CC BY
29
ПЕРСПЕКТИВНЫМ ПЕРВИЧНЫМ ЭТАЛОН ВРЕМЕНИ И ЧАСТОТЫ ДЛЯ СИСТЕМ ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СЕТЕЙ СВЯЗИ
DOI: 10.36724/2072-8735-2022-16-8-12-20
Шварц Михаил Львович,
МТУСИ, Москва, Россия, mschwartz@srd-mtuci.ru
Рыжков Анатолий Васильевич,
МТУСИ, Москва, Россия, ryjkov.anatoly@yandex.ru
Аладин Владимир Михайлович,
МТУСИ, Москва, Россия, VAladin@smsync.ru
Manuscript received 15 June 2022; Accepted 14 July 2022
Ключевые слова: шкала времени, сетевая синхронизация, частотно-временное обеспечение, сетевые протоколы времени PTP и NTP, первичный эталон времени и частоты, системы синхронизации в сетях 4G и 5/6G, синхронный Ethernet, ГНСС
В статье рассматриваются вопросы комплектования первичных эталонов времени и частоты (ПЭВЧ) для систем частотно-временного обеспечения в качестве опорного узла формирования шкалы времени (ОУФШВ) для сетей связи 4G и 5/6G. Основой систем тактовой (частотной) и временной синхронизации, которые совместно образуют частотно-временное обеспечение сетей связи, являются первичные эталоны времени и частоты - ПЭВЧ. Для сетей связи до 4 поколения в режиме работы с частотным разделением каналов, (сети TDM, 3G, 4G FDD) необходима только система тактовой сетевой синхронизации (ТСС), которая основана на применении первичных эталонных генераторов - ПЭГ. По сути, ПЭГ - это часть ПЭВЧ, которая обеспечивает формирование эталонной частоты. С учетом перспективных требований к системам синхронизации сетей связи 5/6G необходимо предусмотреть использование улучшенных первичных эталонных источников (уПЭИ), а также вторичного задающего генератора (ВЗГ) с функциями ведущих PTP-часов и комбайнера сигналов частоты и времени. В будущем это позволит перейти к внедрению улучшенного ПЭВЧ (уПЭВЧ). В связи со сложившейся ситуацией на российском рынке в статье рассматриваются вопросы возможности применения для систем частотно-временного обеспечения оборудования отечественного производства.
Информация об авторах:
Шварц Михаил Львович, МТУСИ, начальник отдела, к.т.н., Москва, Россия Рыжков Анатолий Васильевич, МТУСИ, г.н.с., д.т.н., профессор, Москва, Россия Аладин Владимир Михайлович, МТУСИ, н.с., Москва, Россия
Для цитирования:
Шварц М.Л., Рыжков А.В., Аладин В.М. Перспективный первичный эталон времени и частоты для систем частотно-временного обеспечения сетей связи // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2022. Том 16. №8. С. 12-20.
For citation:
Shvarts M.L., Ryzhkov A.V., Aladin V.M. (2022). Perspective primary standard of time and frequency for frequency systems and time support of communication networks. T-Comm, vol. 16, no.8, pр. 12-20. (in Russian)
Основой систем тактовой (частотной) и временной синхронизации, которые совместно образуют частотно-временное обеспечение сетей связи, являются первичные эталоны времени и частоты - ПЭВЧ. Для сетей связи до 4 поколения в режиме работы с частотным разделением каналов, (сети TDM, 3G, 4G FDD) необходима только система тактовой сетевой синхронизации (ТСС), которая основана на применении первичных эталонных генераторов - ПЭГ. По сути, ПЭГ - это часть ПЭВЧ, которая обеспечивает формирование эталонной частоты.
В состав ПЭГ входят 4 основных блока - 3 первичных эталонных источника частоты (ПЭИ) и в качестве выходного элемента - вторичный задающий генератор (ВЗГ). Структура ПЭГ показана на рисунке 1.
Конструктивно ПЭИ могут быть выполнены на базе атомного эталона частоты - цезиевого или водородного, либо на базе высококачественного кварцевого генератора или рубидиевого стандарта частоты, синхронизированного по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), например ГЛОНАСС/GPS. Допускается любое сочетание различных типов ПЭИ. Однако, для повышения надёжности, как правило, в составе ПЭГ применяются два атомных стандарта и один ПЭИ на базе приёмника сигналов ГНСС. При этом, допускается применение ПЭИ в виде соответствующего модуля в составе ВЗГ (рисунок 2).
