高鐵同步及時鐘分配系統(tǒng)培訓

1、廣州通信段技術支持中心1高鐵同步及時鐘分配系統(tǒng)培訓廣州通信段技術支持中心廣州通信段技術支持中心2同步網(wǎng)技術基礎 廣州通信段技術支持中心3內容v時鐘同步v時間同步廣州通信段技術支持中心4概述 數(shù)字同步網(wǎng)是現(xiàn)代通信網(wǎng)的一個必不可少的重要組成部分，能準確地將同步信息從基準時鐘向同步網(wǎng)各同步節(jié)點傳遞，從而調節(jié)網(wǎng)中的時鐘以建立并保持同步，滿足電信網(wǎng)傳遞業(yè)務信息所需的傳輸和交換性能要求，它是保證網(wǎng)絡定時性能的關鍵。 廣州通信段技術支持中心51.1 頻率同步 頻率同步是保證業(yè)務網(wǎng)正常運行的基本條件。頻率同步有兩種方式，一種是業(yè)務同步，一種是BITS同步。前者定時質量較差，導致接通率低、掉話率高、話音質量差，

2、數(shù)據(jù)業(yè)務不能正常開展。后者是滿足ITU-T規(guī)范要求的通信網(wǎng)同步方式，同步質量優(yōu)異，能極大提高業(yè)務質量。1.1.1 基本概念 頻率同步是指信號之間在頻率或相位上保持某種嚴格的特定關系，其相對應的有效瞬間以同一平均速率出現(xiàn)，以維持通信網(wǎng)絡中所有的設備以相同的速率運行。 廣州通信段技術支持中心61.1.2 同步方式 數(shù)字通信網(wǎng)的同步方式可分為以下幾種，如圖1-2所示。 廣州通信段技術支持中心7準同步方式準同步方式準同步方式是指在網(wǎng)內各個節(jié)點上，都設立高精度的獨立時鐘，這些時鐘具有統(tǒng)一的標稱頻率和頻率容差，各時鐘獨立運行，互不控制。其優(yōu)點是簡單、靈活，缺點是對時鐘性能要求高，成本高，存在周期性的滑動。

3、采用這種同步方式的數(shù)字網(wǎng)稱為準同步網(wǎng)。主從同步方式主從同步方式主從同步方式是指在網(wǎng)內設置基準時鐘和若干從鐘，以主基準時鐘控制從鐘的信號頻率。主從同步的優(yōu)點是，正常情況下不存在周期性滑動，且對從鐘性能要求低，建網(wǎng)費用低。其缺點是傳輸鏈路的不可靠會影響時鐘傳送，同時存在產(chǎn)生定時環(huán)路的可能?；ネ椒绞交ネ椒绞交ネ椒绞绞侵妇W(wǎng)內不存在主基準時鐘，每個時鐘接受其他節(jié)點時鐘送來的定時信號，將自身頻率鎖定在所有接收到的定時信號頻率的加權平均值上，各時鐘相互作用?；ネ椒绞降膬?yōu)點是具有較高的可靠性，且對時鐘性能要求不高。但穩(wěn)態(tài)頻率取決于網(wǎng)絡參數(shù)，難以事先確定，且整個網(wǎng)絡是一個復雜的反饋系統(tǒng)，網(wǎng)絡參數(shù)的變化容

4、易引起系統(tǒng)性能變化甚至進入不穩(wěn)定狀態(tài)。廣州通信段技術支持中心81.1.3 時鐘設備的等級劃分時鐘設備的等級劃分 當前，網(wǎng)絡朝著扁平化趨勢發(fā)展，時鐘設備也隨之發(fā)生變化，已簡化為三級結構，即PRC/LPR基準鐘、二級節(jié)點鐘和三級節(jié)點鐘三種，分別適用于網(wǎng)絡核心層、匯聚層和接入層。PRC/LPR基準鐘基準鐘PRC稱為永久基準鐘（Primary Reference Clock），LPR稱為區(qū)域基準鐘（Local Primary Reference），PRC和LPR均為一級基準鐘，其性能指標滿足ITU-T G.811建議。PRC是由銫鐘源或氫鐘源提供高精度基準信號，配合時鐘比對、時鐘分配系統(tǒng)構成。限于我國

