基于分組網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步技術(shù)研究及實(shí)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(jìn)，未來的移動通信網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)全I(xiàn)P化的分組網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的ATM網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在執(zhí)行分組交換功能時(shí)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(shí)序以實(shí)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(dá)到高精度的頻率同步和時(shí)間同步，否則在基站切換時(shí)會發(fā)生掉線，這就要求在分組網(wǎng)絡(luò)中對時(shí)間和頻率信號進(jìn)行高精度穩(wěn)定的傳送。<

2、br>　　本文主要做了以下幾個(gè)方面的研究工作：
　　1．研究了常用的頻率同步技術(shù)和時(shí)間同步技術(shù)，并對這些技術(shù)進(jìn)行了分析比較。其中GPS時(shí)鐘同步方法雖然可以提供精確的頻率和時(shí)間同步信息，但由于現(xiàn)有的GPS時(shí)鐘設(shè)備存在安全性差和價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)不適合大范圍地應(yīng)用于分布式系統(tǒng)。而NTP時(shí)間同步協(xié)議只能達(dá)到毫秒級時(shí)鐘同步精度。所以為了滿足成本要求低而時(shí)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(shí)間同步技術(shù)，即1588v2精確時(shí)間協(xié)議

3、（簡稱PTP）。
　　2．概述了1588v2時(shí)間同步技術(shù)的基本原理，分析了1588v2版本提出的對等延時(shí)測量機(jī)制和透明時(shí)鐘，給出了PTP狀態(tài)機(jī)和最佳主時(shí)鐘算法的實(shí)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(shí)間戳的方式，設(shè)計(jì)了PTP節(jié)點(diǎn)模型以實(shí)現(xiàn)亞微秒級的時(shí)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(shí)時(shí)操作系統(tǒng)VxWorks及其開發(fā)工具Tornado，實(shí)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(jì)方案及軟件設(shè)計(jì)方案。其中硬件支持PTP主要實(shí)現(xiàn)了三大功能：位于每個(gè)MAC接口處的同步消息時(shí)間戳點(diǎn)捕獲邏輯、軟件可調(diào)節(jié)的全局時(shí)間模塊、時(shí)間同步接口。1588v2協(xié)議部分主要由軟件實(shí)現(xiàn)，本文對此協(xié)議進(jìn)行了模塊劃分，并設(shè)計(jì)了普通時(shí)鐘（OC）、邊界時(shí)鐘（BC）和透明時(shí)鐘（TC）的運(yùn)行流程，以及時(shí)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(shí)鐘運(yùn)轉(zhuǎn)、消息交換、協(xié)商、處理及系統(tǒng)管理等工作。