基于分組網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)研究及實現(xiàn).pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，未來的移動通信網(wǎng)絡(luò)將向IP化方向演進，未來的移動通信網(wǎng)絡(luò)將是一個全IP化的分組網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的ATM網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在執(zhí)行分組交換功能時并不要求同步，但是隨著分組網(wǎng)絡(luò)對基于TDM應(yīng)用的融入，需要在流量接口提供正確的時序以實現(xiàn)同步功能。部分無線通信業(yè)務(wù)（如TD-SCDMA、CDMA2000和 WIMAX等）還要求達到高精度的頻率同步和時間同步，否則在基站切換時會發(fā)生掉線，這就要求在分組網(wǎng)絡(luò)中對時間和頻率信號進行高精度穩(wěn)定的傳送。<

2、br>　　本文主要做了以下幾個方面的研究工作：
　　1．研究了常用的頻率同步技術(shù)和時間同步技術(shù)，并對這些技術(shù)進行了分析比較。其中GPS時鐘同步方法雖然可以提供精確的頻率和時間同步信息，但由于現(xiàn)有的GPS時鐘設(shè)備存在安全性差和價格昂貴等缺點不適合大范圍地應(yīng)用于分布式系統(tǒng)。而NTP時間同步協(xié)議只能達到毫秒級時鐘同步精度。所以為了滿足成本要求低而時間同步精度要求高的分組網(wǎng)絡(luò)的需求，本文引入一種新的時間同步技術(shù)，即1588v2精確時間協(xié)議

3、（簡稱PTP）。
　　2．概述了1588v2時間同步技術(shù)的基本原理，分析了1588v2版本提出的對等延時測量機制和透明時鐘，給出了PTP狀態(tài)機和最佳主時鐘算法的實現(xiàn)過程。文章還采用位于物理層和MAC層間的MII接口處獲取時間戳的方式，設(shè)計了PTP節(jié)點模型以實現(xiàn)亞微秒級的時間同步精度，并根據(jù)嵌入式軟件開發(fā)的流程，利用支持1588v2的交換芯片和嵌入式實時操作系統(tǒng)VxWorks及其開發(fā)工具Tornado，實現(xiàn)了高精度的PTP系統(tǒng)。

4、r>　　3．給出了PTP系統(tǒng)的硬件設(shè)計方案及軟件設(shè)計方案。其中硬件支持PTP主要實現(xiàn)了三大功能：位于每個MAC接口處的同步消息時間戳點捕獲邏輯、軟件可調(diào)節(jié)的全局時間模塊、時間同步接口。1588v2協(xié)議部分主要由軟件實現(xiàn)，本文對此協(xié)議進行了模塊劃分，并設(shè)計了普通時鐘（OC）、邊界時鐘（BC）和透明時鐘（TC）的運行流程，以及時鐘端口在不同狀態(tài)下的處理流程和對接收的各種消息的處理流程以完成時鐘運轉(zhuǎn)、消息交換、協(xié)商、處理及系統(tǒng)管理等工作。