Требования к характеристикам ПЭГ определены в рекомендации МСЭ-Т G.811, а также в российских НПА - в Приказе Минкомсвязи №161 от 07.12.2006г. и в Приказе №113 от 21.03.2016г. Основными характеристиками ПЭГ являются долговременные точность и стабильность выходной частоты, взятые по отношению к номинальной частоте. Их значения не должны превышать ±1х 1011 по отношению к номиналу.
2048МЦ 2,048 М5иг/с тгц
Рис. 1. Структура комплекса оборудования ПЭГ
/
2,048М~ц 2,048 Мэиг/ с ЮМ~ц
Рис. 2. Структура комплекса оборудования ПЭГ со встроенным в ВЗГ модулем приёмника сигналов ГНСС
В то же время для оценки качественных показателей синхросигналов в сетях связи применяются параметры дрейфа фазы (вандера), выраженные в характеристиках максимальной ошибки временного интервала (МОВИ) и девиации временного интервала (ДВИ), которые рассчитываются на основе измеряемой характеристики - ошибки временного интервала (ОВИ). Не вдаваясь в математическое описание этих параметров, укажем, что характеристика МОВИ прямо зависит от совокупности значений точности установки частоты и её стабильности, а характеристика ДВИ зависит от уровня фазовых шумов в измеряемом синхросигнале. Более подробное описание можно найти в рекомендации МСЭ-Т С.810.
Таким образом, в нормативных документах МСЭ-Т и в российских НПА нормирование характеристик ПЭГ выполнено в виде предельно-допустимых значений характеристик МОВИ и ДВИ, представленных на рисунке 3.
юс
ю
MTIE
micro-seconds 1
0.1
/ 1 /
/ / /
0.01 1 100 10 000 IE ♦ 06 1Е + 08
Observation period (seconds) i гмо: .з ч. i
Рис. 3. Предельно-допустимые значения (маски) характеристик МОВИ и ДВИ для выхода ПЭГ
Для систем связи 4-го поколения с временным разделением каналов 4G TDD необходима реализация систем временной, точнее фазовой синхронизации [3]. Это предполагает синхронизацию начала отсчётов новой секунды, т.е. по сути, начальную фазу шкалы времени. Данная задача решается путём временной синхронизации ведомых часов базовых станций. Для этого необходимо на сети связи установить ведущие часы в прецизионном протоколе времени - РТР. Эти часы принято называть GrandMaster РТР или PTP-GM. Точность синхронизации конечных устройств должна быть не хуже ±1,5 мкс по сравнению с начальной фазой секунды в шкале времени UTC. При этом ведущие часы согласно требованиям рекомендации МСЭ-Т G.8272 должны обеспечить точность шкалы времени не хуже ±100нс.
Эти параметры могут контролироваться на специальном выходе часов в сигнале 1PPS (1 импульс в секунду, передний фронт которого обозначает начало отсчёта новой секунды). Это достаточно высокие требования, которые реализуются путём частотной и фазовой синхронизации встроенного высококачественного кварцевого генератора или рубидиевого стандарта.
Как правило, GrandMaster РТР выполняется на основе оборудования ПЭИ на базе приёмника сигналов ГНСС. При этом, в PTP-GM помимо частотных выходов синхронизации (синхросигналы 2,048 МГц и 10 МГц) реализуются выходные сигналы шкалы времени (1PPS + ToD), а также порты синхронного Ethernet (SyncE) с передачей данных о ШВ в протоколе РТР.
Комплексы устройств, реализующих в составе ПЭГ функции PTP-GM, называются ПЭВЧ [5], а требования к ним определены в рекомендации МСЭ-Т G.8272. Структура ПЭВЧ приведена нарисунке 4 [1,2].
Рис. 4. Функциональная модель ПЭВЧ (РЯТС) согласно рекомендации МСЭ-Т С.8272
В составе ПЭВЧ функции РТР-СМ могут выполняться отдельным устройством GrandMaster РТР или специальным модулем РТР протокола в комплекте с модулем приёмника ГНСС в составе ВЗГ. Последний вариант наиболее предпочтителен, т.к. позволяет реализовать режим хранения шкалы времени при потере приёма сигналов ГНСС. Хранение обеспечивается путём синхронизации часов РТР-СМ сигналами ПЭИ на базе атомных стандартов частоты, поданных на вход ВЗГ. Таким образом, в этом случае ВЗГ является не только выходным элементом ПЭГ для формирования большого числа выходных интерфейсов частотных синхросигналов, но и ведущими часами GrandMaster РТР с функциями хранения шкалы времени. Такая структура ПЭВЧ показана на рисунке 5 [2].