5、工藝水平、采購難度和設備壽命三方面的影響，PRC不可能全面推廣使用，國內運營商一般在全國選擇了15個重點城市建設了PRC，作為備用基準系統(tǒng)，而主用基準系統(tǒng)則是LPR。 二級節(jié)點鐘二級節(jié)點鐘 二級鐘配備了基于銣鐘振蕩器的數(shù)字鎖相環(huán)（DPLL），具有極優(yōu)良的跟蹤特性、過濾特性和保持特性 三級節(jié)點鐘三級節(jié)點鐘 三級鐘配備了基于高穩(wěn)晶體振蕩器的數(shù)字鎖相環(huán)，在跟蹤特性和過濾特性上，與二級鐘幾乎一致，僅在保持特性上與二級鐘有一些差距，而價格卻比二級鐘低廉了許多，因此，三級鐘適宜在本地網(wǎng)縣局機房大量配備，可獲取極好的定時質量。廣州通信段技術支持中心91.2 時間同步 頻率同步網(wǎng)的基準信號一般來自于導航衛(wèi)星系

6、統(tǒng)，地面的衛(wèi)星接收機從衛(wèi)星信號中解碼出標準秒脈沖1PPS（即標準1Hz信號），為頻率同步的基準信號。秒脈沖僅僅給出了對應于UTC 秒的“刻度”，并不包含年月日時分秒信息。因此，該信號被用來做頻率同步的基準。 在衛(wèi)星接收機輸出的信號中，還有一些與1PPS密切相關的信號。這些信號是在1PPS信號的基礎上進行編碼，表示這一秒是哪一年的第幾天的時分秒。該信號一秒一幀，幀起始與1PPS的起始嚴格對準。因此，這些信號就是時間同步的授時源，可以說，時間同步和頻率同步是同源同宗的。1.2.1 基本概念基本概念 一般所說的“時間”有兩種含義：時刻和時間間隔。前者指連續(xù)流逝的時間的某一瞬間，后者是指兩個瞬間之間的

7、間隔長。 時間同步的操作就是按照接收到的時間來調控設備內部的時鐘和時刻。時間同步的調控原理與頻率同步對時鐘的調控原理相似，它既調控時鐘的頻率又調控時鐘的相位，同時將時鐘的相位以數(shù)值表示，即時刻。與頻率同步不同的是，時間同步接受非連續(xù)的時間信息，非連續(xù)調控設備時鐘，而設備時鐘鎖相環(huán)的調節(jié)控制是周期性的。廣州通信段技術支持中心101.2.1時間同步的實現(xiàn)方法 從時間源（如全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）獲得標準時間后，需要將時間信息通過局間/局內時間分配鏈路發(fā)送到各種需要時間同步的設備上。目前國際上比較通用的方法有IRIG-B、DCLS、NTP、ACTS、1PPS、串行口ASCII字符串等幾種方法，下面將就這幾

8、種方法作簡單介紹。 1. IRIG-B(Inter Range Instrumentation Group) IRIG編碼源于為磁帶記錄時間信息，帶有明顯的模擬技術色彩。由于從50年代起就作為時間傳遞標準而獲得廣泛應用。 IRIG-B采用1KHz的正弦波作為載頻進行幅度調制，對最近的1秒進行編碼。IRIG-B的幀內包括的內容有：天、時、分、秒及控制信息等。其占用最大通道帶寬為3KHz。所以可以用普通的雙絞線在樓內傳輸，也可在模擬電話網(wǎng)上進行遠距離傳輸。2. DCLS(DC Level Shift) DCLS是IRIG-B碼的另一種傳輸碼形，用直流電位來攜帶碼元信息，等效于IRIG-B調制碼的包

9、絡。IRIG-DCLS技術通過租用專線傳輸。3. NTP(Network Time Protocol) 在計算機網(wǎng)絡中用于時間同步的協(xié)議主要的有三種：時間協(xié)議(Time Protocol)、日時協(xié)議(Daytime Protocol)和網(wǎng)絡時間協(xié)議NTP(Network Time Protocol)。另外還有一個簡單網(wǎng)絡時間協(xié)議SNTP(Simple Network Time Protocol)。SNTP是NTP協(xié)議的簡化版本，所實現(xiàn)的功能較簡單。廣州通信段技術支持中心11 一、BITS V3的構成二、維護終端的應用三、日常維護 廣州通信段技術支持中心121、SYNLOCK BITS V3 整

