YD T 3993-2021 基准主时间（PRTC）设备测试方法.pdf

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1、 ICS 33.040.20 CCS M33 中 华 人 民 共 和 国 通 信 行 业 标 准 YD/T 基准主时 间（PRTC ）设备测 试方法 Test methods of Primary Reference Time Clock （PRTC ）equipment （报批稿） 20 - 发 布 20 - 实 施 中 华 人 民 共 和 国 工 业 和 信 息 化 部 发布 YD I 目 次 前 言 . II 1 范围 . 1 2 规范 性引 用文 件 . 1 3 术语 和定 义 . 1 4 缩略 语 . 1 5 仪表 测试 配置 要求 . 1 6 PRTC 设 备功 能测 试 . 2

2、6.1 输 入功 能测 试 . 2 6.1.1 时间 同步 输入 功能 测 试 . 2 6.1.2 卫星 接收 机功 能测 试 . 3 6.1.3 频率 同步 输入 功能 测 试( 可选) . 3 6.2 本 地时 钟功 能测 试 . 4 6.3 本 地时 标功 能测 试 . 4 6.4 时 间和 频率 输出 功能 测试 . 5 6.5 监 控管 理功 能测 试 . 6 7 PRTC 设 备性 能测 试 . 6 7.1 锁 定模 式下 的时 间误 差 . 6 7.2 锁 定模 式下 的漂 移产 生 . 7 7.3 抖 动产 生 . 7 7.4 保 持特 性 . 8 7.5 相 位不 连续 性

3、. 9 II 前 言 本 文件 按照 GB/T 1.1-2020 标准 化工 作导 则 第 1 部 分： 标 准化 文件 的结 构和 起草规 则 的规 定 起 草。 请注意 本文 件的 某些 内容 可能涉 及专 利 。 本文 件的 发布机 构不 承担 识别 这些 专利的 责任 。 本 文件 由中 国通 信标 准化 协会提 出并 归口 。 本 文件 起草 单位 ： 中国 信 息通信 研究 院 、 中 国联 合 网络通 信集 团有 限公 司 、 中国移 动通 信集 团有 限 公司、 中兴 通讯 股份 有限 公司、 华为 技术 有限 公司 、 中国 信息 通信 科技 集团 有限公 司 。 本 文件

4、主要起 草人 ： 潘峰 、 胡昌 军、张 贺 、 刘欣、 吕博、 李曙方 、缪 新育、 程华、 韩柳燕 、 罗 彬、 吕京飞 、杜 希。 1 基准 主时 间 （PRTC ）设备 测试方 法 1 范围 本 文件描述 了基准主 时间 （PRTC ） 设备的 测试方 法 ，包括 输入 功能测试 、 本 地时钟 功能 测试、 本 地时标 处理 功能 测试 、 输 出功能 测试 、 监 控管 理功 能测试 、 锁定 模 式下 的时 间误差 测试 、 锁 定模 式下的 漂移产 生 测 试、 抖动 产生 测试 、 保持 特性 和相 位不 连续性 测试 等 。 本 文件适用于 基准主时 间 （PRTC ） 设

5、备， 也适用于 基准主时间（PRTC ）与电 信祖时钟（T-GM ） 组合的 设备 。 2 规范性 引用 文件 下列文 件中 的内 容通 过文 中的规 范性 引用 而构 成本 文件必 不可 少的 条款 。 其 中 ， 注日 期的 引用 文件， 仅该日期 对应 的 版本 适用 于本文 件 ； 不 注日 期的 引 用文件 ， 其最 新版 本( 包括 所有的 修改 单) 适 用于 本文 件。 YD/T 2375-2019 高 精度 时 间同步 技术 要求 YD/T 2879-2015 基 于分 组 网络的 同步 网操 作管 理维 护（OAM ） 技术 要求 YD/T 3330-2018 支持 通信

6、应用的 北斗 授时 设备 测试 方法 YD/T 3841-2020 基 准主 时间(PRTC) 设 备技 术要 求 3 术语和 定义 本文件 没有 需要 界定 的术 语和定 义。 4 缩略语 下列缩 略语 适用 于本 文件 。 DCLS ：直 流电 平变 换（DC Level Shift ） ESMC ： 以太 网同步 信息 通道(Ethernet Synchronization Messaging Channel) GNSS ：全 球导 航卫 星系 统 （Global Navigation Satellite System ） IRIG ： （美 国） 靶场 仪器 组 （Inter Rang