гви
G811
ПЭИ G811
ВЗГ
IHJJ
а
2,048Мц Ъпе
2,048 М5иг/ с РТР, NTP, ЮМ-ц 1PPS+ToD
Рис. 5. Структура ПЭВЧ со встроенными в ВЗГ модулями приёмника сигналов ГНСС и GrandMaster РТР
В рекомендации G.8272 определены два типа устройств -ПЭВЧ-А и ПЭВЧ-В. Точность шкалы времени на выходе ПЭВЧ-В выше, и он предназначен для более точных применений - на переходных сетях связи от 4G к 5G или, например, в крупных узлах агрегации или ЦОД.
В качестве нормируемых параметров для ПЭВЧ рекомендациями МСЭ-Т определены два вида характеристик:
1. дрейф фазы на выходах частотной синхронизации (2,048 МГц или 10 МГц) в соответствии с требованиями рекомендации МСЭ-Т G.811, т.е. для ПЭГ;
2. параметры ошибки времени в сравнении с UTC:
a. ошибка времени - OB (Time error - ТЕ);
b. дрейф фазы для динамической OB (dTE) на выходе 1 PPS или в протоколе РТР.
При измерении ОВ необходимо использование фильтра нижних частот со скользящим средним значением не менее 100 последовательных выборок временной ошибки.
Для ПЭВЧ-А ОВ не должна превышать величин ±100нс, а для ПЭВЧ-В - не более ±40 не.
Для оценки дрейфа фазы динамической ОВ для сигнала 1PPS или в протоколе РТР используется вычисление характеристик МОВИ и ДВИ. При этом должен применяться фильтр нижних частот со скользящим средним значением для 100 или более последовательных выборок временной ошибки.
При измерениях в протоколе РТР каждая выборка представляет собой оценку двусторонней временной ошибки (two-way), рассчитанную путем объединения пакетов в прямом и обратном направлениях.
Предельные значения характеристик МОВИ и ДВИ для ОВ приведены на рисунке 6.
Рис. 6. Предельно-допустимые значения (маски) характеристик МОВИ и ДВИ для выходов 1РР8 и РТР на оборудовании ПЭВЧ
Необходимо отметить особенность масок для МОВИ, представленных на рисунке 6. В отличие от маски МОВИ для ПЭГ, маска МОВИ для ПЭВЧ имеет ограничение, связанное с тем, что опорная шкала времени для измерителя и для проверяемого ПЭВЧ формируется от одного и того же источника - шкалы времени UTC
Кроме того, функционал GrandMaster РТР предусматривает формирование частотных синхросигналов 2,048 МГц и 10 МГц синхронно со шкалой времени. Таким образом, для частотных сигналов на выходе T-GM характеристики МОВИ и ДВИ должны укладываться в маски, приведённые на рисунке 6.
Это достигается применением в составе T-GM модуля, который называется комбайнер. Его задача - формирование выходных синхросигналов частоты и времени на базе двух входных - опорной частоты ПЭИ и шкалы времени UTC от
ц IN ' Is -у ■■ oi.O&DI
Вод -' .-JTl'l—-г - J' [ -J и V>ч > 1 у лт С"0 ■1-J I
а.-|н|д| ciAjjfl ф я|к|и.| 1н|гаИ|пе|[ом|дни|гв1 ¿1 Ия1 '|*1д1 *.->•
приёмника сигналов ГНСС или иного внешнего источника. При этом девиация выходной частоты должна поддерживаться в очень узком коридоре. Для иллюстрации ниже на рисунке 7 приведена эмуляция дрейфа фазы такого сигнала в единицах ОВИ и расчётные характеристики МОВИ и ДВИ.
Эмуляция показывает, что для соответствия требованиям по характеристикам МОВИ и ДВИ период подстройки частоты должен быть не менее 3*10"4 с, а размах изменения фазы - не более 10 не. Технические решения для построения блока комбайнера подлежат дальнейшему изучению, моделированию и подготовке к производству. Также может быть учтён опыт реализации аналогичной системы коррекции частоты по сигналам ГНСС в ПЭИ на базе водородного стандарта типа УСН-1008С. Особенно это будет важно для оборудования частотно-временного обеспечения для сетей 50.
