1 背景介紹
1.1 同步概述
同步的需求主要包括頻率同步(frequency synchronization)和時間同步(phase synchronization)兩類需求。以太網中對於高精度的時間需求主要來自於移動回傳。
1.1.1 頻率同步
頻率同步，大家通常稱之為時鍾同步，是指信號之間的頻率或相位上保持某種嚴格的特定關系，其相對應的有效瞬間以同一平均速率出現，以維持通信網絡中所有的設備以相同的速率運行。
數字通信網中傳遞的是對信息進行編碼后得到的PCM（Pulse Code Modulation）離散脈沖。若兩個數字交換設備之間的時鍾頻率不一致，或者由於數字比特流在傳輸中因干擾損傷，而疊加了相位漂移和抖動，就會在數字交換系統的緩沖存儲器中產生碼元的丟失或重復，導致在傳輸的比特流中出現滑動損傷。
1.1.2 時間同步
一般所說的“時間”有兩種含義：時刻和時間間隔。前者指連續流逝的時間的某一瞬間，后者是指兩個瞬間之間的間隔長度。
時間同步的操作就是按照接收到的時間來調控設備內部的時鍾和時刻。時間同步的調控原理與頻率同步對時鍾的調控原理相似，它既調控時鍾的頻率又調控時鍾的相位，同時將時鍾的相位以數值表示，即時刻，表示當前的年、月、日、時、分、秒、毫秒、納秒。時間同步接受非連續的時間參考源信息校准設備時間，使時刻達到同步；而時鍾同步是跟蹤時鍾源達到頻率同步。
時間同步有兩個主要的功能：授時和守時。用通俗的語音描述，授時就是“對表”。通過不定期的對表動作，將本地時刻與標准時刻相位同步；守時就是前面提到的頻率同步，保證在對表的間隙里，本地時刻與標准時刻偏差不要太大。
1.1.3 時間同步與頻率同步的區別
上圖給出了時間同步與頻率同步的區別。如果兩個表（Watch A與Watch B）每時每刻的時間都保持一致，這個狀態叫時間同步（Phase synchronization）；如果兩個表的時間不一樣，但是走得一樣快，始終保持一個恆定的差，比如6小時，那么這個狀態稱為頻率同步(Frequency synchronization)。
1.2 移動承載網絡的同步需求
在移動承載網絡中，除了TDM業務本身的需求，往往還需要給無線基站提供同步參考源。隨着無線技術向3G和LTE演進，時間同步逐漸成為主流。這就對承載網提出了時間同步的新需求。
1.2.1 不同無線制式對同步的要求
無線技術存在多種制式，不同制式下對同步有不同的需求，下表是常見的一些無線制式對同步的需求。
表1 不同無線制式對時鍾精度的要求
| 無線制式 |
頻率精度要求 |
時間同步要求 |
| GSM |
0.05ppm |
NA |
| WCDMA |
0.05ppm |
NA |
| TD-SCDMA |
0.05ppm |
+/-1.5us |
| CDMA2000 |
0.05ppm |
+/-3us |
| WiMax FDD |
0.05ppm |
NA |
| WiMax TDD |
0.05ppm |
+/-0.5us |
| LTE TDD |
0.05ppm |
+/-1.5us |
總的來看，以GSM/WCDMA為代表的歐洲標准采用的是FDD制式，只需要頻率同步，精度要求0.05ppm（或者50ppb）。而以TD-SCDMA/CDMA2000代表的TDD制式，同時需要頻率同步和時間同步。
無線基站之間在軟切換時，如果基站管理器（RNC）和基站（NodeB）沒有時間同步，可能導致在選擇器中發生郵件指令不匹配，從而使通話連接不能建立起來。時間和頻率的偏差還會影響移動台在基站間切換的成功率。另外，時間同步能夠有效提高無線空間頻譜利用率，即使是傳統GSM系統，在增加時間同步后，頻譜利用率可以大幅提高。因此，時間同步將成為未來無線系統發展的趨勢。
1.2.2 現有的時間同步解決方案
傳統的時間同步鏈路是采用NTP傳送方式實現，該協議最大的缺點只能滿足ms級別的時間傳遞精度，這對於無線時間同步基站所需的us級時間精度是遠遠不夠的。而在基站側，目前是采用GPS解決頻率和時間同步問題。
2 1588v2技術介紹
2.1 1588V2標准介紹
IEEE1588的全稱是《IEEE Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems》（即《網絡測量和控制系統的精密時鍾同步協議標准》），2002年底通過IEEE標准委員會認證，1588V1正式發布。隨着1588在工業控制的廣泛應用，以及逐漸引入電信網絡，提出了1588V1版本存在的一些缺陷。IEEE又於2006年6月份輸出1588 V2版本草稿，並在2007年完成修訂，在2008年3月份正式發布了1588V2版本協議。