时钟同步与时间同步讲座.ppt

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1、1,时钟/时间同步网产品技术交流,2,时钟同步网,时间同步网,内容索引,3,时钟同步网基础理论,时钟同步网组网方式,时钟同步网分类,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,4,时钟同步网基础理论概念,概念同步：两个或两个以上信号之间在频率或相位上保持的某 种特定关系（容差范围内）。数字同步网：由节点时钟设备和定时链路组成的一个实体 网，还配置了自己的监控网，负责为业务网 提供定时，以实现各种业务网的同步。数字网的同步：是指数字网内各数字通信设备内的时钟之 间的同步。网同步：将定时信号（频率或时间）分配到所有网元的方 法。同步单元：指为网元提供定时服务的时钟。,5,时钟同步网

2、基础理论同步单元,同步单元包括：基准时钟：是一个参考频率基准，符合G.811规范。一般由铯钟组成。基准钟（Primary Reference Source）PRC；10-11 区域基准（Local Primary Reference）LPR。10-8 大楼综合定时系统（Building Integrated Timing System）BITS。10-6,6,时钟同步网基础理论时钟源,常用时钟源：铯原子钟：Cs133 原子秒 振荡91.9亿个周期为1秒 铯钟组：铯频率标准系统，多数标注方式。铷原子钟：体积小，短稳高，成本低，普遍使用。高稳晶体振荡器：石英，最普遍使用的振荡器。,7,时钟同步网基

3、础理论卫星系统,GPS（全球卫星定位系统）美国空间部分由24颗卫星（SV）组成。有21颗在用，3颗在轨道上备用。分布在六个轨道平面上，海拔高度为 10,898 英里。每个轨道平面的倾角大约为 55.卫星周期为11小时58分,由于地球的自转，卫星每隔24小时（差4分钟）在同一地点出现24颗卫星。卫星配置2个铷钟，2个铯钟。,8,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35年。,9,时钟同步网基础理论,时钟同步网组网方式,时钟同步网分类,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,10,时钟

4、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,11,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。,12,时钟同步网基础理论,时钟同步网组网方式,时钟同步网分类,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,13,时钟同步网主流产品介绍,Symmetricom TSG3800PRR10/OT21/PRS50，维护系统TWIN32HP

5、55400A55300A，维护系统Smartview。TS DCD+GTR，维护系统Timescan5000。华为Synlock V2 V3，维护系统SYNLOCK维护终端。大唐II型机，维护系统GNSS97。,14,时钟同步网设备性能指标,内部噪声（抖动、漂动）噪声容限（抖动、漂动）噪声传递特性（抖动、漂动）频率准确度牵引范围保持性能相位不连续性相位暂态性能保持到跟踪性能相位补偿,15,时钟同步网设备性能参数,-PHASE(原始相位数据）：被测信号与测量基准之间的相位偏差（t)f/ft+E(t)f/ft f/f（频率偏差）：衡量长期准确度值，以天为单位，为便于测量，以1天为时长;MTIE（最

6、大时间间隔误差）：衡量稳定度值,反映相位突变;（1001000秒值）TDEV（时间方差）：衡量稳定度值,反映相位噪声分布。（0.01秒1000秒值）,16,时钟同步网基础理论,时钟同步网组网方式,时钟同步网分类,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,17,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。同步网管是数

7、字同步网维护管理中最主要和最重要的工具，是保证同步网络稳定、高性能运行必不可少的手段。,18,上海欣泰时钟同步网网管系统SNNM 研发背景,研发前技术分析。数字同步网由节点时钟设备和定时链路组成的一个实体网，它的作用是：负责为各种业务网提供定时，以实现各种业务网的同步频率、相位的同步，它在电信网中所处的地位是：三大支撑网之一，是通信网正常及高质量运行的基础，在电信网中具举足轻重的地位。SDH环境下的数字同步网对网管的要求越来越高。市场上的数字同步网网管或维护终端的情况：管理功能性能过于简单，满足不了数字同步网高质量维护管理的需求。网络兼容性差，仅可管理自己厂家的设备，形成多家设备，多个网管，不

8、利于网络维护和日常管理。根据“集中监控，集中管理，分级控制”的电信管理要求，2001年，上海欣泰融合了自己和国内数字同步网专家，对数字同步网维护管理的多年经验，开发了集数字同步网网元层和网络层管理功能为一体的数字同步网网络管理系统-SNNM。,19,上海欣泰时钟同步网网管系统SNNM系统特点,在实现了网管的基本功能的同时，根据SDH环境下数字同步网维护管理的特色 SNNM对数字同步网网管增加了新的功能，具有以下特色。强大的网络层管理功能，使用户可以方便、有效、智能化的从整个网络的全局去维护和管理整个数字同步网。兼容性极强，可兼容管理Symmetricom、华为、大唐，HP,TS的时钟设备、卫星