10、體安裝構造圖一、 BITS V3的構成廣州通信段技術支持中心13SYNLOCK BITS V3 機箱2、硬件功能廣州通信段技術支持中心14主機箱單板排列Huawei Confidential廣州通信段技術支持中心15主機箱槽位0010203040506070809101112SRCUorSOCU輸入輸出槽位輸入輸出槽位測試輸出槽位測試輸出槽位測試輸出槽位測試輸出槽位測試輸出槽位測試輸出槽位測試輸出槽位測試輸出槽位MITUSRCUorSOCU輸入單板類型 : LCIM輸出單板類型 : TSOU, CCOU廣州通信段技術支持中心160010203040506070809101112TDRV輸出槽位

11、輸出槽位輸出槽位輸出槽位輸出槽位輸出槽位輸出槽位輸出槽位輸出槽位輸出槽位空槽位TDRV擴展機箱槽位廣州通信段技術支持中心17單板單板全稱全稱SRCU衛(wèi)星信號接收和銣時鐘單元SOCU衛(wèi)星信號接收和晶體鐘單元LCIM線路輸入和測試單元 MITU管理和維護接口單元TSOU定時信號輸出單元CCOU復合時鐘輸出單元TODI時間同步接口單元TDRV定時信號驅動單元單板名廣州通信段技術支持中心18單板單板單板數(shù)量單板數(shù)量槽位槽位SRCU/SOCU2主機箱0和12槽位 LCIM0-10主機箱1到10槽位（缺省1和2槽位）TSOU/CCOU/0-30主機箱和擴展機箱1到10槽位TODI0-10主機箱1到10槽位

12、（缺省3和4槽位）MITU1主機箱11槽位TDRV0-4擴展機箱0和12槽位單板槽位表廣州通信段技術支持中心19主要特點v最大機箱數(shù): 1個主機箱，2個擴展機箱v單機箱最大輸出端口數(shù)：100v整機最大輸出端口數(shù)：300v典型輸入端口數(shù)：4+8v內置衛(wèi)星接收機：GPS 或 GPS/GLONASS 可選v信號類型：2048kbit/s, 2048kHz, 10MHz, 5MHz , 1MHz和CC時鐘類型可設v時鐘透傳功能v時間輸入和輸出功能 (NTP, DCLS, 1PPS和RS232)廣州通信段技術支持中心20LCIMv功能功能v接收線路時鐘信號，檢測輸入信號的E1傳輸參數(shù) (SSM, AIS

13、, LOS, OOF,CRC 和 BPV).v測試輸入信號的時鐘性能 (TIE, MTIE, TDEV and F/F). v備份配置或不備份配置.v接口接口v每塊板8個輸入端口. v每對備份的單板提供8個輸入端口. 每對不備份的單板提供16個輸入端口. v每個端口可以是 E1,2048kHz ,10MHz,5MHz 和 1MHz 信號可設.廣州通信段技術支持中心21備份方式的輸入接口LCIM 外部接口非備份方式的輸入接口廣州通信段技術支持中心22輸入端口行對應LCIM槽位A1, 2（缺省槽位）B3, 4（僅有測試功能）C5, 6（僅有測試功能）D7, 8（僅有測試功能）E9, 10（僅有測試

14、功能）LCIM 輸入接口和槽位對應關系廣州通信段技術支持中心23SRCU/SOCUv功能功能v時鐘處理核心，濾除輸入信號的相位噪聲.v提供保持功能. v可以安裝GPS或GPS/GLONASS衛(wèi)星接收機.v具有4路外線路輸入端口，功能同LCIM輸入端口。v向TODI板提供標準時間和頻率.v2塊單板形成主備保護.v接口接口v1 個衛(wèi)星信號輸入端口（天線輸入）v4 個外線路時鐘輸入端口 (E1, 2048kHz ,10MHz, 5MHz 和1MHz可設)v1個1PPS（秒脈沖）輸入端口v1個DCLS輸出端口廣州通信段技術支持中心244個線路輸入單板輸出本地振蕩器輸出 SRCU/SOCU 對外接口DC

