CTS Oscillator網絡電信與同步的應用
來源：http://www.fuleikeji.cn 作者：康華爾電子 2019年07月24
人類文明發展到21世紀,早已經是互聯網甚至是物聯網時代了,智能手機成為最常用的通訊工具,電腦是日常辦公所用的工具,以及其他辦公自動化設備,家里的電視,座機等都需要網絡.在網絡設備中石英晶體振蕩器是重要的內部元件,其輸出的穩定信號,有助于提高網絡穩定性,以及接收的信號.
北美同步網絡的時鐘被分為四個基本”層”級(即,層1,2,3和4),其中層1時鐘是最準確的,而層4時鐘是最不準確的.除了這四個基本級別之外,還有兩個增強的層次分類(即,層3E和4E),跨越節點時鐘(TNC)的級別,介于2級和3級之間,以及SONET最小時鐘的另一級別(SMC)介于3級和4級之間.所有這些級別(下面將進一步描述)都已標準化,其基本性能參數在ANSIT1.101中定義.通常,已經建立了各級的性能參數,以確保可以通過網絡從最精確的時鐘,通過中間時鐘到最不精確的時鐘傳輸同步.
Stratum2,3E和3個時鐘構成了服務提供商同步網絡的主要分布部分.這些時鐘通常成對地部署在NE(網絡元件)中(即,作為獨立的冗余單元,每個單元由石英振蕩器和用于控制該振蕩器的功能組成).
通常,層3E級被定義為與先前存在的層3時鐘兼容(即,它具有與層3相同的引入/保持要求).但是,對濾波和保持濾波的階層3E要求比階層3的要求要嚴格得多.GR-436-CORE建議使用3E層時鐘作為建筑集成定時電源(BITS)應用的最小時鐘.此外,建議不要在BITS以外的NE中使用3E級或更高質量的時鐘(例如,建議傳輸NE使用3級或更低質量的時鐘).
時間間隔誤差(TIE)
TIE被定義為給定信號相對于特定時間段內的理想定時信號的時間延遲的變化.該時間段被稱為觀察時間,S.相對于引起滑動的那些小的相位時間誤差通常表示為TIE并且可以以納秒(ns),微秒(μs)為單位測量.)或UI.圖3-1顯示了TIE和MTIE的示例,兩者都是觀察時間S的函數.
自由運行的準確性
時鐘的準確度是衡量其在沒有任何參考的情況下產生盡可能接近有源晶振標稱頻率的頻率的能力.頻率精度用最大分數頻率偏移量表示和定義,如3.2節所述.表4-1,4-4,4-7列出了各種時鐘層級別的自由運行精度值(Stratum2,3E,3).自由運行精度表示最大長期(20年)偏差限制從標稱頻率開始,沒有外部頻率參考(自由運行模式).
頻率準確度
本文檔中使用精度來指示時鐘頻率可能偏離其理想值或期望值的程度.精度通常用于指定自由運行模式下時鐘的頻率偏差.定義精度,使得時鐘的小數頻率偏移的幅度不超過指定的數量,其中：
分數頻率偏移=(f-fd)/fd
f=時鐘的實際頻率輸出
fd=理想或期望的頻率.
頻率漂移
漂移衡量時鐘的頻率精度(或偏移)如何隨時間變化.通常使用漂移(連同初始保持精度或偏移限制以及可能與溫度相關的因素)來限制保持模式中時鐘的頻率偏移.
保持穩定性
保持穩定性表示丟失所有頻率參考(保持模式)后時鐘頻率隨時間的最大變化.在大多數情況下,此處列出的值是復合值,更詳細的標準顯示在引用的部分或文檔中.保持頻率穩定性是在保持操作模式(在下面的第3.5節中定義)中時鐘性能的度量,并且以最大分數頻率偏移和(在某些情況下)漂移的方式定量地表達和定義.表4-1,4-4,4-7列出了適用于各種時鐘層級別的復合保持穩定性值.本節中包含的這些值和保持穩定性要求適用于第2層,3E或3層時鐘1在保持模式下工作,但已經鎖定為第1層質量信號一段足以確定時鐘保持值的時間段.
保持模式
保持模式是時鐘的操作條件,該時鐘已丟失其參考并且正在使用先前獲取的數據(當它在正常模式下操作時)來控制其輸出信號.通常,保持模式下時鐘使用的存儲數據或“保持值”是在一段時間內獲得的平均值(為了減少在參考頻率期間可能發生的任何短期變化的影響)正常運作).
自由運行模式
自由運行模式-當輸出信號完全由內部控制時,時鐘的自由運行模式是其工作條件,不受當前或先前參考的影響.自由運行模式是第1層時鐘的正常模式.在某些特殊情況下,網絡同步協調器可以選擇在自由運行模式下操作任何其他層級的時鐘,而不通常與該模式相關聯的警報.