Имитатор' г -:Ч> 41 ц А-5нс I -:>
Измеритель Вромя измерения=20 00 00 Время выборки=1с Дат&Вромя Ср 22.06 22 0106.01 Режим эмуляции обмена Конфигурация 204бкГц 17[Юм 101 ц Иам-внутр Имиг-енутр Оыл-ПСП
время (с)
Ё ivo-ш — ср гши ваш
¿ЫЛ frmj Цмиршпе ¿КЮТ О^Мыйтр ЦКвА Цктртш I бфйд!
tflalil С|л|д7 э| а|х|»| . pwimiwinei oFaWIsbI «На. f_H_
Имитатор F=3e-4Tu А=5нс dF/F=0
Измеритель. Время измерения=20 00.00 Время выборки=1с -
ДатаВремя Ср 22 06 22 01 06 01 Режим эмуляции обмена
Маски-о-G 6272 Дрейф фазы на выхода* ПЭвЧ-В<Разд 62 Таб_ 2 Рис I) мое
Конфигурация 2048кГц 1200м 10Гц Изм-вмутр Имит-внутр Вых-ПСП
( гт
Рис. 7. Пример характеристики ОВИ и расчётных характеристик МОВИ и ДВИ для сигналов 1РРБ и10 МГц навыходе комбайнераПЭВЧтииаВ (имитация модуляции фазы с периодом 3*10"4 с и размахом 10нс)
Особенностью сетей 5G являются повышенные требования к точности формирования и передачи шкалы времени для обеспечения прецизионной подстройки ведомых часов. В зависимости от технологии и протоколов базовых станций точность шкалы времени на их интерфейсах должна быть в пределах от 65 до 150 не. То есть по сравнению с требованиями сетей 4G точности вырастают на порядок. Это в свою очередь приводит к ужесточению требований к точности формирования опорных частот для тактовой синхронизации.
В связи с этим МСЭ-Т выпущен целый пакет рекомендаций, описывающий требования к улучшенным генераторам и часам системы ЧВО:
• G.811.1: улучшенные ПЭГ -уПЭГ;
• G.8272.1: улучшенный ПЭВЧ - уПЭВЧ;
• G.8273.2: новые классы (С и D) для пограничных часов;
• G.8262.1: улучшенный генератор сетевого элемента синхронного Ethernet - уГСЭ.
В рамках данной статьи рассмотрены требования к уПЭГ и уПЭВЧ.
Требования рекомендации МСЭ-Т G.811.1 к уПЭГ предусматривают повышение точности и стабильности формирования частоты до величин не хуже ±1х 10~12. Для уПЭВЧ рекомендация МСЭ-Т G.8272.1 устанавливает требования к ОВ не хуже ±30 не. Кроме того, к уПЭВЧ уже предъявляются обязательные требования по дрейфу шкалы времени (точнее - начальной фазы сигнала 1 PPS) в режиме хранения ШВ: за период 14 суток ОВ не должна увеличиться более чем до ±100нс. Это возможно обеспечить только путём применения для режима формирования и хранения шкалы времени улучшенного источника частоты в соответствии с рекомендацией МСЭ-Т G.811.1.
С точки зрения технической реализации выполнение требований указанных рекомендаций может быть обеспечено применением устройств ПЭИ и T-GM с новыми технологиями:
1. ПЭИ на базе атомных стандартов с улучшенными характеристиками, в том числе цезиевые стандарты с
оптическои накачкой и водородные стандарты с автоматической коррекцией по сигналам ГНСС;
2. ПЭИ на базе мультисистемных двухдиапазонных приёмников ГНСС;
3. GrandMaster РТР с комбайнером опорной частоты от ПЭИ и шкалы времени иТС.
Характеристики МОВИ и ДВИ для уПЭГ и уПЭВЧ представлены на рисунках 8 и 9 соответственно.