15、LS時間信號輸出廣州通信段技術支持中心25MITUv功能功能v系統(tǒng)管理核心，向各單板下發(fā)命令、配置，收集各單板信息、告警。v提供對外網(wǎng)管接口：RS232串口和以太網(wǎng)口，使用TL1協(xié)議.v存儲配置數(shù)據(jù)、測試數(shù)據(jù)和告警信息.v控制輸入?yún)⒖荚吹牡箵Q. v監(jiān)測主機箱的供電電源. v接口接口v2個RS232 串口用于本地維護終端鏈接v1個以太網(wǎng)口(LAN1)用于連接本地維護終端或網(wǎng)管廣州通信段技術支持中心26維護接口MITU 對外接口廣州通信段技術支持中心27TSOUv功能功能v時鐘信號驅動輸出.v每個單板提供20個輸出端口.v每個端口可設置為10 MHz, 5 MHz, 1 MHz, 2048kHz和

16、2048kbit/s 信號.v當SRCU/SOCU全部故障的情況下，TSOU可以直接接收LCIM的E1和2048 kHz信號并驅動輸出（透傳）. v每個端口可以單獨打開或關閉.v一對單板形成保護備份.v接口接口v每個單板提供20個輸出端口.v一對互為備份的單板提供20路帶保護的輸出端口.廣州通信段技術支持中心28CCOUv功能功能v合成64kbit/s CC時鐘（Composite Clock）并驅動輸出.v每個單板提供20個輸出端口.v通過改變跳線, 輸出信號可以設置成其它類型 (2048kbit/s, 2048kHz, 10MHz, 5MHz 和1MHz網(wǎng)管可設).v一對單板形成保護備份.

17、v接口接口v每個單板提供20個輸出端口.v一對互為備份的單板提供20路帶保護的輸出端口.廣州通信段技術支持中心29輸出端口輸出板輸出端口廣州通信段技術支持中心30輸出端口行對應輸出單板槽位A1、2B3、4C5、6D7、8E9、10輸出端口和輸出板槽位對應關系 廣州通信段技術支持中心31TODIv功能功能v從SRCU/SOCU或外部參考源接收標準時間（一般是DCLS格式）.v將標準時間轉換成NTP或其它格式輸出. v監(jiān)測NTP客戶端的時間誤差.v每對TODI板形成保護備份 ( NTP 端口不備份).v接口接口v每對板提供4路 DCLS（或1PPS / RS232）輸入端口.v每對板提供16路 D

18、CLS（1PPS / RS232）輸出端口.v每塊單板提供4路物理隔離的NTP網(wǎng)口（每對板提供8個NTP網(wǎng)口）.廣州通信段技術支持中心32TODIv注注: : v1.TODI板缺省使用3和4槽位.v2.每塊TODI板支持400個客戶端. 每個SYNLOCK V3設備最多支持4000個NTP客戶端, 并可支持對300個客戶端的誤差監(jiān)測.v3. 當外部時間源丟失時，利用SRCU/SOCU的頻率信號繼續(xù)輸出高精度時間.廣州通信段技術支持中心33DCLS/1PPS/RS232 輸出端口TODI對外接口DCLS/1PPS/RS232 輸入端口廣州通信段技術支持中心34TODI對外接口NTP 端口1NTP

19、 端口2NTP 端口3NTP 端口4廣州通信段技術支持中心35TDRVv功能功能v接收主機箱的兩路RS485串口信號，并與MITU板通信.v接收SRCU/SOCU板的10 MHz, 2048 kHz, 2048kbit/s 和 8 kHz信號，驅動后轉發(fā)給擴展框的輸出板. v提供擴展框的輸出板需要的+3.3 V電源. v監(jiān)測擴展框的電源電壓. v2塊TDRV單板形成主備保護. v接口接口v2 個DB25端口用于接收來自主機箱的信號.廣州通信段技術支持中心36接收來自主機箱的信號TDRV 接口（擴展機箱）注：對于主機箱，該端口為輸出端口，為擴展機箱提供信號，1A和1B接第一個擴展機箱，2A和2B

