3-15时间同步网-河北省通信管理局.PDFVIP

□崔泽芹 韩志强 河北电信设计咨询有限公司 时间同步网 摘 要 本文介绍了时间同步网的产生及其与传统的数字同步网的差异，并着重介绍 了时间的表达方式及时间同步网的结构；列举了大唐的时间同步网系统。指出组建新的通信 网络必须以频率同步网和时间同步网为支撑。 关键词 时间同步；NTP 协议 1 时间同步网的产生 随着通信新技术新业务的飞速发展，通信网带宽不断增加，传输速率不断提高，网间更 加融合；随着电信市场竞争局面的形成，各通信企业都需要引进新技术提高服务质量，以求 在竞争中发展。目前，各项新的数据业务（如电子商务、多媒体通信、IP 电话等）是电信 业务发展的一个新增长点，在传统业务中也存在互连互通和网间结算问题；而通信业务所涉 及的安全、认证及计费等，都与一个共同的标志“时间”有着密切联系。精确的“时间”标 志对于现代通信网显得越来越重要。因此，在通信网中引入新的支撑网——时间同步网是完 全必要的。 时间同步网与传统的数字同步网不同，数字同步网关键部件是频率稳定度极高的时钟， 在通信领域中所用的基准钟(PRC)一般采用铯原子钟，二级节点时钟和三级节点时钟采用铷 原子钟或晶体钟，这就是通常所称的BITS 。通过数据链路将时钟按一定网络结构连接起来， 就组成了数字同步网。高稳定度频率源，经过变换分配输出2 Mbit/s 、2 MHz 或其他信号， 为通信网网元提供同步信号源。 数字同步网信号源并没有时、分、秒这种时间概念。而时间同步网恰恰是具有时间标志 的新型同步网络。 2 时间同步和时间同步网 2.1 时间的表达方式 以天体运动的周期现象为标准源的时标称为“天文时”，天文时是基于地球自转或公转 周期得来的，对应于白天黑夜、春夏秋冬的周期，是我们最熟悉且与日常生活息息相关的时 间。根据国际规定，将英国格林威治（Greenwich ）本初子午线定义为零类世界时 UTO 。 由于地球自转轴有微小移动，对地球自转轴微小移动效应造成的时间偏差进行修正，得到第 一类世界时标UT1 。 随着科学技术的发展，发现某些元素的原子能级跃迁频率有极高的稳定性，人们开始采 用基于铯原子（Cs 132.9 ）的能级跃迁原子秒作为时标，国际时间局根据世界多国原子钟提 供的数据进行处理，得出“国际时间标准”称为国际原子时（TAI ）。而TAI 的稳定性比天 文时要高。 由于天文时和原子时二者的依据不同，是互相独立的时间标准，因此二者自然有差异。 为此将天文时与TAI 协调起来，形成当今世界统一的时标系统UTC ，称为协调世界时。协 调世界时采用国际原子时的原子秒为标准，通过闰秒的办法使其时刻与UT1 接近。各国天 文台发布的实时时间都是UTC 系统时间，称为该守时台的UTC 时间，但要根据自己所在的 时区加上时差。GPS 卫星在提供GPS 实时时间的同时还给出GPS 时间与UTC 时间的静态 差，因此UTC 时间也可以从GPS 获得。 人们所说的“时间”有两种含义，一是“时刻”，指连续流逝的时间的某一瞬间；一是 “时间间隔”，是指两个瞬间之间的间隔长。它们都可以用时、分、秒的形式表达。 2.2 时间同步和时间同步网的概念 目前，电信网中各网元使用的时间都由系统内部时钟来提供，这种时钟数量大，准确度 各不相同，这样就需要人工定期或不定期参照标准时间对内部时钟进行修正。在对系统进行 修正时引入的人为误差以及系统内部时钟的质量差异引起的时间偏差，导致各网元的时间不 一致。绝对时间在电信网中应用的目的就是通过某种方式，使通信网中有时间标记需求的各 网元时钟使用同一时间参考体系——UTC ，同时考虑到所处的时区，使各网元的内部时间保 持一致，即所谓的时间同步。 由于电信网自身无法提供UTC ，为了使电信网中各网元都能获得UTC ，需要专门建立 一个网络，通过这个网络可以获得UTC 并将UTC 实时地传送给电信网中各个网元，这个网 络我们就称为时间同步网。 3 时间同步网建设的必要性 3.1 计费系统 一方面，通信网计费系统对时间同步的要求，例如时间不准会对优惠时段起止点的用户 呼叫计费产生偏差；另一方面，运营网络之间的费用结算对时间同步也有要求，双方对账单 的结算、核查都涉及到话单时间的准确性。 3.2 网络管理系统