“大(dà)數(shù)據”伴随着“雲時(shí)代”的到來(lái)而顯得(de)更加重要。在大(dà)數(shù)據時(shí)代，時(shí)間(jiān)同步技(jì)術(shù)必定将是整個(gè)大(dà)數(shù)據處理(lǐ)系統的重要支撐和(hé)保障。時(shí)間(jiān)同步技(jì)術(shù)使數(shù)據産生(shēng)與處理(lǐ)系統的所有(yǒu)節點具有(yǒu)全局的、統一的标準時(shí)間(jiān)，從而使系統中的所有(yǒu)各種消息、事件、節點、數(shù)據等具備正确的邏輯性、協調性以及可(kě)追溯性。PTP是一種用于在整個(gè)計(jì)算(suàn)機網絡中同步時(shí)鍾的協議。在局域網上(shàng)，它可(kě)實現亞微秒(miǎo)級的時(shí)鍾精度，使其适用于測量和(hé)控制(zhì)系統。

XQ-850 PTP時(shí)鍾服務器(qì)

精确時(shí)間(jiān)協議（PTP）是一種用于在整個(gè)計(jì)算(suàn)機網絡中同步時(shí)鍾的協議。在局域網上(shàng)，它可(kě)實現亞微秒(miǎo)級的時(shí)鍾精度，使其适用于測量和(hé)控制(zhì)系統。IEEE 1588專為(wèi)要求精度超出使用NTP可(kě)獲得(de)的精度的本地系統而設計(jì)。IEEE 1588标準描述了用于時(shí)鍾分配的分層主從體(tǐ)系結構。在這種體(tǐ)系結構下，時(shí)間(jiān)分配系統由一個(gè)或多(duō)個(gè)通(tōng)信媒體(tǐ)（網段）和(hé)一個(gè)或多(duō)個(gè)時(shí)鍾組成。

精确時(shí)間(jiān)協議（PTP）IEEE 1588旨在同步用于電(diàn)信，電(diàn)網，金融市場(chǎng)和(hé)工業自動化的LAN中的實時(shí)時(shí)鍾，目前特别采用該協議來(lái)同步金融HFT交易，移動電(diàn)話(huà)塔傳輸LTE/ 5G BTS ，海底聲波陣列以及任何需要精确定時(shí)但(dàn)無法訪問GNSS時(shí)間(jiān)基準的網絡。

數(shù)據中心

數(shù)據中心需要PTP同步，以确保集群的時(shí)域運行(xíng)。同步對于虛拟機計(jì)算(suàn)是必不可(kě)少(shǎo)的。日志(zhì)事件的時(shí)間(jiān)順序對于研究錯誤邏輯很(hěn)重要。時(shí)間(jiān)和(hé)日期對于自動備份和(hé)SQL轉換回滾至關重要。弱同步使IT/IoT風險不穩定。

1.系統結構 

XQ-850 主要由頻率同步模塊、分頻鑒相模塊、時(shí)間(jiān)恢複模塊、鎖相模塊、1588 處理(lǐ)模塊、接口轉換模塊、CPU 模塊、GPS（Global Positioning System）/PPS 時(shí)間(jiān)同步接口、FE/GE 接口、維護接口等組成。 

接口轉換模塊将GE數(shù)據轉換成FE數(shù)據，提供給CPU處理(lǐ)；同時(shí)将非1588信息和(hé)1588的 general信息提供給CPU處理(lǐ)，并發送CPU的網絡協議。 

維護接口模塊通(tōng)過維護串口和(hé)維護網口，主用闆将設備鏈接到集中維護終端。 

2.同步定時(shí)接口 

1）衛星接口 

XQ-850 提供GPS衛星接口。設備的 GPS 接口是1.5G的射頻接口，而衛星卡和(hé)設備單闆的接口是TTL（Transistor-Transistor Logic）的PPS與TTL串口，單闆通(tōng)過這些(xiē)串口信息可(kě)計(jì)算(suàn)出時(shí)間(jiān)和(hé)位置信息。 

在觀測到三顆衛星的情況下，可(kě)以得(de)到三個(gè)方程組，求解出接收站(zhàn)的三維位置信息。如果觀測到四顆以上(shàng)的衛星，則可(kě)以計(jì)算(suàn)出本地時(shí)間(jiān)。 

2）1588 接口 

IEEE 1588（PTP）的基本功能是使分布式網絡內(nèi)設備的時(shí)間(jiān)與服務器(qì)精确時(shí)間(jiān)保持同步。它定義了一種精确時(shí)間(jiān)協議 PTP，用于對标準以太網或其他采用多(duō)播技(jì)術(shù)的分布式總線系統中的傳感器(qì)、執行(xíng)器(qì)以及其他終端設備中的時(shí)鍾進行(xíng)亞微秒(miǎo)級同步。 

1588協議通(tōng)過四種報文完成時(shí)間(jiān)對齊和(hé)延時(shí)補償，包括同步報文，跟随報文，延時(shí)請(qǐng)求報文，延時(shí)響應報文四種。時(shí)間(jiān)對齊和(hé)延時(shí)補償過程如下： 

Master 的PTP協議應用層發送 Sync 消息給Slave，Master 端記錄Sync消息離開(kāi)本PTP 端口的時(shí)刻值 t1，并把 t1 存入寄存器(qì)，這個(gè)值由64位計(jì)數(shù)器(qì)值表示，計(jì)數(shù)器(qì)觸發時(shí)鍾由 Master 端系統時(shí)鍾提供。 