9、接收机及铯原子钟。智能的网络性能故障判断功能，对潜在的同步问题给出提示，做到防患于未然。设备的仿真面板，让远端的设备状态显示在你眼前，方便维护。提供对同步节点完善和全面的维护管理功能，长期对设备数据进行自动采集和分析，实时显示各种状态的告警。提供完善的上下级网管功能，自动完成报表的传递，提升管理效率。故障信息库功能，将维护经验共享。网管系统的远程终端服务功能，成本低廉的扩展网管功能。成熟的软件内核和开发技术，提供方便的平滑升级，减少系统扩充的成本。,20,上海欣泰时钟同步网网管系统SNNM管理规模,目前在国内已建成网管60余套，管理网元包括时钟(BITS)，卫星接收机，CS原子钟等近千套。已纳

10、入管理的设备类型有：华为：SYNLOCK 大唐：大唐II型（GNSS-97)SYMMETRICOM：M3800、SSU2000、HP55400(BITS)OT21、PRS-10（卫星接收机）PRS-50（铯钟）TS：DCD 长征宇通：SUPERSTR2000（双星接收机）,21,上海欣泰时钟同步网网管系统SNNM系统软硬件研发测试平台,硬件环境：CPU：PIII800。内存：256M。硬盘：40G。其它：配备网卡、打印机、数据 通讯设备和多媒体设备。,软件环境：操作系统：Windows 2000 SERVER 数据库：SQL Server 2000系列其它：Office 系列 以上配置可基本满

11、足对50左右网元的管理,22,上海欣泰时钟同步网网管系统SNNM系统结构（一）,适合使用在网元数量小于50个的系统,23,上海欣泰时钟同步网网管系统SNNM系统结构（二）,适合使用在网元数量大于50个小于400的系统,24,上海欣泰时钟同步网网管系统SNNM系统结构（三）,适合使用在网元数量大于400的系统,25,上海欣泰时钟同步网网管系统SNNM各项证书,26,上海欣泰时钟同步网网管系统SNNM各项证书,27,上海欣泰时钟同步网网管系统SNNM各项证书,28,上海欣泰时钟同步网网管系统SNNM各项证书,29,时钟同步网,时间同步网,内容索引,30,时间同步网基础理论,时间同步的传递方式,时间

12、同步网分类,上海欣泰时间服务器SATS,上海欣泰时间同步网网管系统TSNM,31,时间同步网基础理论时标,时标：所谓时标包含两个含义：时刻：指连续流逝的时间的某一瞬间，是指事件发生的源头。时间间隔：指两个瞬间的间隔，是指事件发生持续了多久。时刻和时间间隔组成了时标，即时间坐标，时标是一个计时系统，在这个系统中，要选择一个时刻作为起点，还要选择一个时间间隔的单位，而后者，总是寻找一个稳定的周期运动，根据不同的周期运动，对度量时间间隔的单位“秒”作出不同的定义，从而建立不同的时间坐标，即时标。,32,时间同步网基础理论时标,常用时标：世界时UT：以地球自转的周期（一天）作为定义秒的基础。历书时ET

13、：以地球公转的周期（一年）作为定义秒的基础。原子时TAI：是以原子振荡作为定义秒的基础，1967年13届国际计量大会上，正是决定以原子秒取代天文秒，将秒定义为：“秒时铯133原子基态的两个超精细能级之间的跃迁对应辐射的9192631770个周期所持续的时间。,33,时间同步网基础理论时标2,世界协调时UTC：1974年国际无限电咨询委员会建立并承认了将世界协调时UTC作为国际法定时间。采用原子秒为时间单位，保证时间间隔具有原子时均匀性。起始于1958年1月1日0点，并使该时刻UT于TAI一致。由于世界时UT的秒长略长于原子秒的秒长，所以两者出现了偏差，并且偏差逐渐增大，这时对TAI进行修正（闰

14、秒），保证UTC具有原子时的均匀又与世界时接近，目前国际上发送的标准时间就是这种经过修正的原子时，即世界协调时UTC。,34,时间同步网基础理论,为什么要进行“时间同步”？为了将通信网上各种通信设备或计算机设备的时间信息(年月日时分秒)相对于UTC(协调世界时)时间的偏差限定在足够小的范围内。,35,时间同步网基础理论,“时间不同步”的影响通话业务重复话单网间结算话单差异网络管理日志混乱移动基站切换软切换失败电子商务、多媒体通信、IP电话等无法实现文件服务无法工作,36,时间同步网基础理论,时间同步的传递方式,时间同步网分类,上海欣泰时间服务器SATS,上海欣泰时间同步网网管系统TSNM,37