Рис. 8. Предельно-допустимые значения (маски) характеристик МОВИ и ДВИ для выхода уПЭГ
Рис. 10. Внешний вид ПЭИ на базе водородного стандарта частоты УСН-1008С (АО «Время-Ч», г. Нижний Новгород)
Также стоит отметить, что в 2021 году был представлен предсерийный образец улучшенного цезиевого стандарта АО НПП «Исток» им. Шокина (рисунок 11), который соответствует требованиям рекомендации МСЭ-Т 0.811.1 (и, соответственно - 0.811). Этот ПЭИ показал высокие характеристики на длительных испытаниях, проведённых в том числе в лаборатории ПАО «Ростелеком», и также может быть рекомендован в качестве ПЭИ для комплексов ПЭГ, уПЭГ, ПЭВЧ и уПЭВЧ.
Рис. 11. Внешний вид ПЭИ на базе цезиевого стандарта частоты типа ЦСВЧ-2021 (АО «НПП «Исток» имени Шокина», г. Фрязино)
Из российских серийных ПЭИ на базе приёмников сигналов ГНСС необходимо отметить модели ССВ-1Г ООО «КОМСЕТ-Сервис» (рисунок 12) [8] и УСН-311С АО «Время-Ч». Эти ПЭИ соответствуют требованиям рекомендации МСЭ-Т С.811. Но они не удовлетворяют требованиям рекомендации МСЭ-Т 0.811.1.
поп
Рис. 12. Внешний вид ПЭИ на базе приёмника сигналов ГНСС типа ССВ-1Г (ООО «КОМСГТ-Сервис», г. Москва)
В то же время следует отметить, что АО «Время-Ч» ведёт работы по модернизации ПЭИ типа УСН-311С для повышения его характеристик до соответствия требованиям рекомендации МСЭ-Т 0.811.1. Ожидается, что обновлённая версия этого ПЭИ будет выпущена к концу 2022 года.
Рис. 9. Предельно-допустимые значения (маски) характеристик МОВИ и ДВИ для выхода уПЭВЧ
Таким образом, для формирования перспективных комплексов оборудования ПЭВЧ и уПЭВЧ необходимо применение следующих устройств [6, 7]:
1. ПЭИ на базе атомного стандарта частоты;
2. ПЭИ на базе приёмника сигналов ГНСС;
3. ВЗГ;
4. ОгапШавгег РТР.
Номенклатура отечественных изделий в этой области на сегодняшний день не очень широкая, но уже включает в себя практически все необходимые элементы.
Для сетей связи серийно выпускаются и успешно применяются ПЭИ на базе водородного стандарта производства АО «Время-Ч» типа УСН-008С (рисунок 10) [4]. Эти стандарты в минимальном оснащении с большим запасом обеспечивают выполнение требований рекомендаций МСЭ-Т 0.811 и 0.811.1. Точность установки частоты - лучше ±Зх1013.
Однако, присущий водородным стандартам дрейф частоты приводит к тому, что точность установки частоты в течение 2-3 лет превысит значение ±1х10"12. Это означает, что для этого ПЭИ требуется периодическая коррекция частоты (1 раз в 2 года). Поэтому для применения в составе уПЭГ или уПЭВЧ устройство УСН-008С должно быть доукомплектовано встроенным приёмником сигналов ГНСС, который в течение длительного цикла подстройки позволяет в автоматическом режиме корректировать частоту и поддерживать точность её установки лучше ±1х1012.
7ТЛ
В прошлом году было сертифицировано два новых российских ВЗГ:
1. СОНАТА-У производства АО НПП «КОМЕТЕХ» (рис. 13);
2. VCH-003 производства АО «Время-Ч» (рис. 14).
В ВЗГ СОНАТА-У и VCH-003 установлены встроенные приёмники сигналов ГНСС, а также модули формирования шкалы времени в протоколах NTP и РТР. В них реализованы функции резервирования всех сигнальных модулей, обработки и формирования сообщений об уровне качества (SSM-сообщения), функции локального и дистанционного контроля. Характеристики ВЗГ соответствуют требованиям рекомендации МСЭ-Т G.812 type I, а при работе от встроенных приёмников ГНСС - требованиям рекомендации МСЭ-Т G.811. Также в этих ВЗГ реализованы функции встроенных измерений качественных показателей входных синхросигналов.
В настоящее время ведутся работы по совершенствованию ВЗГ СОНАТА-У с тем, чтобы поднять его характеристики до требований рекомендаций МСЭ-Т G.811.1 G.8272.1, увеличить нагрузочную способность модуля РТР, а также повысить его функциональные возможности.