7、e Instrumentation Group ） MTIE ：最 大时 间间 隔误 差 （Maximum Time Interval Error ） PPS ： 秒脉 冲（Pulse per Second ） PRTC ：基 准主 时间 (Primary Reference Time Clock) PTP ：精 确时 间协 议（Precision Time Protocol ） SSM ： 同步 状态 信息 （Synchronization Status Message ） TDEV ： 时间 偏差 （Time Deviation ） TE ：时 间误 差（Time Error ） T-GM

8、 ：电 信祖 时钟 （Telecom Grand Master ） ToD ： 当前 时刻 （Time of Day ） UTC ： 协调 世界 时 （Coordinated Universal Time ） 5 仪表测 试配 置要 求 用于测 试 基 准主 时间(PRTC) 设备 的仪 表应 满足 表 1 的配置 要求 。 表 1 用于 基准 主时间(PRTC) 设备 测试 的仪 表配 置要 求 序号 测试仪表 配置要求 2 1. 频率参 考源 具备2048kHz 、2048kb/s 、10MHz 输 出接 口， 频率 准确度 应优 于 1.0E-12 。 2. 频率测 试仪 具备同 步以

9、太 、2048kHz 、2048kb/s 或 10MHz 频率 测 试接口 ， 抽样 率 不低于 1000Hz ，支 持漂 移 产生和 抖动 产生 测试 。 3. 示波器 具备2048kHz 、2048kb/s 、10MHz 接 口波 形测 试能 力 ，具备 1PPS 、 1PPS+ToD 、IRIG-B 码 、DCLS 波形 测试 能力 。 带 宽不 小 于 1GHz ， 采样 率不小 于2GSa/s, 存 储深 度不小 于 5Mpts 。 4. SSM 分 析仪 具备2048kb/s 和同 步以 太 频率测 试接 口， 支持 SSM 分析功 能。 5. 时间分 析系 统 a) 具备 GNS

10、S 接 收处 理功 能； b) 可 作为T-GM ，同 时支 持多路 PTP 和 1PPS+ToD 时 间输出 和输 入接 口； c) 支持 PTP 、1PPS 和 1PPS+ToD 时间 输入 性能 测试 ； d) 支持 PTP 报文 、1PPS+ToD 报 文输 入 分 析功 能； e) 作为 PTP 和1PPS+ToD 输出， 可 对 相关 参数 进行 修改 ； f) 支持 IRIG-B 和 DCLS 输 入分析 功能 和性 能测 试； g) 不 确定 度优 于5ns,分 辨率优 于0.1ns 。 6. 共视 接 收机 具备时 间 参 考输 出和 频率 参考输 出， 其中 时间 参考 输

11、出绝对 精度 相 对于UTC 优于 10ns ，频 率参考 输出 的频 率准 确度 优于 1.0E-13 。 7. 时 间 通用 计 数器 测量误 差优 于1ns， 分辨 率优 于 0.1ns 。 6 PRTC 设备 功能 测试 6.1 输入功能 测试 6.1.1 时间同步 输入 功能 测试 测试目 的 检查PRTC 设 备时 间同 步输入 功能 测试依 据 YD/T 3841-2020 的 5.1.1 测试仪 表 时间分 析系 统 测试配 置 被测设备 网管系统 时间分析系统 GNSS 时间 输入 时 间 输 出 GNSS 图 1 时间 同步 输入 功能 测 试配置 图 测试步 骤 a） 按

12、图 1 搭 建测 试拓 扑； b） 配置被 测设 备 只 跟踪 卫星 信号， 通过 网管 系统 检查 其工作 状态 ， 通 过时 间分 析系统 检 查 其输出 的 TE 值 ； c） 配置 被 测 设 备 只 跟踪来自时 间 分 析 系 统 的 时间输 入 信 号 ， 通过 网 管 系 统 检查其 工作 状 态，通 过时 间分 析系 统检 查 其输 出 的 TE 值； d） 配置被测设备同时 连接 卫星 信 号 和 时 间 分 析 系 统 的 时间输入信号， 并 设 置 不 同 的 优 先 级，通过 网 管系 统检查 被测 设备 在不同 时 间参 考信 号间是否 支持 自动 或 人工 倒换功能

