“大數(shù)據(jù)”伴隨著“云時(shí)代”的到來而顯得更加重要。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，時(shí)間同步技術(shù)必定將是整個(gè)大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的重要支撐和保障。時(shí)間同步技術(shù)使數(shù)據(jù)產(chǎn)生與處理系統(tǒng)的所有節(jié)點(diǎn)具有全局的、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，從而使系統(tǒng)中的所有各種消息、事件、節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)等具備正確的邏輯性、協(xié)調(diào)性以及可追溯性。PTP是一種用于在整個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中同步時(shí)鐘的協(xié)議。在局域網(wǎng)上，它可實(shí)現(xiàn)亞微秒級(jí)的時(shí)鐘精度，使其適用于測(cè)量和控制系統(tǒng)。

XQ-850 PTP時(shí)鐘服務(wù)器

精確時(shí)間協(xié)議（PTP）是一種用于在整個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中同步時(shí)鐘的協(xié)議。在局域網(wǎng)上，它可實(shí)現(xiàn)亞微秒級(jí)的時(shí)鐘精度，使其適用于測(cè)量和控制系統(tǒng)。IEEE 1588專為要求精度超出使用NTP可獲得的精度的本地系統(tǒng)而設(shè)計(jì)。IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)描述了用于時(shí)鐘分配的分層主從體系結(jié)構(gòu)。在這種體系結(jié)構(gòu)下，時(shí)間分配系統(tǒng)由一個(gè)或多個(gè)通信媒體（網(wǎng)段）和一個(gè)或多個(gè)時(shí)鐘組成。

精確時(shí)間協(xié)議（PTP）IEEE 1588旨在同步用于電信，電網(wǎng)，金融市場(chǎng)和工業(yè)自動(dòng)化的LAN中的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，目前特別采用該協(xié)議來同步金融HFT交易，移動(dòng)電話塔傳輸LTE/ 5G BTS ，海底聲波陣列以及任何需要精確定時(shí)但無法訪問GNSS時(shí)間基準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)。

數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心需要PTP同步，以確保集群的時(shí)域運(yùn)行。同步對(duì)于虛擬機(jī)計(jì)算是必不可少的。日志事件的時(shí)間順序?qū)τ谘芯垮e(cuò)誤邏輯很重要。時(shí)間和日期對(duì)于自動(dòng)備份和SQL轉(zhuǎn)換回滾至關(guān)重要。弱同步使IT/IoT風(fēng)險(xiǎn)不穩(wěn)定。

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 

XQ-850 主要由頻率同步模塊、分頻鑒相模塊、時(shí)間恢復(fù)模塊、鎖相模塊、1588 處理模塊、接口轉(zhuǎn)換模塊、CPU 模塊、GPS（Global Positioning System）/PPS 時(shí)間同步接口、FE/GE 接口、維護(hù)接口等組成。 

接口轉(zhuǎn)換模塊將GE數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成FE數(shù)據(jù)，提供給CPU處理；同時(shí)將非1588信息和1588的 general信息提供給CPU處理，并發(fā)送CPU的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 

維護(hù)接口模塊通過維護(hù)串口和維護(hù)網(wǎng)口，主用板將設(shè)備鏈接到集中維護(hù)終端。 

2.同步定時(shí)接口 

1）衛(wèi)星接口 

XQ-850 提供GPS衛(wèi)星接口。設(shè)備的 GPS 接口是1.5G的射頻接口，而衛(wèi)星卡和設(shè)備單板的接口是TTL（Transistor-Transistor Logic）的PPS與TTL串口，單板通過這些串口信息可計(jì)算出時(shí)間和位置信息。 

在觀測(cè)到三顆衛(wèi)星的情況下，可以得到三個(gè)方程組，求解出接收站的三維位置信息。如果觀測(cè)到四顆以上的衛(wèi)星，則可以計(jì)算出本地時(shí)間。 

2）1588 接口 

IEEE 1588（PTP）的基本功能是使分布式網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)備的時(shí)間與服務(wù)器精確時(shí)間保持同步。它定義了一種精確時(shí)間協(xié)議 PTP，用于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)或其他采用多播技術(shù)的分布式總線系統(tǒng)中的傳感器、執(zhí)行器以及其他終端設(shè)備中的時(shí)鐘進(jìn)行亞微秒級(jí)同步。 

1588協(xié)議通過四種報(bào)文完成時(shí)間對(duì)齊和延時(shí)補(bǔ)償，包括同步報(bào)文，跟隨報(bào)文，延時(shí)請(qǐng)求報(bào)文，延時(shí)響應(yīng)報(bào)文四種。時(shí)間對(duì)齊和延時(shí)補(bǔ)償過程如下： 

Master 的PTP協(xié)議應(yīng)用層發(fā)送 Sync 消息給Slave，Master 端記錄Sync消息離開本PTP 端口的時(shí)刻值 t1，并把 t1 存入寄存器，這個(gè)值由64位計(jì)數(shù)器值表示，計(jì)數(shù)器觸發(fā)時(shí)鐘由 Master 端系統(tǒng)時(shí)鐘提供。 

Slave端記錄Sync消息到達(dá)時(shí)刻值t2，并把t2存入寄存器，同時(shí)報(bào)告給Slave的PTP協(xié)議應(yīng)用層，這個(gè)值由64位計(jì)數(shù)器值表示，計(jì)數(shù)器觸發(fā)時(shí)鐘由Slave 端系統(tǒng)時(shí)鐘提供。 