Рис. 13. Внешний вид ВЗГ типа СОНАТА-У (АО НПП «КОМЕТЕХ», г. Санкт-Петербург)
В ВЗГ УСН-003 реализован очень мощный модуль протокола РТР с высокой нагрузочной способностью (до 10 тысяч клиентов при установке модуля расширения РТР). Для этого ВЗГ также проводятся работы для улучшения его характеристик до соответствия требованиям рекомендаций МСЭ-Т 0.811.1. и 0.8272.1 при работе от встроенных приёмников ГНСС.
Из устройств GrandMaster РТР в России серийно выпускается только сервер синхронизации времени ССВ-1Г ООО «КОМСЕТ-Сервис» (рис. 12). Это очень развитое и функциональное устройство с большой нагрузочной способностью, в котором реализованы все телекоммуникационные профили протокола РТР, а также профили протокола для сетей энергетики по стандартам МЭК 61850-9.3-2016 и МЭК С37.238-2017. Но так как в этом сервере используется однодиапазон-ный приёмник сигналов ГНСС, то он может применяться только для сетей Зи4 поколения. Кроме того, в этом устройстве имеется большой набор различных выходных модулей -ОТР-сервер, 2,048 МГц/Мбит/с, 10 МГц, ЖЮ, 1РР8+КВ и иные.
В качестве примера на рисунке 15 приведены варианты комплектования оборудования уПЭГ и ПЭВЧ на базе устройств синхронизации отечественных производителей.
Рис. 14. Внешний вид ВЗГ тина VCH-003 (АО «Время-Ч», г. Нижний Новгород)
Рис. 15. Внешний вид уПЭГ и ПЭВЧ, построенного на базе ВЗГ типа СОНАТА-У и ПЭИ типа УСН-1008С (слева) и ПЭИ на базе цезиевого стандартатипаЦСВЧ-2021 (справа)
Выводы
Проведённый анализ структуры и основных характеристик комплексов оборудования ПЭГ и ПЭВЧ различных модификаций, а также номенклатуры отечественных устройств синхронизации показал, что в условиях импортозамещения имеются все необходимые изделия серийного производства для их комплектования.
Однако требуется проведение работ для модернизации оборудования ВЗГ и GrandMaster РТР для полноценного оснащения уПЭГ и уПЭВЧ для строительства перспективных сетей 5/6G.
Кроме того, необходимо проведение исследований и подготовки технической реализации функций комбайнеров для оборудования GrandMaster РТР.
При этом показано, что имеется необходимый технический задел для успешного решения этой задачи в ближайшей перспективе.
Литература
1. Рыжков A.B., Шварц М.Л. Предпосылки создания когерентной сети связи общего пользования как основы сквозных цифровых технологий II T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2021. Т. №7. С. 14-22
2. ШварцМ.Л., Рыжков A.B. Современные тенденции развития систем сетевой синхронизации в сетях электросвязи. От плезиохрон-ных до когерентных сетей II Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов. Том 4. 2021. С. 27-38.
3. Рыжков A.B., Шварц М.Л. Пути формирования прецизионной шкалы времени национальной сети связи II T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2020. Том 14. № 2. С. 17-24.
4. ЗуевЭ.В., Рыжков A.B., Пелюшенко A.C., Саматов В.И., Сахаров Б.А. Первичный эталонный источник VCH-1008C системы
тактовой сетевой синхронизации в цифровых сетях // Электросвязь. 2013. № 2. С. 32-33.
5. ШварцМ.Л., КолтуновМ.Н., БирюковН.Л., ТрискаН.Р. Эволюция систем частотно-временного обеспечения сетей связи и требований к ним II Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов. 2018. Т. 10. № 5. С. 67.
6. Колтунов М.Н., Шварц М.Л. Актуальные вопросы применения оборудования частотно-временного обеспечения на ЕСЭ России II Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов. 2018. Т. 9.№2.С. 113-120.
7. Ryzkov A. V., Schwartz M.L., Aladin V.M. Reference node for forming the time scale of a coherent public communication network. DOI: 10.1109/IEEECONF53456.2022.9744286
8. Мишенков С.Л., Мельник C.B., Петрова Е.Н., Смирнов Н.И. Обеспечение точного времени для сетей связи с использованием возможностей ГНСС ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS. Моделирование сетей мобильной связи нового поколения II T-Comm: Телеком-муникацииитранспорт. 2012. Т. 6. № 9. С. 102-103.
