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基于IEEE1588協議的精確時鐘同步算法改進

作者: 時間:2016-09-12 來源:網絡 收藏
基于IEEE1588協議的精確時鐘同步算法改進

通常來講,可以把主時鐘源認為是運行極其穩定的系統,但時鐘系統都會有參數調整,比如在閏秒操作,就會造成主時鐘源“輕微”的時間跳躍。所以,授時的主時鐘信號是可能存在跳變的非穩定基準信號。由于無法確定過于偏離期望值的數據是變質的樣本還是參數調整后可能更優的信號,倘若把參數調整后更優的“標準”信號簡單舍棄,將造成從時鐘系統向主時鐘信號同步鎖定的滯后。而快速向其靠攏顯然也是不恰當的,因為這樣將可能使得從時鐘的相位發生較大的位移,造成系統的不穩定。操作時正確的做法應是逐漸信任并逐漸靠攏。這里考慮用方差閾值濾波的方法,只有當N個的方差D(公式8)小于方差閾值DThreshold,則第N個時間偏差△tdelay[N]才被接受,進入下一個循環計算。為了加快算法收斂速度同時又保證穩定性,可根據算法狀態調整時間窗N的大小,在初始時算法還未進入穩定狀態,設置為較小值,調整時間窗為N/2,這樣既保證了在從時鐘與主時鐘偏差較大時,算法能很快做出響應,盡快收斂,同時又保證在從時鐘與主時鐘同步穩定時,不用頻繁調整從時鐘。

基于IEEE1588協議的精確時鐘同步算法改進

3 時鐘同步性能測試

Alcatel-Lucent 1850業務傳輸平臺TSS5R是一款簡潔,模塊化的包交換光傳輸PTN系統,支持時鐘同步。2012年TSS5R通過了中國移動PTN測試,TSS5R時鐘同步性能表現穩定。在實驗室里,我們將兩個TSS5R網元背靠背光纖連接來測試。測試設備連接如圖3,時間測量儀TimeAcc接收GPS信號,同時輸出1PPS+TOD信號給TSS5R主時鐘Master網元,輸出10 MHz頻率參考信號給綜合測試儀HP37718,而綜合測試儀HP37718則提供2 MHz的頻率信號給主時鐘Master網元。從時鐘Slave網元與主時鐘Master網元利用SYNCE相位調頻,保持主從時鐘的頻率同步,利用進行,同時從時鐘Slave網元輸出1PPS+TOD到時間測量儀TimeAcc,在時間同步算法收斂穩定后做了長時間的時間性能監控試驗,測試的時間性能如圖4,實驗結果表明時鐘同步具有穩定的性能,在主從同步穩定后,時間偏差達到亞微妙級別。

基于IEEE1588協議的精確時鐘同步算法改進

4 結束語

本文在深入研究精確時間同步原理的基礎上,給出一種改進的時間同步方法,該改進的時鐘同步算法使時鐘同步性能更穩定更抗干擾。該改進算法被應用在AIcatel-Lucent包交換光傳輸TSS5R系統中,并通過了中國移動基于分組網絡的分組時間同步特性測試。實驗結果表明TSS5R系統IEEE1588時鐘同步具有穩定的性能,同步精度達到亞微秒級,可滿足PTN產品高精度時鐘同步的要求。


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