3）時(shí)鐘接口 

XQ-850最多提供2路對(duì)應(yīng)的定時(shí)輸入接口?？山邮軄碜凿C鐘、其他BITS、交換機(jī)、PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy）、SDH（Synchronous DigitalHierarchy）等設(shè)備的E1、2MHz 定時(shí)信號(hào)，輸出 2MHz、E1 模擬定時(shí)信號(hào)。這些接口在設(shè)計(jì)中考慮了不影響外部輸入源和避免所接外部大信號(hào)沖擊等各種情況，設(shè)有阻抗匹配、隔離驅(qū)動(dòng)、低門限檢測(cè)等電路。 

4）1PPS 與 TOD 接口 

傳送的內(nèi)容包括：當(dāng)前日期/時(shí)間、時(shí)間標(biāo)準(zhǔn) ID、1PPS 有效狀態(tài)指示、UTC（Coordinated Universal Time）閏秒調(diào)整日期/時(shí)間、閏秒，其他可選，但是需要保留其位置。 

3.時(shí)間同步組網(wǎng)應(yīng)用 

1）與接入設(shè)備的高精度組網(wǎng)應(yīng)用 

作為無線 3G 的 CDMA2000、TD-SCDMA 和WiMAX，有數(shù) us 級(jí)別的時(shí)間同步和數(shù)十ppb的頻率同步需求，目前的解決方案是每個(gè)基站添加GPS或其他衛(wèi)星信號(hào)，但衛(wèi)星存在安裝選址難、安全隱患高、維護(hù)難、饋纜敷設(shè)難和成本高等缺點(diǎn)，而且很多網(wǎng)絡(luò)不支持 1588、1PPS 與 TOD 等高精度時(shí)間協(xié)議。 

GPON（EPON）作為無線回傳時(shí)，有天生的時(shí)延測(cè)量機(jī)制。XQ-850 從GPS或其他衛(wèi)星獲取到時(shí)間信息，通過1588或1PPS與TOD給GPON（EPON）系統(tǒng)提供定時(shí)，基站再?gòu)腉PON（EPON）系統(tǒng)上獲取定時(shí)信息。 

2）與傳送設(shè)備的高精度組網(wǎng)應(yīng)用 

當(dāng)承載網(wǎng)絡(luò)支持1588、1PPS與TOD 等高精度時(shí)間協(xié)議時(shí)，XQ-850可以上移至 RNC（Radio Network Controller）或MSC（Mobile Switching Center），通過城域以太設(shè)備向基站提供定時(shí)信息。 

4.頻率同步組網(wǎng)應(yīng)用 

1）傳統(tǒng)頻率同步組網(wǎng)應(yīng)用 

在 SDH 傳送網(wǎng)環(huán)境下，同步網(wǎng)的定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)需要由SDH傳送網(wǎng)來傳遞，同時(shí)SDH傳送網(wǎng)的同步又需要同步網(wǎng)來支撐。SDH傳送網(wǎng)既是同步網(wǎng)的使用者，又是同步網(wǎng)的承載者，與同步網(wǎng)存在著相互依賴的關(guān)系。 

XQ-850 系統(tǒng)有傳統(tǒng)的頻率同步接口，具有LPR（Local Primary Reference）、TNC（Transit Node Clock）和LNC（Local Node Clock）三種時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)的性能，可以放置在網(wǎng)絡(luò)中的骨干層、匯聚層和接入層。考慮到 XQ-850 系統(tǒng)的端口數(shù)較少，一般將其放置在接入層。 

2）TOP頻率同步組網(wǎng)應(yīng)用 

XQ-850采用TOP方式，通過IP網(wǎng)絡(luò)以IP包的形式為WCDMA中的NodeB/AP、GSM中的BTS 提供傳輸同步參考時(shí)鐘，并具有一定的保持性能。 

XQ-850通過IP網(wǎng)絡(luò)以IP 包的形式獲取定時(shí)信號(hào)，并將獲取的信號(hào)經(jīng)過處理輸出給下掛的其他業(yè)務(wù)設(shè)備。 

5.集中維護(hù)與網(wǎng)管 

面向局域網(wǎng)/DCN的組網(wǎng)，集中維護(hù)網(wǎng)管的管理能力體現(xiàn)網(wǎng)元管理、用戶管理、數(shù)據(jù)配置、PTP 管理、監(jiān)視維護(hù)、告警管理、日志管理、性能管理、數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)等方面。 

1）利用已有的DCN網(wǎng) 

給 XQ-850和集中維護(hù)網(wǎng)管分配適當(dāng)?shù)腎P地址及以太網(wǎng)物理接口，即可完成對(duì)XQ-850 的集中監(jiān)控和管理。 

2）E1 網(wǎng)橋方式組網(wǎng) 

這種方式是通過E1網(wǎng)橋和傳輸鏈路組網(wǎng)。每個(gè)XQ-850節(jié)點(diǎn)與集中維護(hù)網(wǎng)管之間各有一個(gè)E1網(wǎng)橋，網(wǎng)橋與傳輸設(shè)備通過E1電路連接，與XQ-850或集中維護(hù)網(wǎng)管計(jì)算機(jī)通過以太網(wǎng)連接。