13、 。 3 注意事 项 无 6.1.2 卫星接 收机 功能 测试 测试目 的 检查卫 星接 收机 功能 测试依 据 YD/T 3841-2020 的5.1.1.2 ，YD/T 3330-2018 的6.1 测试仪 表 卫星模 拟器 测试配 置 被测设备 网管系统 GNSS 卫星模拟器 图 2 卫星 接收 功能 测试 配 置图 测试步 骤 a） 按图 2 搭 建测 试拓 扑； b） 配置被 测设 备跟 踪来 自卫 星模拟 器的 卫星 信号 ， 通 过卫星 模拟 器分 别配置 不同 模式 的 卫 星信号 ，检测 被 测设 备 的 工作状 态 ； c） 对于多 模卫 星接 收 机 ， 当 主用卫 星系

14、统 接收 不 可用 时， 检查 其工 作状 态 及 告 警事件 ； 对 于单模 卫星 接收 机， 当其 卫星系统 不 可用 时， 检查 其工作 状态 及告 警事 件； d） 检查被 测设 备配置 的 卫星 接收机 数量 ， 检测 其 是否 支持 主 备用 卫星 接收 机之 间的切 换 功 能； e） 检测被 测设 备卫星 接 收机 的卫星 接收 灵敏 度， 测试 方法 按 YD/T 3330-2018 6.1 节的规 定 。 f） 检测被 测设 备是 否具备 天 线时延 补偿 功能 ，查 看补 偿的范 围和 精度 。 注意事 项 无 6.1.3 频率同 步输 入功 能测试(可选) 测试目 的

15、检查PRTC设备 频率 同步 输 入功能 测试依 据 YD/T 3841-2020 的5.1.2 、7.2 测试仪 表 频率参 考源 、频 率测 试仪 测试配 置 被测设备 网管系统 频率参考源 GNSS 频率 参考 频率 输出 频率测试仪 频率 输入 图 3 频率 同步 输入 功能 测 试配置 图 测试步 骤 a） 按图 3 搭 建测 试拓 扑； 4 b） 检查被 测设 备是 否支 持跟踪 来自 频率 参考 源的 外定 时频率 输入 信号 ， 并 确认 信号类 型 和 数量； c） 配置被 测设备 同时 连接 卫星 信号 和 频 率参 考 源 的频率 输入 信号 ， 检 查被测 设备 能否

16、根据 预设的 信号 优先 级 、 接收 或预置 的SSM 质 量等 级 在 不同频率 参 考信 号间 进行 自动或人工 倒换。 注意事 项 无 6.2 本地 时 钟功 能测试 测试目 的 检查设 备时 钟功能 测试依 据 YD/T 3841-2020 的5.2 测试配 置 被测设备 网管系统 频率参考源 GNSS 频率 参考 频率 输出 频率测试仪 频率 输入 时间分析系统 时间 输入 时间 输出 图 4 本地 时钟 功能 测试 配置 图 测试仪 表 频率参 考源 、时间 分 析系 统、 频 率测 试仪 测试步 骤 a) 按图 4 搭建 测试 拓扑 ； b) 检查被 测设 备配 置时 钟的 类

17、型 ， 例如 ，铷 钟 或 高稳 晶振； c) 检查被测设 备是否 支持时 钟卡的冗余 配置 ， 例如， 可通过人工 插拔或 网管配置 的方式 进行验证 ； d) 通过网 管检 查被 测设 备 时 钟是否 支持 自由 运行 、快 捕、锁 定、 保持 等工 作 状 态； e) 当被测 设备 丢失 所有 时间 和频率 参考 时， 检 查 其能 否基于 内部 时钟 进行 时间 守时 。 注意事 项 无 6.3 本地时 标功能 测试 测试目 的 检查设 备本 地时 标功能 测试依 据 YD/T 3841-2020 的5.3 测试配 置 被测设备 网管系统 时间分析系统 时间 输入 时间 输出 GNSS

