移动时间同步网标准.docx

Prepared on 22 November 2020
移动时间同步网标准
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中国移动时间同步网技术体制
TheBasicTechnicalRequirementsforTi太阳日
人们习惯上是以太阳在天球上的位置来确定时间的，但因为地球绕太阳公转运动的轨道是椭圆，所以真太阳周日视运动的速度是不均匀的（即真太阳时是不均匀的）。为了得到以真太阳周日视运动为基础而又克服其不均匀性的时间计量系统，人们引进了平均太阳日的概念。平太阳时的基本单位是平太阳日，1平均太阳日等于24平均太阳小时，1平均太阳小时等于86400平均太阳秒。
世界时（UT0/UT1/UT2）
以平子夜作为0时开始的格林威治（英国伦敦南郊原格林尼治天文台的所在地，它又是世界上地理经度的起始点）平太阳时，就称为世界时。世界时与恒星时有严格的转换关系，人们是通过在世界各地利用天文望远镜观测恒星后平均得到世界时的，其
精度只能达到10-9。由于地极移动和地球自转的不均匀性，最初得到的世界时，也是不均匀的，我们将其记为UT0；人们对UT0加上极移改正，得到的结果记为UT1；再加上地球自转速率季节性变化的经验改正就得到UT2。
国际原子时（TAI）
原子时间计量标准在1967年正式取代了天文学的秒长的定义新秒长规定为：位于海平面上的铯Cs133原子基态的两个超精细能级间在零磁场中跃迁振荡个周期所持续的时间为一个原子时秒，我们称之为国际原子时（TAI），其稳定度可以达到10-14以上。另外规定原子时起点在1958年1月1日0时（UT），即在这一瞬间，原子时和世界时重合。
协调世界时（UTC）
相对于以地球自转为基础的世界时来说，原子时是均匀的计量系统，这对于测量时间间隔非常重要。但世界时时刻反映了地球在空间的位置，并对应于春夏秋冬、白天黑夜的周期，是我们熟悉且在日常生活中必不可少的时间。为兼顾这两种需要，引入了协调世界时（UTC）系统。UTC在本质上还是一种原子时，因为它的秒长规定要和原子时秒长相等，只是在时刻上，通过人工干预，尽量靠近世界时。
闰秒
UTC在秒长上使用原子时秒，但是在时刻上，需要通过人工干预，使其尽量靠近世界时。这就需要对UTC进行“闰秒操作”，即每当UTC与世界时UT1时刻之差超过接近或超过
秒时，在当年的6月底或12月底的UTC时刻上增加一秒或减少一秒。详见附录A“秒及闰秒的定义”。
时间同步网描述
时间同步网由节点时间同步设备和时间同步链路共同组成。时间同步大致可以分为以下三个过程：
高精度UTC时间信息的获得
目前主要通过卫星接收系统实现。
时间传送
将时间信息从高级时间同步设备传送到低级时间同步设备以及从时间同步设备传送到需要时间同步的通信设备。根据设备需要的时间精度不同，可以采用不同的传输手段。
时间分配
也就是设备通过适当的手段获取时间同步的方法。
5时间同步技术
时间传递的几种方法
从时间源（如全球卫星定位系统）获得标准时间后，需要将时间信息通过局间/局内时间分配链路发送到各种需要时间同步的设备上。目前国际上比较通用的方法有IRIG-B、DCLS、NTP、ACTS、1PPS、串行口ASCII字符串等几种方法，下面将就这几种方法作简单介绍。
(1)IRIG-B(InterRangeInstrumentationGroup)
IRIG编码源于为磁带记录时间信息，带有明显的模拟技术色彩，从50年代起就作为时间传递标准而获得广泛应用。
IRIG-A和IRIG-B都是于1956年开发的，它们的原理相同，只是采用的载频频率不同，所以分辨率不一样。IRIG-B采用1KHz的正弦波作为载频进行幅度调制，对最近的1秒进行编码。IRIG-B的帧内包括的内容有：天、时、分、秒及控制信息等。其占用最大通道带宽为3KHz。所以可以用普通的双绞线在楼内传输，也可在模拟电话网上进行远距离传输。
到了九十年代，为了适应世纪交替对年份表示的需要，IEEE1344-1995规定了IRIG-B时间码的新格式，要求编码中还包括年份，其它方面没变。
(2)DCLS(DCLevelShift)
DCLS是IRIG码的另一种传输码形，用直流电位来携带码元信息，等效于IRIG调制码的包络。IRIG-DCLS技术比较适用于双绞线局内传输。IRIG-B普通方式与IRIG-DCLS方式的比较如图1所示。在利用该技术进行居间传送时间时，需要人工补偿传输系统介入的固定时延。
图1IRIGB与DCLS对照图
(3)NTP(NetworkTimeProtocal)
在计算机网络中传递时间的协议主要的有三种：时间协议(Time
Protocol)、日时协议(DaytimeProt