广播电视时间同步组网方式的改进

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1、广播电视时间同步组网方式的改进朱勤伟广州珠江数码集团有限公司数字播控部摘要：本文详细介绍时间同步的概念和主要的时间同步办法，结合各广播电视系统时间同步组网方式的现状，提出了将时间同步组网由混合同步方式调整为主从同步方式的建议。关键词：时间同步广播电视EBU时码NTP混合同步主从同步时间同步对于广播电视系统起着非常重要的作用，各电视台都已建立了基于GPS的时间同步系统。但在实际运行中，在排除传输延时的因素后，不仅各电视台之间的时间仍然会出现不同步的现象，电视台内部也会出现不同步的情况，每逢重大直播和转播时，各业务部门还是要通过对

2、讲系统进行人工对时。要解决这一问题，就需要详细了解时间同步的概念和主要的时间同步办法，才能提出有效的解决办法。输链路和外界干扰引起的信号质量劣化和可靠性降低使得网络性能降低。混合同步方式将全网划分为若干个同步区，在区内设置主基准钟，各同步节点配置从钟，同步区内为主从同步网，同步区间为准同步方式。这样可以减少时钟级数，缩短定时信号传送距离，改善同步网性能。当同步区主基准时钟精度较高时，区间链路的周期性滑动很少，满足指标要求。全球卫星定位系统的出现，为获得高精度频率基准提供了条件，卫星定位系统具有铯钟级别的高精度长期频率准确度，再

3、配合本地短期稳定度好的高稳受控铷钟，可以获得满意的区内基准时钟。时间同步组网方式1时间同步可分为准同步、主从同步、混合同步三种主要方式。1．1准同步方式准同步方式是指在时间同步网内各个节点上，都设立较高精度的独立时钟，各时钟独立运行，互不控制。优点是简单、灵活，缺点是存在周期性的滑动。1．2主从同步方式主从同步方式是指在网内设置基准时钟和若干从钟，以主基准时钟控制从钟的信号频率。主从同步的优点是，正常情况下不存在周期性滑动，对从钟性能要求低，建网费用低。缺点是传输链路的不可靠会影响时钟传送，同时存在产生定时环路的可能。时钟设备

4、的等级划分2在实际应用中，时间同步网多采用分级主从同步结构，由此引出了时钟设备的分级，根据精度和应用场合，可分为PRC／LPR基准钟、二级节点钟和三级节点钟三种，分别适用于网络核心层、汇聚层和接入层。PRC称为永久基准钟（PrimaryReferenceClock），LPR称为区域基准钟（LocalPrimaryReference），PRC和LPR均为一级基准钟，其性能指标满足ITU－TG．811建议。PRC是由铯钟源或氢钟源提供高精度基准信号，由于成本和维护的原因，PRC图1IRIGB与DCLS对照图导航卫星系统提供高精度时

5、钟源，从卫星信号中解码出标准秒脉冲1PPS（即标准1Hz信号）。LPR配置简单、可靠性高、价格低廉，且性能指标完全满足国际标准对基准钟的要求，因此，LPR成为时间同步网主用的基准钟系统。LPR输出的信号，可通过各种方式进行传递给二级节点钟，再传递给三级节点钟。一般而言，二级节点钟配备铷钟振荡器作为数字锁相环，价格较高。三级钟配备了基于高稳晶体振荡器的数字锁相环，价格低廉，可大量配备使用。IRIG－DCLS信号可通过SDH的2M专线传输。IRIG－B普通方式与IRIG－DCLS方式的比较如图1所示。3．4串行口ASCII字符串通

6、过RS232／RS422串行通讯口，将时间信息以ASCII码字符串方式进行编码，这种接口没有统一的标准，一般使用UT－ONCORE命令集输出日期及时间信息，或者一些自定义信息，传输距离限制在150m以内（加光电隔离驱动）。3．5EBUEBU时钟协议广泛应用于广播电视，由SMPTE12M规范定义，主要应用于电影、电视和音乐的存储，3主要时间同步信号时码被作为媒介的元数据一同录制。EBU仅包含时、分、秒、视频帧信号，不包括年、月、日信号。SMPTE12M分为SMPTE12M－1纵向时间码LTC和SMPTE12M－2辅助时间码ATC

7、。3．6NTP（NetworkTimeProtocol）NTP协议定义了分布式时间服务器和客户端之间进行时间同步的机制，它定义了协议实现过程中所使用的结构、算法、实体和协议。NTP是一个简单高效的协议，至多每分钟一个数据包即可将两台机器同步至毫秒量级。它采用层级的概念来描述一台机器离时间源有几个层级。NTP有一套严密的方法防止时间网上的“时间自环”和防止同步于时间不准确的时间服务器。它是通过两种方法来实现的：首先，永远不能同步于自已发布的时间；然后，NTP比较几个时间服务器同时发布的时间，时间值明显差异于其它时间服务器的那个时

8、间服务器将不被NTP用于时间同步，即便它的层级显示最低。为了防止被攻击，NTP协议还可以提供认证和加密的功能。当前应用较为广泛的时间同步技术主要是DCLS、NTP和EBU方式。其中利用DCLS和EBU技术获得的时间精度较高，但该方法无法实时监测传输从基准钟获得标准时间后，需要