18、 卫星模拟器 图 5 本地 时标 功能 测试 配 置图 测试仪 表 时间分 析系统 、 卫星 模拟 器 测试步 骤 a) 按图 5 搭建 测试 拓扑 ； 5 b) 配置被 测设 备跟 踪卫 星模 拟器信 号， 通过 卫星 模拟 器模拟 卫星 闰秒 操作 ， 确 认被测 设 备 能否正 常处 理； c) 配置被测设备跟踪时间 分析 系 统 的 时 间 输 入 信 号 ，手 动 更改时间分析系统的 闰秒输出 值，检 测被 测设 备的 工作 状态 及 时间 输出 结果 ； d) 在被测 设备 未接 所有 输入 信号 情 况下 ， 检 查其 工作 状态和 时间 输出 结果 ， 确 认是否 具备 本地时

19、 标处 理功 能 。 注意事 项 无 6.4 时间 和 频率 输出 功能 测试 测试目 的 检查设备 时间 和 频率 输出 功能 测试依 据 YD/T 3841-2020 的5.4 、7.1 、7.2 ，YD/T 2879-2015 ，YD/T 2375-2019 测试配 置 被测设备 网管系统 频率参考源 GNSS 频率 参考 频率 输出 SSM 分析仪 频率 输入 示波器 频 率 输 出 时间分析系统 时间 输入 时间 输出 图 6 时间 和频率 输 出功 能 测试配 置图 测试仪 表 时间分 析系 统 、 频率 参考 源 、SSM 分 析仪 、 示 波器 测试步 骤 a) 按图 6 搭建

20、 测试 拓扑 ； b) 检查设备 时间 和 频率 输出 接口的 种类 和数 量 ； c) 通过本 地维 护终 端确 认是 否支持PTP/1PPS/ 1PPS+ToD/ IRIG-B( 可选)/DCLS(可选) 接 口功能 及相 关参 数的 配置 ； d) 通 过时 间分 析系统 确认 相关 时间 接口 参数配 置是 否正 确， 验证 各个接 口的 数量 并分 析PTP 报文 、ToD 报文 、IRIG-B编 码格 式 、DCLS 编码 格 式 等是 否满 足要 求； e) 通过示波器检测被测设 备输 出 的2048kHz 、2048kb/s 、1PPS 、1PPS+ToD 、IRIG-B( 可

21、 选)、DCLS( 可选)接口 电气特性是 否满 足要 求 ； f) 配 置被 测设 备在正 常 跟 踪卫 星信 号 的 情况下 ， 通 过时 间分 析系 统检查 被测 设备 输出 的PTP 报 文是 否与 规范 要 求一致 ， 包 括报 文封 装、 报文传 送模 式、 报文 类型 、 报文 发 送间隔 、延 时机 制、One-step/Two-step 模 式等 ； g) 配 置被 测设 备 在跟踪 卫 星信 号 、 断开 卫星信 号后 守时 、恢 复跟 踪 卫星 信号 等不 同情 况下， 通 过 网 管 查 询 设 备 时 钟 工 作 状 态 ， 并 通 过 时 间 分 析 系 统 观 测

22、 被 测 设 备PTP 和 1PPS ToD 时间 接口 输出 的时间 状态 信息 ， 确认 其是 否符合YD/T 2375-2019 规 定的 要 求； h) 配 置被 测设备 多 路PTP输出 与 时间 分析 系统 进行 同时对 接 ， 并提 高PTP 报 文交 互频 率 为YD/T 2375-2019 规定的最大值 ，验证在压力 情况下 被测 设备的 工作状态 和时间 输 出性能 。 i) 在下述不同状 态下，通过SSM 分析仪测试 被测设备的2048kb/s 和SyncE输出 接口 的SSM 质量等 级， 确认 是否 符合YD/T 2375-2019 和YD/T 2879-2015 规

