SDH_SONET网络同步分层结构的时钟标准及测试方法
如果环路带宽为0.1Hz,则高于0.1Hz的晶体振荡器相位噪声将会无衰减地通过。
时钟标准以滤波后抖动的最大幅度(以UI为单位的峰-峰值)来规定抖动要求,而漂移则是以最大时间间隔误差(MTIE)和时间偏差(TDEV)来规定的。
时间间隔误差(TIE)显示了被测时钟的边沿相对于理想时钟的边沿在时间上偏离的程度。并不是对时钟的每个连续边沿都进行测量,而是通常间隔 30 ms,以降低采集的数据量(一般需持续 27 小时),同时高速变化(抖动)也不是此处所考虑的。TIE 通常以[ns]表示,但也可以使用[us]和UI为单位来表示。
MTIE是通过对TIE数据进行计算,寻找一个滑动窗口内TIE的最大(峰-峰)变化而得到的,如图2所示。 首先,我们从宽度等于两个TIE样本间时间(?0) 的最小窗口开始,使其滑过TIE测量期间并找到
MTIE(?0)。接着,增大滑动窗口的尺寸并找到新窗口的 MTIE(2*?0)。重复这一过程,直到滑动窗口的尺寸等于测量期间 (N*?0)。此过程可使用以下公式来表示。
n = 1, 2, ..., N
MTIE特别适合用于估计帧调节器中使用的环形缓冲区的最小尺寸,用于补偿将数据写入环形缓冲区的线路时钟(提取时钟)与由时钟卡 DPLL 和线路卡 DPLL/APLL 产生的、用于从缓冲区中读取数据的本地时钟之间的相位误差。
尽管 MTIE 对于表征最大相位误差非常有用,但它不含关于漂移频谱的任何信息。漂移的频谱,连同造成漂移的噪声过程类型一起,可通过TDEV获得。可通过TDEV检测和量化的噪声有:白相位噪声、闪烁相位噪声、白频率噪声、闪烁频率噪声以及随机漫步频率噪声。
TDEV以统计的方式通过积分时间展示了时钟相位偏离理想时钟的程度。由于频率是时间的倒数,因此较小的积分时间表示存在较高的漂移频率分量,而较大的积分时间则表示存在较低的频率分量。可以看到,TDEV 等效于通过一个中心频率为 0.42/?的带通滤波器测得的均方根相位噪声功率,其中?为 TDEV积分时间。
TDEV是通过从 TIE 样本取得二阶差分而计算得到的,其计算如下: