IP 網絡同步主要應用于無線基站的同步，包括WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）中 NodeB/AP（Access Preamble）基站設備的頻率同步；GSM（Global System for Mobile communications）中BTS（Base Transceiver Station）基站設備的頻率同步，CDMA2000、TD-SCDMA（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access）和 WiMAX中us級別的高精度時間同步。為滿足業務設備的高精度時間和時鐘同步需求，本文以XQ-850設備為例，分析授時系統在不同組網環境（不同的傳送網、不同的網絡規模）下，高精度時間和時鐘同步系統的應用。

1.系統結構

XQ-850 主要由頻率同步模塊、分頻鑒相模塊、時間恢復模塊、鎖相模塊、1588 處理模塊、接口轉換模塊、CPU 模塊、GPS（Global Positioning System）/PPS 時間同步接口、FE/GE 接口、維護接口等組成。

接口轉換模塊將GE數據轉換成FE數據，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，并發送CPU的網絡協議。

維護接口模塊通過維護串口和維護網口，主用板將設備鏈接到集中維護終端。

2.同步定時接口

1）衛星接口

XQ-850 提供GPS衛星接口。設備的 GPS 接口是1.5G的射頻接口，而衛星卡和設備單板的接口是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絡內設備的時間與服務器精確時間保持同步。它定義了一種精確時間協議 PTP，用于對標準以太網或其他采用多播技術的分布式總線系統中的傳感器、執行器以及其他終端設備中的時鐘進行亞微秒級同步。

1588協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，延時響應報文四種。時間對齊和延時補償過程如下：

Master 的PTP協議應用層發送 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位計數器值表示，計數器觸發時鐘由 Master 端系統時鐘提供。

Slave端記錄Sync消息到達時刻值t2，并把t2存入寄存器，同時報告給Slave的PTP協議應用層，這個值由64位計數器值表示，計數器觸發時鐘由Slave 端系統時鐘提供。

3）時鐘接口

XQ-850最多提供2路對應的定時輸入接口。可接受來自銫鐘、其他BITS、交換機、PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy）、SDH（Synchronous DigitalHierarchy）等設備的E1、2MHz 定時信號，輸出 2MHz、E1 模擬定時信號。這些接口在設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，設有阻抗匹配、隔離驅動、低門限檢測等電路。

4）1PPS 與 TOD 接口

傳送的內容包括：當前日期/時間、時間標準 ID、1PPS 有效狀態指示、UTC（Coordinated Universal Time）閏秒調整日期/時間、閏秒，其他可選，但是需要保留其位置。

3.時間同步組網應用

1）與接入設備的高精度組網應用

作為無線 3G 的 CDMA2000、TD-SCDMA 和WiMAX，有數 us 級別的時間同步和數十ppb的頻率同步需求，目前的解決方案是每個基站添加GPS或其他衛星信號，但衛星存在安裝選址難、安全隱患高、維護難、饋纜敷設難和成本高等缺點，而且很多網絡不支持 1588、1PPS 與 TOD 等高精度時間協議。

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

2）與傳送設備的高精度組網應用

當承載網絡支持1588、1PPS與TOD 等高精度時間協議時，XQ-850可以上移至 RNC（Radio Network Controller）或MSC（Mobile Switching Center），通過城域以太設備向基站提供定時信息。

4.頻率同步組網應用

1）傳統頻率同步組網應用

在 SDH 傳送網環境下，同步網的定時基準信號需要由SDH傳送網來傳遞，同時SDH傳送網的同步又需要同步網來支撐。SDH傳送網既是同步網的使用者，又是同步網的承載者，與同步網存在著相互依賴的關系。

XQ-850 系統有傳統的頻率同步接口，具有LPR（Local Primary Reference）、TNC（Transit Node Clock）和LNC（Local Node Clock）三種時鐘節點的性能，可以放置在網絡中的骨干層、匯聚層和接入層。考慮到 XQ-850 系統的端口數較少，一般將其放置在接入層。

2）TOP頻率同步組網應用

XQ-850采用TOP方式，通過IP網絡以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網絡以IP 包的形式獲取定時信號，并將獲取的信號經過處理輸出給下掛的其他業務設備。

5.集中維護與網管

面向局域網/DCN的組網，集中維護網管的管理能力體現網元管理、用戶管理、數據配置、PTP 管理、監視維護、告警管理、日志管理、性能管理、數據庫維護等方面。

1）利用已有的DCN網

給 XQ-850和集中維護網管分配適當的IP地址及以太網物理接口，即可完成對XQ-850 的集中監控和管理。

2）E1 網橋方式組網

這種方式是通過E1網橋和傳輸鏈路組網。每個XQ-850節點與集中維護網管之間各有一個E1網橋，網橋與傳輸設備通過E1電路連接，與XQ-850或集中維護網管計算機通過以太網連接。