23、定 的 要 求： 1) 配置被 测设 备正 常跟 踪卫 星信号 ； 2) 断开被 测设 备的 卫星 信号 输入， 使其 仅 跟 踪频 率参 考源 ； 3) 断开 被 测设 备 所 有输 入信 号。 注意事 项 无 6 6.5 监控管 理功 能测试 测试目 的 检查设 备监 控管 理功能 测试依 据 YD/T 3841-2020 的5.5 测试配 置 被测设备 网管系统 频率参考源 GNSS 频率 输入 时间分析系统 时间 输入 图 7 监控 管理 功能 测试 配 置图 测试仪 表 时间分 析系 统、 频率 参考 源 测试步 骤 a) 按图 7 搭建 测试 拓扑 ； b) 检查被 测设 备网 管

24、接 口的 种类和 数量 ； c) 通过网 管系 统 检 查设 备是 否支持 操作 权限 划分 ，是 否支持 告警 分类 ； d) 通 过网 管系 统 检测 设备 是否 支持 时间 输入信 号的 长期 性能 监测 、时间 误差 性能 监测 门限越 限、 时间 输入 信号 丢失、 时间 不连 续性 等告 警 ； e) 通过网 管系统 检 测设 备 是 否支持 频率 输入 信号 的 性 能监测 ； f) 确认 被 测设 备 网管 系统 的配 置管 理、 性能管 理、 告警 管理 、安 全管理 等网 管功能 是 否符合YD/T 3841-2020 5.5 节规定 的要 求 。 注意事 项 无 7 PR

25、TC 设备 性能 测试 7.1 锁定 模 式下 的时间 误差 测试目 的 验证设备 锁 定模 式下的 时间 误差 性能 测试依 据 YD/T 3841-2020 的 6.1 测试配 置 被测设备 时间分析系统 GNSS 通用计数器 共视 接收机 GNSS 1PPS 时 间 参 考 时间 输出 1PPS 7 图 8 锁定 模式 下的 时间 误差 测试 配置 图 测试仪 表 时间分 析系 统、 通用 计数 器、共 视接 收机 测试步 骤 a) 按图 8 搭建 测试 拓扑 ； b) 确认被 测设 备处 于正 常工 作状态 ，且 锁定 卫星 信号 至少12h； c) 配置 时间 分 析系统 接收 来自

26、 共模 共视 接收机 的时 间参 考信 号， 测试被测 设备 的 时间 输出信 号， 包括PTP 、1PPS+ToD 、IRIG-B （ 可选 ） 、DCLS( 可选) 等 信号 ， 测试 时间 至 少24h ； d) 通过 通 用计 数器 比对 测试 来 自共 模共 视接 收机 的1PPS 信号 和 测试 被测 设备 的1PPS 输 出信号 ，测 试至 少24h 。 注意事 项 7.2 锁定 模 式下 的漂 移产 生 测试目 的 验证设备 锁定 模 式下 的漂移 产生 测试依 据 YD/T 3841-2020 的6.2 测试配 置 被测设备 时间分析系统 GNSS 通用计数器 共视 接收机

27、频率测试仪 频率 参考 GNSS 1PPS 时间 参考 时间 输出 1PPS 2MHz2Mbit/s10MHz 频率 参考 频率 参考 SyncE 图 9 锁定 模式 下的 漂移 产生 测试 配置 图 测试仪 表 频率测 试仪 、共视 接 收机 、通用 计数 器、 时间 分析 系统 测试步 骤 a) 按图 9 搭建 测试 拓扑 ； b) 确认被 测设 备处 于正 常工 作状态 ，且 锁定 卫星 信号 至少 12h ； c) 配 置时 间 分 析系统 、通 用计 数器 和 频 率测试 仪的 频率 参考 均来 自共模 共视 接收 机 ， 时间分 析系 统的 时间 参考 来自共 模共 视接 收机 ；

28、 d) 对于 PTP 、1PPS+ToD 、IRIG-B（ 可选 ） 、DCLS( 可选) 等时间 信号 ， 通 过时 间 分 析系 统 测试被测 设 备的 时间 输出 信号， 测试 时长 不少 于 120000s ； e) 对于 1PPS 输出 信 号， 通过 通用计 数器 比对 测试 被测 设备 的 1PPS 输出 与共 模共 视 接 收机 的 1PPS 输 出， 测试 时 长不少 于 120000s； f) 通过频 率测 试仪 以不 低于 30Hz 的抽 样率 测试设 备同步 以太 、2048kHz 或 2048kb/s 或10MHz( 可选) 输出 信号 的时间 间隔 误差 ，测 试时