20、接第二個擴展機箱。對于擴展機箱，該端口為輸入端口，接收主機箱的信號，只使用1A和1B。廣州通信段技術支持中心37LCIMLCIMSRCU/SOCUSRCU/SOCUMITUTSOUTSOU保護模板保護模塊-48V1 輸入-48V2 輸入主機箱電源系統(tǒng)-48V+3.3V廣州通信段技術支持中心38TDRVTDRVTSOUTSOU保護模板保護模塊-48V1 輸入-48V2 輸入-48V+3.3V擴展機箱電源系統(tǒng)廣州通信段技術支持中心39-48V1 輸入-48V1 電源開關PGND電源接口-48V2 電源開關-48V2 輸入廣州通信段技術支持中心40單板單板最大功耗最大功耗 W WLCIM7SRCU5

21、3（銣鐘加熱過程中）SOCU28（晶體加熱過程中）TSOU5CCOU5TODI18（晶體加熱過程中）TDRV10MITU10功耗廣州通信段技術支持中心41單板 1單板 nMITU至網(wǎng)管至機柜告警燈和遠端告警箱機箱上的告警指示燈和蜂鳴器告警系統(tǒng)內部通信MITU: 存儲告警 (最多4000條).轉發(fā)告警到網(wǎng)管和遠端告警箱.驅動告警燈.廣州通信段技術支持中心42告警接口告警指示燈蜂鳴器開關至機柜告警燈和遠端告警箱廣州通信段技術支持中心43SRCU/SOCUTODI 3/4其它TODI衛(wèi)星信號4路地面頻率信號頻率信號DCLS時間輸入NTP輸入輸出DCLS時間輸出NTP輸入輸出DCLS時間輸出DCLS時

22、間信號時間同步原理框圖廣州通信段技術支持中心44SYNLCOK系統(tǒng)的結構圖廣州通信段技術支持中心45衛(wèi)星卡時鐘處理模塊測試模塊振蕩器衛(wèi)星卡時鐘處理模塊測試模塊振蕩器輸入信號檢測測試模塊輸出板輸出板輸出板輸出板TDRVTDRV輸入信號檢測測試模塊REFREFREFREFLCIMLCIMSRCU/SOCUSRCU/SOCU擴展框LCIM輸入（8路）LCIM輸入（8路）時鐘板輸入（4路）時鐘信號處理框圖廣州通信段技術支持中心46二、維護終端的應用Huawei Confidential 1、維護終端的組成部分維護終端的組成部分 維護終端主要分為：主框架模塊、數(shù)據(jù)配置模塊、監(jiān)視維護模塊、性能模塊、告警模

23、塊、日志模塊、用戶管理模塊、通信模塊、協(xié)議分析模塊和網(wǎng)元表模塊。 2、現(xiàn)場通過維護終端進行實際操作、講解其的應用及特性 3、TIE、MTIE和TDEV 的測試TIE是指被測時鐘信號相對于理想時鐘信號之間的相位差隨時間的變化（或簡單的說成是相位變化），單位是時間單位。MTIE是指在一系列的時間段內TIE變化的最大值。時間段是TIE采樣周期的整數(shù)倍。例如時間段的長度是1秒時，1秒的MTIE就是指TIE出現(xiàn)在1秒鐘寬度內的最大差值。MTIE的單位是時間單位。TDEV是阿倫方差的開方，表示相位噪聲的頻譜相對含量。單位是時間單位。廣州通信段技術支持中心47三、日常維護 為了確保SYNLOCK BITS系統(tǒng)正常、穩(wěn)定地運行，日常操作維護是必不可少的。 1、具體的日常維護： （1）保持機房清潔干凈，防塵防潮，防止鼠蟲進入。v（2）嚴禁在設備的計算機終端上玩游戲，不得裝入其他不必要的軟件或將計算機挪為他用。v（3）每天須參照日常維護操作指導書相關內容，進行常規(guī)檢查和測試，并做好記錄。v（