15、,时间同步的传递方式,人工输入IRIG B AMIRIG DCLS ACTSASCII（RS232）1PPSNTP,38,时间同步的传递方式人工输入,人工输入听电台报时信号手动输入（对系统进行人工修正时会引入人为误差）本地振荡器的频率准确度有限，一段时间后，时间会偏移（系统内部时钟的质量差异引起时间偏差）,39,时间同步的传递方式IRIG B AM,IRIG B AM载波：1KHz的正弦波，幅度调制码元速率：100PPS编码分辨率：1秒载波分辨率：1毫秒通道带宽：100Hz到3KHz传输介质：双绞线,同轴电缆准确度：10-100微秒,40,时间同步的传递方式IRIG DCLS,IRIG DCL

16、S 是IRIG B的一种特殊方式DCLS有8毫秒的脉冲作为参考标记，5毫秒的脉冲表示逻辑1，2毫秒的脉冲表示逻辑0；每个脉冲都必须在每个10毫秒 的开始，作为时间码解码信息。传输介质：直接电缆连接、64K 数据专线传输距离：没有限制准确度：100微秒,41,时间同步的传递方式IRIG DCLS,ACTS传输方法：Modem/ISDN 终端适配器的拨号方法传输距离：没有限制准确度：10毫秒,42,时间同步的传递方式ASCII,ASCII（RS232）ASCII数据，没有统一标准传输方法：RS232通讯口，波特一般为9600传输距离：15米准确度：10-100毫秒,43,时间同步的传递方式1PPS

17、,1PPS秒脉冲传输方法：同轴电缆连接传输距离：本地，一般用于测量准确度：10-100微秒润秒需人工设置,44,时间同步的传递方式NTP,NTPNTP是一种TCP/IP网络时间协议（v3 RFC1305、v2 RFC1361）准确度：2-Node LAN:10微秒到200微秒Small LAN:200微秒到1000微秒Typical Large-Building LAN:1毫秒到10毫秒Internet with Few Hops:10毫秒到100毫秒Long Distance and or PPP:100毫秒到1000毫秒,45,时间同步的传递方式NTP,关于 NTP每一个时间包内包含最近一

18、次的事件的时间信息、包括上次事件的发送与接收时间、传递现在事件的当地时间、及此包的接收时间在收到上述包后即可计算出时间的偏差量与传递资料的时间延迟。,46,时间同步网基础理论,时间同步的传递方式,时间同步网分类,上海欣泰时间服务器SATS,上海欣泰时间同步网网管系统TSNM,47,上海欣泰时间服务器SATS,时间服务器：SATS(Standard Time Server)标准时间服务器是基于GPS（Global Positioning System）系统而设计的，它能从GPS系统获取标准时间，并按照NTP协议格式提供给下一级设备。,48,上海欣泰时间服务器SATS,SATS 标准时间服务器主要

19、性能：获取GPS系统时间当GPS信号无法获得时，利用系统内部晶体（铷钟）保持输出，并保证输出时间精度可修改IP地址、子网掩码和MAC地址实时查询GPS状态前面板具有2行带背光液晶显示，3个状态指示灯，12个轻触按钮，用于对设备配置、状态显示及告警指示。直流-48V/交流220V供电可选,49,上海欣泰时间服务器SATS-I,DCN,需同步的设备,时间同步服务管理系统应用图,50,时间同步网基础理论,时间同步的传递方式,时间同步网分类,上海欣泰时间服务器SATS,上海欣泰时间同步网网管系统TSNM,51,上海欣泰时间同步网网管系统TSNM,网络管理系统时间同步网管理系统(Time Synchro

20、nization Network Management System 简称TSNM)是一套具有友好用户界面，可集中管理多套（目前限制最高为500套）时间网设备(包括时间服务器、时间分配器、铯钟等)及相关的网络设备（网络交换机）的网管软件。它实时收集网上设备的各种运行数据，并可自动统计、汇总、分析各设备的告警、状态数据。它提供了对时间同步网网元层及网络层，完善的和强大的管理维护功能。,52,上海欣泰时间同步网网管系统TSNM,TSNM 时间同步网络管理系统主要功能数据采集处理模块配置管理模块网络拓扑模块安全管理模块事件管理模块链路管理模块故障信息库模块系统诊断模块系统管理模块远程接入模块,53,谢 谢！,