29、 间至 少120000s ； g) 计算MTIE 和TDEV 。 注意事 项 7.3 抖动产生 8 测试目 的 检查设备 的 输出 抖动 测试依 据 YD/T 3841-2020 的6.3 测试配 置 被测设备 频率参考源 GNSS 频率 参考 频率测试仪 2MHz2Mbit/s10MHz 图 10 抖动 产生 测试 配置 图 测试仪 表 频率参 考源 、频 率参 考源 测试步 骤 a) 按图 10 搭 建测 试拓 扑 ； b) 确认被 测设 备处 于正 常工 作状态 ，且 锁定 卫星 信号 ； c) 通 过 频 率测 试 仪测 试 设备的2048kHz 或2048kb/s 或10MHz( 可

30、选) 接 口输 出 抖动 ，测 试 带宽为20Hz 100kHz ，测 试时长 为60s ； d) 测试3 次， 取最 大值 。 注意事 项 7.4 保持特 性 测试目 的 检查设 备的 时间 守时 性能 和 内部 时钟 保持 性能 测试依 据 YD/T 3841-2020 的6.4 测试仪 表 频率参 考源 、频 率测 试仪 、时间 分析 系统 测试配 置 被测设备 频率参考源 GNSS 频率 参考 频率测试仪 频率 输出 频 率 参 考 时间分析系统 时间 输出 GNSS 图 11 保持 特性 测试 配置 图 测试步 骤 a） 按图 11 搭 建测 试拓 扑； b） 配置被 测设 备正 常

31、跟 踪卫 星信号 至 少 24h ， 备 用频 率 参考 来自 频率 参考 源 ； c） 断开被 测设 备接 收的 卫星 信号， 确认 被测 设备 频率 正常跟 踪频 率 参 考源 ； d） 通过时 间分 析系 统对 被测 设备 PTP 或 1PPS 输 出信 号 的时间 误差 进行 测试 ， 测 试时间 至 少72h ； e） 计算测 得的 相对 误差 变化 和max|TE| ； 9 f） 重新配 置被 测设备 正 常跟 踪卫星 信号 至 少 24h ； g） 断开被 测设 备接 收的 卫星 信号 ， 确认 被测 设备 内部 时钟进 入保 持工 作状 态； h） 通过时 间分 析系 统对 被

32、测 设备 PTP 或 1PPS 输出 信号的时间 误差 进行 测试 ， 测 试时间 至 少24h ； i） 计算测 得的 相对 误差 变化 和max|TE| ； j） 通过频率 测试 仪 以1Hz 抽 样率 对 被测 设 备2048kHz 或2048kb/ 或10MHz(可选) 输出接 口 的时间 间隔 误差 进行 测试 ，测试 时间 至少 24h ； k） 计算测 得的 平均 频偏 。 注意事 项 无 7.5 相位不 连续 性 测试目 的 检查设 备相 位不 连续 性 测试依 据 YD/T 3841-2020 的6.5 测试仪 表 时间分 析系 统、 频率 参考 源、频 率测 试仪 测试配

33、置 被测设备 频率参考源 GNSS 频率 参考 频率测试仪 频率 输出 时间分析系统 时间 输出 GNSS 图 12 相位 不连 续 性 测试 配置图 测试步 骤 a） 按图 12 搭 建测 试拓 扑； b） 确认被 测设 备处 于正 常工 作状态 ； c） 通过网管 或人工插拔方式，进行冗余卫星接收卡或时钟卡或输出卡间的多次倒换， 每 次倒换 间隔 至 少 3000s； d） 通 过 时 间 分 析 系 统 测试 被测 设备 PTP 或 1PPS 输 出 信 号 的 时 间 误差 ， 测 试 时 间 至少 1000s ； e） 通 过 频 率 测 试 仪 以 不 低 于 1000Hz 抽 样 率 测 试 被 测 设备 2048kHz 或 2048kb/s 或 10MHz( 可选)或SyncE 输 出 信号的 时间 间隔 误差 ，测 试时间 至 少1000s； f） 分别计 算 MTIE 。 注意事 项 无