1pps+tod接口物理电器特性及tod协议格式规范.docx
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1pps+tod接口物理电器特性及tod协议格式规范
1pps+TOD接口物理电器特性及TOD协议格式规范
中国移动
关于TD无线系统高精度时间同步
的功能、性能和时间接口技术规范
（修订稿）
TD无线系统的同步功能要求
1.1.1时间同步总体要求
Ø不同基站间空口同步信号相对时间误差小于3us。
Ø基站空口载波频率偏差优于+/-0.05ppm。
Ø基站输入抖动容限不小于±200ns（3σ情况下）。
ØBBU+多级RRU串连级联时空口相对传输输出接口的时间偏差小于±300ns（3σ情况下）。
Ø基站应提供1PPS＋TOD输入/输出时间接口和1588v2FE输入端口。
Ø在时间输入接口应具备时延补偿功能，补偿范围10ns～10us，补偿步长不高于10ns；输出口补偿功能可选。
Ø基站能够支持通过1pps＋TOD时间接口、1588v2FE端口以及内置卫星接收机模块等多种方式获取时间同步，不同方式间能够相互备份，实现基站时间源的冗余保护。
1.1.2基于1PPS+TOD方式的时间同步功能要求
Ø基站能够支持通过1PPS信号和TOD信息输入，获得同步定时信息，使基站与传输网络上游时间服务器之间实现满足空口时间和频率精度要求的同步。
ØTOD信息波特率默认为9600，无奇偶校验，1个停止位，8个数据位，应在1PPS上升沿1ms后开始传送TOD信息，并在500ms内传完，此TOD消息标示当前1PPS上升沿时间。
TOD协议报文发送频率为每秒1次。
Ø对于1PPS秒脉冲，采用上升沿作为准时沿，上升时间应小于50ns，脉宽应为20ms～200ms。
Ø1PPS和TOD信息传送采用422电平方式，物理接头采用RJ45或DB9，其电气特性满足相应标准要求，线序要求如下：
PIN
信号定义
说明
1
NC
默认态为悬空（高阻）
2
NC
默认态为悬空（高阻）
3
422_1_N
1PPS
4
GND
RS422电平GND
5
GND
RS422电平GND
6
422_1_P
1PPS
7
422_2_N
TOD时间信息
8
422_2_P
TOD时间信息
1.1.3基于以太网接口的时间同步功能要求
Ø基站应支持1588V2时间解析功能，能够通过以太网接口恢复出时间同步定时信息，使基站与传输网络上游时间服务器之间实现满足空口时间和频率精度要求的同步。
Ø对于NODEB的1588v2同步功能应至少支持Slave状态。
Ø对于NODEB的1588v2同步功能支持边界时钟（Boundary）模式。
Ø从Iub接口获取的时间同步信号精度在不同的传输网络负荷下应能够得到保证，特别是采用IP包进行同步消息传递时。
Ø应支持1588V2以太网接口FE或GE，其应符合IEEE802.3。
1.21PPS+TOD接口中TOD的协议规范
TOD协议应采用二进制方式进行编码，具体帧定义和消息定义见1.2.1节和1.2.2节。
1.2.1TOD帧定义
TOD帧结构如下图所示：
TOD消息使用完整的8bit一个字节的数据进行传输，采用校验和保护，使用消息类型和消息ID两级的方式对消息进行分类。
对于超过一个字节的域，需遵循BigEndian规范，bit0代表最高位。
TOD帧解释：
（1）帧头
由SYNCCHAR1和SYNCCHAR2两个字节组成。
SYNCCHAR1：
一个字节固定数值0x43表示，表示ASCII码中“C”字符。
SYNCCHAR2：
一个字节固定数值0x4D表示，表示ASCII码中“M”字符。
（2）消息头
由消息类和消息ID两个字节组成。
CLASS：
消息类规定了TOD消息的基本分类，一字节长度。
ID：
消息ID定义了具体TOD消息的编号，一字节长度。
（3）消息长度域
由两个字节组成。
消息长度字域计算的有效范围只包括消息的净载荷（payload），不包含帧头，消息头，消息长度本身和校验和域。
（4）载荷域
消息内容，由若干字节组成。
（5）循环冗余检验（FCS）域
循环冗余检验码的生成多项式为：
1.2.2TOD消息定义
1.2.2.1时间信息消息
消息名称
时间信息消息
描述
时间信息
类型
每秒周期上报
注视
-
消息结构
类型
编号
长度
载荷
校验和
0x01
0x20
14
14Bytes
FCS
载荷内容：
字节
偏移量
数据
类型
缩放比
名称
单位
注释
0
U4
-
周内秒
TOW
s
GPSSecondtimeofWeek
GPS时间周内秒
4
I4
-
Reserved
-
保留
8
U2
-
周数
week
-
GPSweek（GPStime）
GPS时间周数
10
I1
-
LeapS
s
LeapSeconds（GPS-UTC）
GPS时与UTC时偏移量
11
U1
-
秒脉冲状态
-
0x00=正常
0x01=降质
0x02=不可用
其它保留
12
U1
-
TAcc
-
PPS抖动量级（0-255）：
0–0ns
1-15ns
2-30ns
…
255-无意义
注：
传输设备固定设置为255
13
U1
-
Reserve
-
保留
14
U1
-
Reserve
-
保留
1.2.2.2时间状态消息
消息名称
时间状态消息
描述
表示当前发出的时间信息的状态
类型
每秒周期上报
注释
适用于卫星接收机
消息结构
类型
编号
长度
载荷
校验和
0x01
0x03
15
15Bytes
FCS
载荷内容：
字节
偏移量
数据
类型
缩放比
名称
单位
注释
0
U1
-
时钟源
类型
-
0x00：
北斗
0x01：
GPS
0x02：
1588
1
U2
-
时钟源工作状态太
-
GPSfixType,range0..3
0x00=nofix
0x01=deadreckoningonly
0x02=2D-fix
0x03=3D-fix
0x04=GPS+deadreckoningcombined
0x05=Timeonlyfix
0x06..0xff=reserved
3
U2
-
监控告警
Monitor
Alarm
-
时钟源状态告警：
Bit0:
notused
Bit1:
Antennaopen
Bit2:
Antennashorted
Bit3:
Nottrackingsatellites
Bit4:
notused
Bit5:
Survey-inprogress
Bit6:
nostoredposition
Bit7:
Leapsecondpending
Bit8:
Intestmode
Bit9:
Positionisquestionable
Bit10:
notused
Bit11:
Almanacnotcomplete
Bit12:
PPSwasgenerated
5
U1
-
Reserved
-
-
6
U1
-
Reserved
-
-
7
U4
-
Reserved
-
-
11
U4
-
Reserved
-
-
1.2.2.3数据类型定义
以上数据类型定义如下：
Short
Type
Size（Bytes）
Comment
Min/Max
Res
U1
UnsignedChar
1
0..255
1
I1
SignedChar
1
2'scomplement
-128..127
1
U2
UnsignedShort
2
0..65535
1
I2
SignedShort
2
2'scomplement
-32768..32767
1
U4
UnsignedLong
4
0..4'294'967'295
1
I4
SignedLong
4
2'scomplement
-2'147'483'648..2'147'483'647
1
R4
IEEE754SinglePrecision
4
-1*2^+127..2^+127
~Value*2^-24
R8
IEEE754DoublePrecision
8
-1*2^+1023..2^+1023
~Value*2^-53
CH
ASCII/ISO8859.1Encoding
1
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