摘要

  介紹了鐘源技術和鎖相環技術，分析了現有的幾種時間同步技術，展望了同步技術的發展趨勢。

  1  引言

  作為數字通信網的基礎支撐技術，時鐘同步技術的發展演進始終受到通信網技術發展的驅動。在網絡方面，通信網從模擬發展到數字，從TDM網絡為主發展到以分組網絡為主；在業務方面，從以TDM話音業務為主發展到以分組業務為主的多業務模式，從固定話音業務為主發展到以固定和移動話音業務并重，從窄帶業務發展到寬帶業務等等。在與同步網相關性非常緊密的傳輸技術方面，從同軸傳輸發展到PDH，SDH，WDM和DWDM，以及最新的OTN和PTN技術。隨著通信新業務和新技術的不斷發展，其同步要求越來越高，包括鐘源、鎖相環等基本時鐘技術經歷了多次更新換代，同步技術也在不斷地推陳出新，時間同步技術更是當前業界關注的焦點。

  2  時鐘技術發展歷程

  時鐘同步涉及的最基本技術包括鐘源技術和鎖相環技術，隨著應用需求的不斷提高，技術、工藝的不斷改進，鐘源技術和鎖相環技術也得到了快速的演進和發展。

  （1） 鐘源技術

  時鐘振蕩器是所有數字通信設備的基本部件，按照應用時間的先后，鐘源技術可分為普通晶體鐘、具有恒溫槽的高穩晶振、原子鐘、芯片級原子鐘。

  一般晶體振蕩器精度在nE-5~nE-7之間，由于具有價格便宜、尺寸小、功耗低等諸多優點，晶體振蕩器在各個行業和領域中得到廣泛應用。然而，普通晶體鐘一般受環境溫度影響非常大，因此，后來出現了具有恒溫槽的晶體鐘，甚至具有雙恒溫槽的高穩晶體鐘，其性能得到很大改善。隨著通信技術的不斷發展，對時鐘精度和穩定性提出了更高的要求，晶體鐘源已經難以滿足要求，原子鐘技術開始得到應用，銣鐘和銫鐘是其中最有代表性的原子鐘。一般來說，銣鐘的精度能達到或優于nE-10的量級，而銫鐘則能達到或優于1E-12的量級。

  然而，由于尺寸大、功耗高、壽命短，限制了原子鐘在一些領域的應用，芯片級原子鐘有望解決這個難題。目前民用的芯片級原子鐘基本上處于試驗階段，其尺寸只有立方厘米量級，耗電只有百毫瓦量級，不消耗原子，延長了使用壽命，時鐘精度在nE-10量級以上，具有很好的穩定性。芯片級原子鐘將在通信、交通、電力、金融、國防、航空航天以及精密測量等領域有著廣泛的應用前景。

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