通信時鐘定時與同步模塊可以用到的CTS Oscillator有哪些?

美國CTS晶振公司專門為電信的時鐘定時和同步系統,設計了多款適用的石英晶體振蕩器產品,并把這些產品分為多個等級,不同的級別采用的CTS振蕩器系列產品都不一樣.本文檔提供了適用于各種Stratum級別,無線同步和~P(分組定時)應用的可能的CTS振蕩器的列表,其中包括Stratum2,Stratum3E,Stratum3,GSM,WCDMA,TD-SCDMA,CDMA2000,WiMAX,LTE,以及~P(分組計時).該列表已根據適用的標準進行了分類.

階層結構*

北美同步網絡的時鐘分為四個基本“層”級別(即第1、2、3和4層),其中第1層時鐘最準確,第4層時鐘最不準確.除了這四個基本級別外,還有兩個增強的層次分類(即,層次3E和4E),一個過渡節點時鐘(TNC)的層次介于層次2和3之間,另一個層次是SONET最小時鐘(SMCs)介于第3層和第4層之間.所有這些級別(將在下文中進一步描述)均已標準化,其基本性能參數已在ANSIT1.101中定義.通常,已經建立了各個級別的性能參數,以確保可以通過網絡從最精確的時鐘,中間時鐘到最不精確的時鐘傳輸同步.

層2、3E和3時鐘構成服務提供商同步網絡的主要分配部分.這些時鐘通常成對部署在NE(網元)中(即,作為獨立的冗余單元,每個冗余單元由一個石英晶體振蕩器和用于控制該振蕩器的功能組成).

通常,將第3E層定義為與以前存在的第3層時鐘兼容(即,它具有與第3層相同的拉入/保持要求).但是,第3E層對漂移和保持濾波的要求比第3層要嚴格得多.GR-436-CORE建議第3E層時鐘是用于構建集成定時電源(BITS)應用的最小時鐘.另外,建議在除BITS之外的網元中不要使用3E層或更高質量的時鐘(例如,建議傳輸網元使用3層或更低質量的時鐘).

3.術語和定義*

3.1自由運行精度

時鐘的準確性是在沒有任何參考的情況下產生盡可能接近標稱頻率的頻率的能力的度量.如第3.2節所述,通過最大分數頻率偏移來定量表示和定義頻率精度.表4-1、4-4、4-7列出了各個時鐘層級別(Stratum2、3E,3)的自由運行精度值.自由運行精度代表最大長期(20年)偏差極限從額定頻率開始,沒有外部頻率參考(自由運行模式).

3.2頻率精度

本文檔中使用精度來表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.(有關模式的討論,請參見第3.6節.)定義精度,以使時鐘的分數頻率偏移量的大小不超過指定的數字,其中:

分數頻率偏移=(f-fd)/fd

f=時鐘的實際頻率輸出

fd=理想或理想頻率.

3.3頻率漂移

漂移是衡量時鐘的頻率精度(或偏移量)如何隨時間變化的量度.通常使用漂移(以及初始保持精度或偏移限制以及可能與溫度有關的因素)來限制保持模式下時鐘的頻率偏移.

3.4保持穩定性

保持穩定性表示丟失所有頻率參考后(保持模式)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,更詳細的條件出現在引用的部分或文檔中.

保持石英晶振頻率穩定性是在保持模式下(在下面的第3.5節中定義)下時鐘性能的一種量度,并通過最大分數頻率偏移和(在某些情況下)漂移來定量表示和定義.表4-1、4-4、4-7列出了適用于各種時鐘層次的復合保持穩定性值.當第2層,3E或3時鐘1在保持模式下運行時,這些值和本節中包含的保持穩定性要求適用,但已被鎖定到第1層質量信號的時間足以確定時鐘的保持值.

3.5保持模式

保持模式是時鐘的工作條件,該時鐘失去了基準,正在使用先前獲取的數據(以正常模式運行時)來控制其輸出信號.通常,在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(以減少參考頻率期間可能發生的任何短期變化的影響).正常操作).

3.6自由運行模式

自由運行模式-時鐘的自由運行模式是在完全內部控制輸出信號且不受當前參考或先前參考影響的情況下的工作條件.自由運行模式是第1層時鐘的正常模式.在某些異常情況下,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別的時鐘,而通常不會與該模式關聯警報.

3.7插入范圍

引入范圍是對額定時鐘速率的最大輸入頻率偏差的度量,可以通過時鐘克服該偏差,以使其自身與參考信號同步.此要求適用于時鐘自由運行頻率的精度極限值.