Slave端記錄Sync消息到達時(shí)刻值t2，并把t2存入寄存器(qì)，同時(shí)報告給Slave的PTP協議應用層，這個(gè)值由64位計(jì)數(shù)器(qì)值表示，計(jì)數(shù)器(qì)觸發時(shí)鍾由Slave 端系統時(shí)鍾提供。 

3）時(shí)鍾接口 

XQ-850最多(duō)提供2路對應的定時(shí)輸入接口。可(kě)接受來(lái)自铯鍾、其他BITS、交換機、PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy）、SDH（Synchronous DigitalHierarchy）等設備的E1、2MHz 定時(shí)信号，輸出 2MHz、E1 模拟定時(shí)信号。這些(xiē)接口在設計(jì)中考慮了不影(yǐng)響外部輸入源和(hé)避免所接外部大(dà)信号沖擊等各種情況，設有(yǒu)阻抗匹配、隔離驅動、低(dī)門(mén)限檢測等電(diàn)路。 

4）1PPS 與 TOD 接口 

傳送的內(nèi)容包括：當前日期/時(shí)間(jiān)、時(shí)間(jiān)标準 ID、1PPS 有(yǒu)效狀态指示、UTC（Coordinated Universal Time）閏秒(miǎo)調整日期/時(shí)間(jiān)、閏秒(miǎo)，其他可(kě)選，但(dàn)是需要保留其位置。 

3.時(shí)間(jiān)同步組網應用 

1）與接入設備的高(gāo)精度組網應用 

作(zuò)為(wèi)無線 3G 的 CDMA2000、TD-SCDMA 和(hé)WiMAX，有(yǒu)數(shù) us 級别的時(shí)間(jiān)同步和(hé)數(shù)十ppb的頻率同步需求，目前的解決方案是每個(gè)基站(zhàn)添加GPS或其他衛星信号，但(dàn)衛星存在安裝選址難、安全隐患高(gāo)、維護難、饋纜敷設難和(hé)成本高(gāo)等缺點，而且很(hěn)多(duō)網絡不支持 1588、1PPS 與 TOD 等高(gāo)精度時(shí)間(jiān)協議。 

GPON（EPON）作(zuò)為(wèi)無線回傳時(shí)，有(yǒu)天生(shēng)的時(shí)延測量機制(zhì)。XQ-850 從GPS或其他衛星獲取到時(shí)間(jiān)信息，通(tōng)過1588或1PPS與TOD給GPON（EPON）系統提供定時(shí)，基站(zhàn)再從GPON（EPON）系統上(shàng)獲取定時(shí)信息。 

2）與傳送設備的高(gāo)精度組網應用 

當承載網絡支持1588、1PPS與TOD 等高(gāo)精度時(shí)間(jiān)協議時(shí)，XQ-850可(kě)以上(shàng)移至 RNC（Radio Network Controller）或MSC（Mobile Switching Center），通(tōng)過城域以太設備向基站(zhàn)提供定時(shí)信息。 

4.頻率同步組網應用 

1）傳統頻率同步組網應用 

在 SDH 傳送網環境下，同步網的定時(shí)基準信号需要由SDH傳送網來(lái)傳遞，同時(shí)SDH傳送網的同步又需要同步網來(lái)支撐。SDH傳送網既是同步網的使用者，又是同步網的承載者，與同步網存在着相互依賴的關系。 

XQ-850 系統有(yǒu)傳統的頻率同步接口，具有(yǒu)LPR（Local Primary Reference）、TNC（Transit Node Clock）和(hé)LNC（Local Node Clock）三種時(shí)鍾節點的性能，可(kě)以放置在網絡中的骨幹層、彙聚層和(hé)接入層。考慮到 XQ-850 系統的端口數(shù)較少(shǎo)，一般将其放置在接入層。 

2）TOP頻率同步組網應用 

XQ-850采用TOP方式，通(tōng)過IP網絡以IP包的形式為(wèi)WCDMA中的NodeB/AP、GSM中的BTS 提供傳輸同步參考時(shí)鍾，并具有(yǒu)一定的保持性能。 

XQ-850通(tōng)過IP網絡以IP 包的形式獲取定時(shí)信号，并将獲取的信号經過處理(lǐ)輸出給下挂的其他業務設備。 

5.集中維護與網管 

面向局域網/DCN的組網，集中維護網管的管理(lǐ)能力體(tǐ)現網元管理(lǐ)、用戶管理(lǐ)、數(shù)據配置、PTP 管理(lǐ)、監視(shì)維護、告警管理(lǐ)、日志(zhì)管理(lǐ)、性能管理(lǐ)、數(shù)據庫維護等方面。 

1）利用已有(yǒu)的DCN網 

給 XQ-850和(hé)集中維護網管分配适當的IP地址及以太網物理(lǐ)接口，即可(kě)完成對XQ-850 的集中監控和(hé)管理(lǐ)。 

2）E1 網橋方式組網 

這種方式是通(tōng)過E1網橋和(hé)傳輸鏈路組網。每個(gè)XQ-850節點與集中維護網管之間(jiān)各有(yǒu)一個(gè)E1網橋，網橋與傳輸設備通(tōng)過E1電(diàn)路連接，與XQ-850或集中維護網管計(jì)算(suàn)機通(tōng)過以太網連接。