ptn 产品时钟专题-20100208

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1、PTN产品时钟专题PTN产品组提纲同步基本概念与需求同步基本概念同步需求PTN产品同步技术物理层同步ACR同步IEEE1588v2总结Page同步基本概念同步方式异步方式发送端先将欲要发送的信息分成一个一个的字符，对每个字符在发送前又进行包装，在每个字符前端插入起始位、末端插入停止位，构成10bit/字符的结构发送出去，如图所示。接收端处在随时接收数据的等待状态，一旦收到启始位即受到提醒进入短时间的收发同步状态，进而进行该字符数据的接收，在收到停止位时，能确认字符接收完毕，并准备下一个字符的接收。同步方式的工作过程则不同，它是将要发送的字符数据集中批量发送，省去了所以字符前的

2、起止位的提醒，大大提高了数据传输的效率。发送端和接收端有一致的时钟信号，既要同频也要同相。右图为帧同步与异步方式的时序构对比示结意图同步传送方式通常时钟信号的获得来自二种途径：其一是采用时钟专线，即将发送端时钟直接传送给接收端同步使用；其二是借助锁相环，利用发送端传送的信息流中的时钟频率、相位信息，进行同步时钟提取、恢复再使用Page同步基本概念时间同步（相位同步）频率同步（时钟同步）同步分类频率同步，即时钟同步，是指信号之间的频率或相位上保持某种严格的特定关系，其相对应的有效瞬间以同一平均速率出现，以维持通信网络中所有的设备以相同的速率运行“时间同步”也称为相位同步，有两种

3、含义：时刻和时间间隔。前者指连续流逝的时间的某一瞬间，后者是指两个瞬间之间的间隔长。时间同步与频率同步的区别如上图所示。如果WatchA与WatchB每时每刻的时间都保持一致，这个状态叫时间同步（Phasesynchronization）；如果两个表的时间不一样，但是保持一个恒定的差，比如6小时，那么这个状态称为频率同步（Frequencysynchronization）。同步的关键技术锁相与频率合成是实现同步定时的关键技术Page同步基本概念锁相原理锁相环组成：锁相是指通过下图所示的闭合控制的环路，使压控振荡器产生的信号能跟踪外参考输入信号，达到同频、同相状态的工作过程。它

4、有三个核心部件组成鉴相器（PD：又称相位检波器或相位敏感器，它能鉴别2个输入信号的相位差，输出相差控制电压。环路滤波器（LPF）：它能将PD输出的信号进行低通滤波，得到控制电压去控制压控荡振器频率。压控振荡器（VCO）：它能在其中心频率附近按受控电压大小改变输出频率。锁相环工作状态：分自由振荡（freerun）、捕捉(pullin)和锁定(lock)、跟踪（tracing）三种状态自由振荡过程：锁相环在上电初期，或无外参考信号输入时，鉴相器不输出鉴相控制电压，此时VCO按照偏置的工作电压振荡输出信号，此工作状态称为自由振荡状态。捕捉过程：一旦出现外参考输入信号u1(t)，u1

5、(t)与VCO输出信号u2(t)存在相位差，PD就不断产生正确极性的误差控制电压，控制VCO调整频率或相位，u1(t)和u2(t)的偏差越来越小，此工作状态称为捕捉跟踪过程：当u1(t)和u2(t)相差足够小时，锁相环进入锁定于外参考信号的工作状态，称为锁定状态。进入锁定后，若外输入信号继续存在频率或相位的一定范围变化，u2(t)还继续跟踪u1(t)的变化，时时有PD输出的误差控制电压输出，控制VCO的频率相位不断调整则此过程称为跟踪。可见对锁相环而言锁定状态是相对的，跟踪状态才是绝对的Page同步基本概念时钟原理时钟定义：是产生尽可能高的频率准确度和频率稳定度的振荡源，提供

6、时间或频率的基准。时钟状态：锁相环的性能就直接反映了时钟的性能，所以时钟工作模式与锁相环的模式相似，分三类(1)自由振荡；((2)跟踪；(4)保持时钟种类：晶体时钟：采用低精度的晶体稳定度可达10-4量级；采用中精度的晶体可达10-6量级，加单层温度控制后可达10-7～10-8级；采用高精密晶体温度控制可达10-8～10-9量级；晶体振荡器的缺点是有严重的老化现象，需要与高一级的标准校准，原子钟：如氢原子钟、铯原子钟、铷原子钟等，其中氢原子钟只能工作于实验环境GPS时钟：GPS钟与铷钟配合使用，能够使得振荡源既可有很高的短期的频率稳定度，同时提高了长期期的频率稳定度Page同

7、步基本概念跟踪模式（TRACE）本地时钟同步于输入的基准时钟信号；保持持模式（KEEP）当所有定时基准源都丢失后，从时钟可以进入保持模式，保持上个跟踪源的步调24小时或者永久；自由振荡模式（FREE）当所跟踪的时钟基准源丢失时间超过24小时或跟踪模式下储存的控制数据已被取空，则时钟模块由保持工作模式进入到自由振荡工作模式，跟踪本网元内部时钟源；同步时钟的状态Page提纲同步基本概念与需求同步基本概念同步需求PTN产品同步技术物理层同步ACR同步IEEE1588v2总结Page同步需求—业务时间和频率的偏