3.8徘徊

漂移在ANSIT1.101中定義為數字信號的重要時刻從其理想位置的長期變化.長期變化是指低頻變化(例如,小于10Hz)的變化.通常根據最大時間間隔誤差(MTIE)和時間偏差(TDEV)來指定和測量石英振蕩器漂移.

3.9時間間隔誤差(TIE)

TIE定義為給定信號在特定時間段內相對于理想定時信號的時間延遲變化.此時間段稱為觀察時間S.相對于引起滑移的相位時間誤差,相時間誤差小,通常表示為TIE,可以以納秒(ns),微秒(ms)為單位進行測量或用戶界面.圖3-1顯示了TIE以及MTIE的示例,兩者都是觀察時間S的函數. 

圖3-1:TIE和MTIE示例

3.10最大時間間隔錯誤(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,對于指定瞬變,限制最大漂移和控制頻率偏移特別有用.有關MTIE的更多信息,請參閱ANSIT1.101中的附件C.

3.11時間偏差(TDEV)

TDEV[或dx(t)]以時間單位表示(例如,納秒),并且是時間方差(TVAR)的平方根,時間方差(TVAR)在第3.12節中進行了數學定義.在給定的積分時間,TDEV本質上是對通過帶通濾波器測得的時序信號相位噪聲的均方根能量的計算,濾波器的特性由積分時間決定.因此,TDEV對于指定相位噪聲的頻譜含量特別有用.這對于指定時鐘必須執行多少濾波的漂移傳輸要求是必需的.在流浪產生要求中,限制在各種頻率下產生的流浪也很有幫助,以便可以通過下游時鐘對其進行濾波,并可以控制網絡流浪的累積.有關TDEV的其他信息,請參見ANSIT1.101的信息性附錄D.

在評估TDEV結果時,重要的是要認識到TDEV是一個統計參數,因此具有有限的置信度,必須將其考慮在內.通常,當從更長的測量周期中收集的數據進行計算時,TDEV結果具有較高的置信度(即,隨著測量周期與積分時間之比的增加,測量的置信度會提高).但是,確切的關系是一個正在研究的問題.在制定任何其他準則之前,一種方法是僅將TDEV結果用于積分時間,該時間是總測試時間的特定比例.例如,測試產品是否符合適用的漂移生成要求的實驗室可以決定僅使用最多占總測試時間十分之一的積分時間.因此,要測量TDEV的最長集成時間為10,000秒,將需要100,000秒的數據.

3.12時間差異(TVAR)

TVAR[或dx2(t)]等于TDEV的平方,并且是信號作為積分時間的函數的預期時間變化的量度.TVAR還可以提供有關信號相位時間噪聲的頻譜內容的信息,并以時間平方為單位表示.

4,各種層級,無線同步和~P要求以及推薦的CTS振蕩器

4.1各個階層的水平

如上所述,北美同步網絡的時鐘分為四個基本“層”級別(即第1、2、3和4層),其中第1層時鐘最準確,第4層時鐘最不準確.2、3E和3時鐘構成服務提供商同步網絡的主要分配部分.這些時鐘通常成對部署在NE(網元)中(即,作為獨立的冗余單元,每個冗余單元由一個貼片振蕩器和用于控制該振蕩器的功能組成).這里特意不討論Stratum1和Stratum4.

4.1.1第2層

第2層需求

表4-1:第2層要求

基于電信公司GR-1244-CORE的地層定時定義,第4期,2009年10月

表4-2:基于TelcordiaGR-1244-CORE注釋的第2層時序定義(如下所示):

1. 自由運行精度:典型持續時間為20年的標稱頻率的最大偏移.

2. 保持穩定性:失去參考時頻率的最大變化.

3. 拉入范圍:參考鎖定所需的最小APR(絕對拉入范圍).

4. 初始偏移:參考丟失后第一分鐘左右的初始頻率偏移.

5. 溫度穩定性:在整個工作溫度范圍內,所有其他參數保持相當恒定.

6. 漂移:當溫度保持在5℉以內時,與老化和非溫度環境影響相關的頻率的最大變化

推薦第2層應用的電流互感器振蕩器

表4-3:第2層應用的推薦電流互感器振蕩器

4.1.23E地層

表4-4:Stratum3E要求

基于TelcordiaGR-1244-CORE的層定時定義,2009年10月第4期

表4-5:基于TelcordiaGR-1244-CORE的Stratum3E時序定義

推薦用于Stratum3E應用的CTS振蕩器

表4-6:地層3E應用的推薦CTS振蕩器

**:XXX代表該系列的具體零件號.

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