分组网络的同步技术

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1、分组网络的同步技术一、     分组网络的同步需求在过去，通信网的基本业务为电话业务，而基于TDM交换思想的话音业务对同步的要求是必需的，因此同步在整个通信网的重要性也可见一斑。在将来，随着3G/4G网络和应用的不断普及，网络和业务的全IP化发展，分组传送技术将替代SDH网络而成为主流的传送承载网络。这时，一方面新的业务和新的应用会对网络的同步性能提出更高的要求，另一方面在通信网络由电路交换型向分组交换型演进过程中，对传统TDM业务的兼容及与传统电路型网络的互连互通都需要分组网络提供高质量的同步与定时性能。分组网中对同步

2、的需求主要集中在与传统电路网络及业务的兼容和3G移动通信系统的无线业务承载两个方面。                                                                                                      图1        分组网对TDM等传统业务支持导致的同步需求在网络IP化过程中，大量的PSTN等传统TDM业务遗留下来需要分组网络统一接入和承载，如图1所示。除此之外运营商还可以利用分组网络开展利润较高的E1专线业务（G.823定义相关

3、接口时钟指标）。这时，在分组网络承载TDM等传统业务就需要考虑传统业务和网络所需要的同步与定时问题。也就是说，分组网络在传送TDM业务和与PSTN等的互通时，就产生了定时分配和同步需求。可是，传统的数据网不提供全网同步机制，接收端只能直接从接收的数据包中重建TDM输出码流定时信息，但由于数据网络的抖动、丢包等影响，采用一般的时钟恢复方式是无法重新恢复出这些实时业务的。因此，既然网络IP化并不能消除对传统TDM业务的需求，人们就只好研究分组网络如何承载TDM业务，分组网络如何保证TDM业务的时延、抖动和QoS等问题了。  

4、                                                                                                                           图2        移动通信网络各环节的同步需求移动通信技术的发展离不开同步技术的支持，在3G三大标准中，CDMA2000和TD均是基站同步系统，有高精度的间同步需求，而且基站之间的切换、漫游等都需要精确的时间控制，在图2中给出了移动通信网络对时钟和时间同步的几个方面的需求。我国

5、提出的TD-SCDMA——TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess(时分同步的码分多址技术)标准，由于采用了TDD模式对时钟和时间同步提出了更高的要求，而且无线基站在软切换中，如果基站管理器和基站没有时间同步，将导致在选择器中发生邮件指令不匹配，从而使通话连接不能建立起来，所以基站之间需要高精度的时间同步,TD-SCDMA系统相邻基站之间空口对时间同步的精度要求是3ms。无线基站空口的频率准确度要求满足±50ppb，这是基站间业务切换时手机数据缓存的需要，也是线

6、路通信组建链路帧的需要。同步的目的是为了将时间和/或频率作为定时基准信号分配给相关需要同步的网元设备和业务，因此，同步技术按其提供的基准信号的不同可分为提供频率同步基准的时钟同步和提供时间同步基准的相位同步两大同步技术，下面我们分别研究分组网的频率和时间同步技术和实现方案。二、     分组网中的频率同步技术随着IP类应用的不断推广，特别是客户终端的IP化，互联网的不断普及和提速，以及多种基于以太网的业务的出现，使得目前网络中承载的流量，绝大多数已经是分组业务了，这就为运营商提供了技术转型和发展的战略机遇，“全IP环境”

7、逐渐成熟。但是，传统的以太网和IP网络的承载和交换基于统计复用和尽力而为的转发技术，物理链路中不具备有效的定时传送机制，无法直接通过简单的时钟恢复方式在接收端重建TDM码流定时信息。传统的包交换网络是异步网络，并不像SDH网络那样具有同步网络的特性，为了满足以上这些频率同步的需求，同步以太网、TOP（TimingOverPacket-switchingnetwork）、CES（CircuitEmulationServices）、自适应（ACR）和差分（Differential）时钟等通过包交换网络来实现频率同步的技术产生

8、并逐步成熟，如图3上半部分所示。同步以太网是一种基于传统的物理层时钟同步技术，该技术从物理层数据码流中提取网络传递的高精度时钟，再进行跟踪和处理，形成系统时钟，在发送侧采用系统时钟进行数据发送，从而实现不同节点间的频率同步，不受业务负载流量影响，为系统提供基于频率的时钟同步功能，同步以太网适用于不需要时间同步要求的场