作者：Reza Vaez-Ghaemi 博士 VIAVI Solutions 产品线管理高级经理

多年以来，同步网络一直是无线网络的关键组成部分。高级 LTE 服务和 5G 服务的引入对同步网络提出了新的要求。本白皮书描述了同步要求、 技术以及同步标准和测试与测量应用。本文最后描述了无线网络中同步的 ITU G.826x/G.827x 标准，并重点介绍了与现场应用部署相关的一些主要指标和网络限制。

简介

同步网络已经在电信网络中部署多年。同步数字体系 (SDH)/同步光网络 (SONET) 代表并仍然构成大量城域核心网的关键组成部分。接入网部署了 PDH/DS1/DS3 和 SONET/SDH 服务，以同步客户端的终端应用。随着电信级以太网的引入，过去十年中引入了基于分组的定时和同步的新标准。

几十年前就出现了对同步的需求，当时电信网络引入了数字交换和传输。这些技术需要同步发射机和接收机；更具体地说，需要接收机时钟来跟踪发射机信号。正确的跟踪能够正确地检索传输的信号；另一方面，不良的同步会导致传输质量下降，从而影响语音或数据等传输服务的质量。

在理想的传输系统中，脉冲以精确的间隔传输，并以完全相同的时间间隔到达接收器。在实际系统中，各种因素都会导致信号缺陷，从而使得频率或相位同步不佳。频率同步也称为谐振，是指时钟与相同频率对齐（图 1）。类似地，相位/时间同步是指将两个设备分别对准同一个相位（图 2）和一天中的时间（图 3）。

有缺陷的同步会导致抖动或漂移。抖动和漂移表征了发射信号的相位偏差。漂移通常是由导致缓慢相位变化的现象（如温度变化）引起的。抖动可能是时钟电路工作的结果。

ANSI T1.101 中规定了时钟性能，从第 1 层到第 4 层分为五类（表 1）。最高的性能是Stratum 1。它也称为主要参考源 (PRS) 或主要参考时钟 (PRC)，尽管它们之间有所不同。与第 1 层时钟不同，PRS 不需要是自主的。PRS 必须可追溯到Stratum 1。例如，它可以基于满足Stratum 1可追溯性要求的 GPS，但它不是自主的。铯原子钟是电信中使用的自主时钟。

层级	精度
1	1×10-11
2	1.6×10-8
3/3E	4.6×10-6
4	32×10-6

典型的电信网络为各个节点部署一个或多个 PRS 定时基准。由于在每个节点部署 PRS 并不经济，因此需要一种同步方法来为各个应用提供最低的同步性能；例如在基站处的Stratum 3E。主流方法是主从方法（图 5），其中 PRS 同步下游的一系列节点。为了提供冗余，需要第二个主机。SONET/SDH 网络部署同步供给单元 (SSU) 或通信楼综合定时源 (BITS)，以接受替代同步源并选择最佳可用源。在 PRS 和 SSU 之间，SONET/SDH 网络使用 SONET/SDH 设备时钟 (SEC) 将时钟从上游节点下发到下游节点。

只要设备时钟连接到它们各自的时钟，它们的同步性能将由基准时钟（例如 PRC）定义。然而，如果它们失去同步源，它们的稳定性将取决于内部时钟的性能。在基准事件丢失后的有限时间内，设备可以依靠其保持功能来限制相对于基准的漂移程度。保持功能使用保持前的历史数据来控制其内部振荡器。除了保持算法和数据，内部振荡器的选择对于保持良好的稳定性也至关重要。耐热晶体振荡器广泛用于同步应用，支持 SEC 和其他stratum 3/3E用例的一系列稳定性要求。铷振荡器具有更好的稳定性，通常用于 SSU/BITS 设备，而且理所当然的，它们也更贵。PRC/PRS 和 SSU/BITS 通常作为独立设备生产；SEC/SMC 更普遍地被集成为网元的一部分，例如 SONET/SDH 或同步以太网节点。

为了区分和选择适合应用的同步解决方案，需要考虑几个因素。这些因素包括长期准确性和短期稳定性。前者是通过使用 GPS 接收器来保证的，该接收器最终可追溯到世界协调时 (UTC)。然而，GPS 接收器可能无法满足短期稳定性要求。因此，同步解决方案通常依赖于某种具有各种成本/性能参数的精密石英振荡器。

全部内容概要

• 简介
• 时间误差、抖动和漂移测量
• 无线同步要求
• 基于分组的同步标准
• IEEE 1588v2
• 电信同步标准
• 频率同步标准
• 时间和相位同步标准
• 展望

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