拉入范圍
引入范圍是對標稱時鐘速率的最大輸入頻率偏差的度量,可以通過時鐘將其自身與參考信號同步來克服.此要求CTS石英晶振適用于其精度限制極值的時鐘自由運行頻率.
北美同步網絡的時鐘被分為四個基本”層”級(即,層1,2,3和4),其中層1時鐘是最準確的,而層4時鐘是最不準確的.除了這四個基本級別之外,還有兩個增強的層次分類(即,層3E和4E),跨越節點時鐘(TNC)的級別,介于2級和3級之間,以及SONET最小時鐘的另一級別(SMC)介于3級和4級之間.所有這些級別(下面將進一步描述)都已標準化,其基本性能參數在ANSIT1.101中定義.通常,已經建立了各級的性能參數,以確保可以通過網絡從最精確的時鐘,通過中間時鐘到最不精確的時鐘傳輸同步.
Stratum2,3E和3個時鐘構成了服務提供商同步網絡的主要分布部分.這些時鐘通常成對地部署在NE(網絡元件)中(即,作為獨立的冗余單元,每個單元由石英振蕩器和用于控制該振蕩器的功能組成).
通常,層3E級被定義為與先前存在的層3時鐘兼容(即,它具有與層3相同的引入/保持要求).但是,對濾波和保持濾波的階層3E要求比階層3的要求要嚴格得多.GR-436-CORE建議使用3E層時鐘作為建筑集成定時電源(BITS)應用的最小時鐘.此外,建議不要在BITS以外的NE中使用3E級或更高質量的時鐘(例如,建議傳輸NE使用3級或更低質量的時鐘).
時間間隔誤差(TIE)
TIE被定義為給定信號相對于特定時間段內的理想定時信號的時間延遲的變化.該時間段被稱為觀察時間,S.相對于引起滑動的那些小的相位時間誤差通常表示為TIE并且可以以納秒(ns),微秒(μs)為單位測量.)或UI.圖3-1顯示了TIE和MTIE的示例,兩者都是觀察時間S的函數.
最大時間間隔誤差(MTIE)
MTIE在給定的時間窗口(觀察時間)內找到信號時間延遲的峰峰值變化,如圖3-1所示.因此,它對于指定瞬態,限制最大漂移和控制頻率偏移特別有用.自由運行的準確性
時鐘的準確度是衡量其在沒有任何參考的情況下產生盡可能接近有源晶振標稱頻率的頻率的能力.頻率精度用最大分數頻率偏移量表示和定義,如3.2節所述.表4-1,4-4,4-7列出了各種時鐘層級別的自由運行精度值(Stratum2,3E,3).自由運行精度表示最大長期(20年)偏差限制從標稱頻率開始,沒有外部頻率參考(自由運行模式).
頻率準確度
本文檔中使用精度來指示時鐘頻率可能偏離其理想值或期望值的程度.精度通常用于指定自由運行模式下時鐘的頻率偏差.定義精度,使得時鐘的小數頻率偏移的幅度不超過指定的數量,其中：
分數頻率偏移=(f-fd)/fd
f=時鐘的實際頻率輸出
fd=理想或期望的頻率.
頻率漂移
漂移衡量時鐘的頻率精度(或偏移)如何隨時間變化.通常使用漂移(連同初始保持精度或偏移限制以及可能與溫度相關的因素)來限制保持模式中時鐘的頻率偏移.
保持穩定性
保持穩定性表示丟失所有頻率參考(保持模式)后時鐘頻率隨時間的最大變化.在大多數情況下,此處列出的值是復合值,更詳細的標準顯示在引用的部分或文檔中.保持頻率穩定性是在保持操作模式(在下面的第3.5節中定義)中時鐘性能的度量,并且以最大分數頻率偏移和(在某些情況下)漂移的方式定量地表達和定義.表4-1,4-4,4-7列出了適用于各種時鐘層級別的復合保持穩定性值.本節中包含的這些值和保持穩定性要求適用于第2層,3E或3層時鐘1在保持模式下工作,但已經鎖定為第1層質量信號一段足以確定時鐘保持值的時間段.
保持模式
保持模式是時鐘的操作條件,該時鐘已丟失其參考并且正在使用先前獲取的數據(當它在正常模式下操作時)來控制其輸出信號.通常,保持模式下時鐘使用的存儲數據或“保持值”是在一段時間內獲得的平均值(為了減少在參考頻率期間可能發生的任何短期變化的影響)正常運作).
自由運行模式
自由運行模式-當輸出信號完全由內部控制時,時鐘的自由運行模式是其工作條件,不受當前或先前參考的影響.自由運行模式是第1層時鐘的正常模式.在某些特殊情況下,網絡同步協調器可以選擇在自由運行模式下操作任何其他層級的時鐘,而不通常與該模式相關聯的警報.
拉入范圍
引入范圍是對標稱時鐘速率的最大輸入頻率偏差的度量,可以通過時鐘將其自身與參考信號同步來克服.此要求CTS石英晶振適用于其精度限制極值的時鐘自由運行頻率.
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