9. ITU-T G.811. Timing characteristics of primary reference clocks. 1997.
10. ITU-T G.811.1. Timing characteristics of enhanced primary reference clocks. 2017.
11. G.8272/Y.1367. Timing characteristics of primary reference time clocks. 2018.
12. G.8272.1/Y.1367.1. Timing characteristics of enhanced primary reference time clocks. Amendment2. 2019.
PERSPECTIVE PRIMARY STANDARD OF TIME AND FREQUENCY FOR FREQUENCY SYSTEMS AND TIME SUPPORT OF COMMUNICATION NETWORKS
Mikhail L. Shvarts, MTUCI, Moscow, Russia, mschwartz@srd-mtuci.ru Anatoly V. Ryzhkov, MTUCI, Moscow, Russia, ryjkov.anatoly@yandex.ru Vladimir M. Aladin, MTUCI, Moscow, Russia, VAladin@smsync.ru
Abstract
The article deals with the acquisition of primary time and frequency standards for time-frequency support systems as a reference node for the formation of the time scale for 4G and 5/6G communication networks. The basis of frequency and time synchronization systems, which together form the frequency-time support of communication networks, are the primary standards of time and frequency. For communication networks up to 4 generations in the frequency division mode (TDM, 3G, 4G FDD networks), only a network frequency synchronization system is needed, which is based on the use of primary reference generators. In fact, it is a part of the HDPE that provides the formation of the reference frequency. Taking into account the future requirements for synchronization systems of 5/6G communication networks, it is necessary to provide for the use of improved primary reference sources, as well as a secondary master oscillator with the functions of a master PTP frequency and a combiner of frequency and time signals. In the future, this will allow the transition to the introduction of improved HDPE (uHDTV). In connection with the current situation on the Russian market, the article discusses the possibility of using domestically produced equipment for time-frequency support systems..
Keywords: Time scale, network synchronization, time frequency, PTP and NTP network time protocols, time and frequency primary standard, 4G and 5/6G synchronization systems, synchronous Ethernet, GNSS.
References
1. Ryzhkov A.V., Schwartz M.L. (2021). Prerequisites for creating a coherent public communication network as the basis of end-to-end digital technologies. T-Comm. Vol. 7, pp. 14-22
2. Shvarts M.L., Ryzhkov A.V. (2021). Modern trends in the development of network synchronization systems in telecommunication networks. From plesiochronous to coherent networks. Systems of synchronization, signal generation and processing. Vol. 4, 2021, pp. 27-38.
3. Ryzhkov A.V., Schwartz M.L. (2020). Ways of forming a precision time scale of the national communication network. T-Comm. Vol. 14. No. 2, pp. 17-24.
4. Zuev E.V., Ryzhkov A.V., Pelyushenko A.S., Samatov V.I., Sakharov B.A. (2013). Primary reference source VCH-I008C of network clock synchronization system in digital networks. Electrosvyaz. No. 2, pp. 32-33.
5. Shvarts M.L., Koltunov M.N., Biryukov N.L., Triska N.R. (2018). Evolution of systems of frequency-time support of communication networks and requirements for them. Systems of synchronization, formation and processing of signals. Vol. 10. No. 5. P. 67.
6. Koltunov M.N., Schwartz M.L. (2018). Topical issues of the use of time-frequency equipment in the Unified Energy System of Russia. Synchronization, signal generation and processing systems. Vol. 9. No. 2, pp. 113-120..
7. Ryzkov A.V., Schwartz M.L., Aladin V.M. (2022). Reference node for forming the time scale of a coherent public communication network. DOI: I0.II09/IEEEC0NF53456.2022.9744286
8. Mishenkov S.L., Melnik S.V., Petrova E.N., Smirnov N.I. (2012). Providing accurate time for communication networks using GNSS GLONASS or GLONASS/GPS capabilities. Modeling of new generation mobile communication networks. T-Comm. Vol. 6. No. 9, pp. 102-103.
9. ITU-T G.8II Timing characteristics of primary reference clocks. 1997.
10. ITU-T G.8II.I Timing characteristics of enhanced primary reference clocks. 20I7.
11. G.8272/Y.I367. Timing characteristics of primary reference time clocks. 20I8.
12. G.8272.I/Y.I367.I. Timing characteristics of enhanced primary reference time clocks. Amendment 2. 20I9.
