMLCIMSRCU/SOCUSRCU/SOCU扩展框LCIM输入（8路）LCIM输入（8路）时钟板输入（4路）时钟信号处理框图广州通信段技术支持中心46二、维护终端的应用Huawei Confidential 1、维护终端的组成部分维护终端的组成部分 维护终端主要分为：主框架模块、数据配置模块、监视维护模块、性能模块、告警模

23、块、日志模块、用户管理模块、通信模块、协议分析模块和网元表模块。 2、现场通过维护终端进行实际操作、讲解其的应用及特性 3、TIE、MTIE和TDEV 的测试TIE是指被测时钟信号相对于理想时钟信号之间的相位差随时间的变化（或简单的说成是相位变化），单位是时间单位。MTIE是指在一系列的时间段内TIE变化的最大值。时间段是TIE采样周期的整数倍。例如时间段的长度是1秒时，1秒的MTIE就是指TIE出现在1秒钟宽度内的最大差值。MTIE的单位是时间单位。TDEV是阿伦方差的开方，表示相位噪声的频谱相对含量。单位是时间单位。广州通信段技术支持中心47三、日常维护 为了确保SYNLOCK BITS系统正常、稳定地运行，日常操作维护是必不可少的。 1、具体的日常维护： （1）保持机房清洁干净，防尘防潮，防止鼠虫进入。v（2）严禁在设备的计算机终端上玩游戏，不得装入其他不必要的软件或将计算机挪为他用。v（3）每天须参照日常维护操作指导书相关内容，进行常规检查和测试，并做好记录。v（