PART 1同步是根本需求時(shí)鐘同步，關(guān)于無線網(wǎng)絡(luò)來說至關(guān)重要。從2G到5G，不同的無線接入技能對頻率同步和相位同步的精度都有著不同的要求。詳情見我上一期的文章：為什么無線通訊網(wǎng)絡(luò)需求同步？同步的根本原理和對表相似。每個(gè)基站的內(nèi)部，都有自己獨(dú)立的時(shí)鐘模塊：晶振（晶體振蕩器），在沒有外部時(shí)鐘源時(shí)，就處于自在震蕩狀況。

可想而知，在自在震蕩狀況的各個(gè)基站間的時(shí)鐘沒有同步，每個(gè)基站都只是一個(gè)孤島，只能獨(dú)立運(yùn)行無法協(xié)同工作。唯有經(jīng)過參閱時(shí)鐘來同步這樣的“對表操作”，才能讓它們步調(diào)一致，然后緊密連接構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。關(guān)于參閱時(shí)鐘，它首先要確定一個(gè)參閱源，然后再是不同節(jié)點(diǎn)之間的同步關(guān)系。在通訊體系中，一般來說精度較低的節(jié)點(diǎn)向精度較高的節(jié)點(diǎn)來獲取參閱時(shí)鐘同步。

PART 2時(shí)鐘等級和精度ITU-T總共界說了4種精度的時(shí)鐘，一般也稱之為一級鐘，二級鐘，三級鐘和四級鐘。它們的精度要求隨等級的變大而降低。一級鐘是最高等級的時(shí)鐘，因此也稱作PRC（Primary Reference Clock，主參閱時(shí)鐘）。它要求的精度十分高，即在任何情況下的頻率精度在±1x10^-11，也便是頻率差錯(cuò)為千億分之一。最好的一級鐘是由銫原子組成的基準(zhǔn)時(shí)鐘，它使用銫原子內(nèi)部的電子在兩個(gè)能級間躍遷時(shí)輻射出來的電磁波作為基準(zhǔn)來操控時(shí)鐘的精度。每種不同的原子都有自身的特有的振動(dòng)頻率，最常見的現(xiàn)象便是當(dāng)食鹽被灑在火焰上，鈉原子所發(fā)出的黃光。

銫原子鐘的穩(wěn)定度十分高，能夠做到500萬年才偏差一秒。

可是它的成本太高了，只要國家機(jī)器才能造得起這種昂貴的體系。關(guān)于通訊體系來說，能夠使用以GPS為代表的GNSS（Global Navigation Satellite System，全球?qū)Ш叫l(wèi)星導(dǎo)航體系）加銣鐘作為一級時(shí)鐘源，成為LPR（Local Primary Reference，區(qū)域基準(zhǔn)鐘）。二級鐘和三級鐘的特點(diǎn)是它們需求從外部選擇一個(gè)同步鏈路來獲取時(shí)鐘信號，對抖動(dòng)和偏移進(jìn)行衰減，然后再向其他設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)鐘。因此它們稱作SSU（Synchronization Supply Unit，同步支撐單元），二級鐘也叫SSU-A，三級鐘也叫做SSU-B。二級鐘在一年內(nèi)的精度需求到達(dá)0.016ppm，三級鐘在一年內(nèi)的精度要能夠到達(dá)4.6ppm。

四級鐘也叫做SEC（SDH Equipment Clock，SDH設(shè)備時(shí)鐘），作為最低等級的時(shí)鐘，它的精度不大于4.6ppm。經(jīng)過和無線通訊的時(shí)鐘同步精度進(jìn)行比較，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，一切無線通訊制式的頻率同步精度要求都為0.05ppm，三級鐘和四級鐘無法滿足需求，一般需求到達(dá)二級鐘的等級。也便是說，基站需求和一級鐘或者二級鐘同步才能正常工作。

PART 3時(shí)鐘同步的組網(wǎng)有了時(shí)鐘源，還需求一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，把時(shí)鐘分發(fā)下去。依據(jù)組網(wǎng)的不同，可分為集中式和分布式這兩種方式。集中式時(shí)鐘同步的代表為基于分組網(wǎng)絡(luò)的同步以太網(wǎng)（SyncE），1588v2等技能，其大體上的組網(wǎng)如下圖所指示。

主時(shí)鐘PRC，作為最高節(jié)點(diǎn)，經(jīng)過一個(gè)金字塔式的傳輸網(wǎng)絡(luò)，一層層地把時(shí)鐘傳遞下來。圖中的SSU即為二級鐘，可認(rèn)為是無線通訊中的基站。在這種模式下，同步以太網(wǎng)（SyncE）只能完成頻率同步，1588v2除了能夠完成頻率同步之外，還能支撐更高精度的相位同步。可是，要1588v2完成相位同步，需求每一個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)都支撐PTP（Pricise Time Protocol，精準(zhǔn)時(shí)刻協(xié)議）協(xié)議，并且還要求上下行鏈路的時(shí)延完全一致，這一點(diǎn)在現(xiàn)網(wǎng)中實(shí)施起來十分困難。

分布式時(shí)鐘同步的代表技能為美國的GPS，還包括我國的北斗，俄羅斯的格洛納斯，以及歐洲的伽利略等GNSS體系。如上圖所示，作為一級鐘的GPS并不直接和下級SSU物理相連，而是經(jīng)過無線接口來廣播時(shí)鐘信息，一切的SSU都經(jīng)過GPS接收機(jī)來直接和主時(shí)鐘同步。

毫無疑問，無線通訊的基站也屬于SSU，只需求在基站上裝置GPS接收機(jī)就能完成高精度的同步。GPS同步目前也是全球應(yīng)用最廣的同步方式。

因?yàn)?G需求更高精度的相位同步，以1588v2為代表的集中式網(wǎng)絡(luò)同步的精度難以確保，因此以GPS為代表的GNSS體系的重要性更近一步增強(qiáng)。