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通信网络的时钟同步

发布时间:2022-12-07 作者: 来源: 阅读量:0

[摘要]时钟同步,对于无线网络来说至关重要,不同的无线接入技术对频率同步和相位同步的精度都有着不同的要求。

    1、同步是基本需求

 

  时钟同步,对于无线网络来说至关重要,不同的无线接入技术对频率同步和相位同步的精度都有着不同的要求。

 

  每个基站的内部,都有自己个体的时钟模块:晶振,在没有外部时钟源时,就处于自由震荡状态。

 

  在自由震荡状态的各个基站间的时钟没有同步,只能独立运行无法协同工作。唯有通过参考时钟来同步这样的“对表操作”,才能让它们步调一致,从而紧密连接形成网络。

 

  2、时钟等级和精度

 

  一共分为4种精度的时钟,一般也称之为一级钟,二级钟,三级钟和四级钟。它们的精度要求随等级的变大而降低。

 

  一级钟是最高等级的时钟,它要求的精度非常高,任何情况下的频率误差为千亿分之一。对于通信系统来说,可以使用以GPS为代表的GNSS加铷钟作为一级时钟源,成为区域基准钟。

 

  二级钟和三级钟的特点是它们需要从外部选择一个同步链路来获取时钟信号,对抖动和偏移进行衰减,然后再向其他设备转发时钟。

 

  二级钟在一年内的精度需要达到0.016ppm,三级钟在一年内的精度要能够达到4.6ppm。

 

  四级钟:设备时钟,作为最低级别的时钟,它的精度不大于4.6ppm。

 

  通过和无线通信的时钟同步精度进行比较,所有无线通信制式的频率同步精度要求都为0.05ppm,基站需要一级钟或者二级钟同步才能正常工作。

 

  3、时钟同步的组网

 

  有了时钟源,还需要一个网络,把时钟分发下去。根据组网的不同,可分为集中式和分布式这两种方式。

 

  集中式时钟同步的代表为基于分组网络的同步以太网(SyncE),1588v2等技术。

 

  主时钟作为最高节点,通过一个金字塔式的传输网络,一层层地把时钟传递下来。

 

  在这种模式下,同步以太网(SyncE)只能实现频率同步,1588v2除了可以实现频率同步之外,还能支持更高精度的相位同步。

 

  分布式时钟同步的代表技术为美国的GPS,还包括中国的北斗,俄罗斯的格洛纳斯,以及欧洲的伽利略等GNSS系统。

 

  作为一级钟的GPS并不直接和下级SSU物理相连,而是通过无线界面来广播时钟信息,所有的SSU都通过GPS接收机来直接和主时钟同步。只需要在基站上安装GPS接收机就能实现高精度的同步。

 

  GPS同步目前也是全球应用最广的同步方式。


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