“大數(shù)據(jù)”伴隨著“云時代”的到來而顯得更加重要。在大數(shù)據(jù)時代，時間同步技術(shù)必定將是整個大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的重要支撐和保障。時間同步技術(shù)使數(shù)據(jù)產(chǎn)生與處理系統(tǒng)的所有節(jié)點具有全局的、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時間，從而使系統(tǒng)中的所有各種消息、事件、節(jié)點、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是一種用于在整個計算機網(wǎng)絡(luò)中同步時鐘的協(xié)議。在局域網(wǎng)上，它可實現(xiàn)亞微秒級的時鐘精度，使其適用于測量和控制系統(tǒng)。

XQ-850 PTP時鐘服務(wù)器

精確時間協(xié)議（PTP）是一種用于在整個計算機網(wǎng)絡(luò)中同步時鐘的協(xié)議。在局域網(wǎng)上，它可實現(xiàn)亞微秒級的時鐘精度，使其適用于測量和控制系統(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。IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)描述了用于時鐘分配的分層主從體系結(jié)構(gòu)。在這種體系結(jié)構(gòu)下，時間分配系統(tǒng)由一個或多個通信媒體（網(wǎng)段）和一個或多個時鐘組成。

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

數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心需要PTP同步，以確保集群的時域運行。同步對于虛擬機計算是必不可少的。日志事件的時間順序?qū)τ谘芯垮e誤邏輯很重要。時間和日期對于自動備份和SQL轉(zhuǎn)換回滾至關(guān)重要。弱同步使IT/IoT風(fēng)險不穩(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算出時間和位置信息。 

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

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)備的時間與服務(wù)器精確時間保持同步。它定義了一種精確時間協(xié)議 PTP，用于對標(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)備中的時鐘進(jìn)行亞微秒級同步。 

1588協(xié)議通過四種報文完成時間對齊和延時補償，包括同步報文，跟隨報文，延時請求報文，延時響應(yīng)報文四種。時間對齊和延時補償過程如下： 

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 端口的時刻值 t1，并把 t1 存入寄存器，這個值由64位計數(shù)器值表示，計數(shù)器觸發(fā)時鐘由 Master 端系統(tǒng)時鐘提供。 

Slave端記錄Sync消息到達(dá)時刻值t2，并把t2存入寄存器，同時報告給Slave的PTP協(xié)議應(yīng)用層，這個值由64位計數(shù)器值表示，計數(shù)器觸發(fā)時鐘由Slave 端系統(tǒng)時鐘提供。 

3）時鐘接口 

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

4）1PPS 與 TOD 接口 

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

3.時間同步組網(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 級別的時間同步和數(shù)十ppb的頻率同步需求，目前的解決方案是每個基站添加GPS或其他衛(wèi)星信號，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，而且很多網(wǎng)絡(luò)不支持 1588、1PPS 與 TOD 等高精度時間協(xié)議。 

GPON（EPON）作為無線回傳時，有天生的時延測量機制。XQ-850 從GPS或其他衛(wèi)星獲取到時間信息，通過1588或1PPS與TOD給GPON（EPON）系統(tǒng)提供定時，基站再從GPON（EPON）系統(tǒng)上獲取定時信息。 

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 等高精度時間協(xié)議時，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)的定時基準(zhǔn)信號需要由SDH傳送網(wǎng)來傳遞，同時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）三種時鐘節(jié)點的性能，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 包的形式獲取定時信號，并將獲取的信號經(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XQ-850節(jié)點與集中維護(hù)網(wǎng)管之間各有一個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)管計算機通過以太網(wǎng)連接。