天津本地网程控电话交换机时间自动同步方案
摘 要：针对天津本地固话网出现的程控电话交换机时间不同步的问题，介绍了时间同步有关的要领和利用天津本地固话网管系统实现程控电话交换机时间同步的可行性与设计方案，以及系统开发的结果等。认为该项开发具有较大的推广价值。
要害词：本地固话网；程控电话交换机；时间同步
1 引言
随着通信市场竞争的日趋激烈，持续地为客户提供优质的服务已成为通信网络运行维护工作的终极目标，因此不断发现和解决网络运行中的问题，提高网络运行的质量，达到为客户提供优质服务的目的，是通信网络运行维护工作的一项重要内容。
最近一侧面时间，在天津本地固话网中出现了因程控电话交换机的时间不同步而产生重话单的问题。由于原程控电话交换机的时间校正均是由手工进行的，即由机房工作人员通过拨打010117收听北京的报时并以此报时为标准设定程控电话交换机的时间，使得时间设定实时性差，准确性不高，各程控电话交换机运行的时间不同步，而出现了重话单的情况，影响了为客户服务的质量。为了解决这个问题，天津通信公司网管中心，根据多年来开发、维护网管系统的经验，提出了利用本地固话网管网络来实现全网程控交换机时间自动同步的方案，并进行了相应的开发和试验，获得了成功。现对这一方式和开发、试验的结果介绍如下。
2 时间同步有关的概念
精确可靠的时间同步在计算机通信网中是非常重要的。比如利用计算机通信网进行网络治理，就需给有关文件和事件打上时间戳，以利于故障的定位和处理；对广域网数据包进行时延测量和分析，才能正确判定网络的时延因电子商务交易的过程中，需要以可信的时间（Trust time）作为交易的法律依据等等。在通信网中同样需要时间的同步，通过时间同步减少计费信息的错误和避免重话单的问题，同时也可以在不同的通信运营商之间实现正确的网间结算。
2.1 时间标准
时间同步离不开时间标准，时间标准主要有以下几种：
（1）世界时
世界时是最早的时间标准。在1884年，国际上将1s确定为全年内每日平均长度的1/8.64×104。以此标准形成的时间系统，称为世界是，即UT1。1972年国际上开始使用国际原子时标，从那以后，经过格林威治老天文台本初子午线的时间便被称为世界时，即UT2，或称格林威治时间（GMT），是对地球转速周期性差异进行校正后的世界时。
（2）原子时
1967年，人们利用铯原子振荡周期极为规律的特性，研制出了高精度的原子时钟，将铯原子能级跃迁辐射9192631770周所经历的时间定为1s。现在用的时间就是1971年10月定义的国际原子时，是通过世界上大约200多台原子钟进行对比后，再由国际度量衡局时间所进行数据处理，得出的统一的原子时，简称TAI。
（3）世界协调时
世界协调时是以地球自转为基础的时间标准。由于地球自转速度并不均匀，并非天天都是精确的86400原子s，因而导致了自转时间与世界时之间存在18个月有1s的误差。为纠正这种误差，国际地球自转研究所根据地球自转的实际情况对格林威治时间进行增减闰s的调整，与国际度量衡局时间所联合向全世界发布标准时间，这就是所谓的世界协调时（UTC:Coordinatde Universal Time）。UTC的表示方式为：年（y）、月（m）、日（d）、时（h）、分（min）、秒（s），均用数字表示。
2.2 时间信号的格式和传输方式
目前常用的时间信号格式主要有时间码和NTP（Network Time Protocol）两种。
（1）时间码
时间码包括IRIG（Inter Range Instrumentation Group）、DCLS(DC Level Shift )和ACTS(Automatde Computer Time)等几种；
a.IRIG：由IRIG组织于1965年开发的，其版本为IRIG Standard 200-95，并分成A、B、C、D、E、G、H几种。基保，最为常用的是IRIG-B，传输介质可用双绞线和同轴电缆，精确度为10μs～100μs。
b.DCLS：是IRIG-B的一种非凡形式，通过64kbit/s的数字数据网（DDN:Dingital Data Net-works）的线路进行传输，无传输距离的限制，精确度为10μs～1000μs。
c.ACTS：由NIST（National Institute of Stan-dard and Technology）开发的，通过Modem/ISDN的拨款号方法进行传输，也没有传输距离的限制，精确度为10μs～1000μs。
（2）NTP
NTP是由美德拉瓦大学的D.L.Mills教授于1985年提出的，除了可以估算封包在网络上的往返延迟外，还可独立地估算计算机时钟的偏差，达到在网络上实现高精准度计算机校时的目的。在网络中提供高精度、高可靠性时间标准的Internet协议，基于UTP报文。其从诞生到今天已有十多年的历史，最新的版本为4.0(RFC-1305)，精确度为：局域网10μs～10ms；Internet 100μs～1000μs。
2.3 全球定位系统
全球定位系统（GPS:Global Positioning System ）是美国从20世纪70年代开始研制的，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全部建成。GPS系统包括空间（GPS卫星）、地面控制-地面监控系统和用户设备（GPS信号接收机）三大部分。GPS信号接收机可接收用于授时、准确至纳秒（ns）级的时间信息。尽管在GPS测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差，以及在定位计算时会受到卫星广播星历误差的影响等，但在相对定位时大部分公共误差都会被抵消或削弱，定位的精度也会大大提高。
授时型接收机主要利用GPS卫星提供的高精时间标准进行授时，常用于天文台及无线电通讯的时间同步。按接收机的载波频率分类，有单频接收机和双频接收机两种。采用GPS授时型接收机提供的高精度时间一般被用作时间源。
