[发明专利]使用高精度同步以太网频率驯服本地低精度频率源的方法

说明书

本发明公开了一种使用高精度同步以太网频率驯服本地低精度频率源的方法，包括：通过同步以太网接收并恢复远程高精度频率信号；计算所述本地低精度频率源的频率信号与远程高精度频率信号的相位差；使用环路滤波器对所述相位差进行滤波并计算环路参数；使用所述环路参数驯服并锁定所述本地低精度频率源的频率信号。本发明能够在同步以太网的末端节点，驯服恢复出低成本、兼具高准确度和稳定度指标的频率信号，从而利用以太网实现频率传递，实现数据通信网和频率同步网的双网合一。

技术领域

本发明涉及频率源领域，特别是涉及一种使用高精度同步以太网频率驯服本地低精度频率源的方法。

背景技术

高精度频率源是时间频率系统的核心设备，是时间能够稳定准确运行的心脏。原子频率标准如氢原子钟和铯原子钟具有很好的稳定度和准确度，但是价格昂贵；铷原子钟价格适中，但指标不如氢钟和铯钟；晶体振荡器如恒温晶振等相比较于原子频标，价格最便宜，但准确度也最差，而且存在较大的由老化引起的频率漂移。时频基准系统的频率信号由氢钟和铯钟产生，可以通过频率分配专用网络将高精度的频率信号发播出去，该网络只能进行频率信号的发播，不能实现数据的交互通信。

以太网是实现数据交互通信很好的媒介，为了在以太网中实现频率同步，国际电信联盟于2007年推出了G.8262标准，即同步以太网技术，同步以太网是一种采用以太网链路码流恢复时钟的技术，简称SyncE。同步以太网通过以太网物理层芯片从串行数据码流中恢复出发送端的时钟，物理层编码平均每4个比特就插入1个附加比特(4B/5B编码)，这样在其所传输的数据码流中就不会出现超过4个1或者4个0的连续码流，可有效地包含时钟信息。在以太网源端口使用高精度的频率源(氢钟和铯钟)发送数据，在接收端恢复并提取这个频率，实现频率通过以太网络的传递，即同步以太网技术。

利用同步以太网技术，可以实现数据通信网和频率同步网的双网合一，从而降低网络铺设的成本。同步以太网恢复出的频率信号具有很好的长期准确度和稳定度，但是由于网络噪声的存在，该频率信号的短期稳定度较差。铷钟和晶振具有优异的短期稳定度，但长期准确度较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用同步以太网恢复的频率信号对本地频率源进行驯服，将具有良好的长期准确度和稳定度但存在网络噪声的以太网传输频率信号和具有优异的短期稳定度但长期准确度差的本地频率源信号的优点相结合，以实现具有低成本、高精度的频率标准信号。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

提供一种使用高精度同步以太网频率驯服本地低精度频率源的方法，包括：

S101：通过同步以太网接收并恢复远程高精度频率信号；

S103：计算所述本地低精度频率源的频率信号与远程高精度频率信号的相位差；

S105：使用环路滤波器对所述相位差进行滤波并计算环路参数；

S107：使用所述环路参数驯服并锁定所述本地低精度频率源的频率信号。

进一步地，在所述步骤S101中使用同步以太网物理层收发芯片通过4B/5B解码恢复出同步以太网源端的远程高精度时钟频率信号。

进一步地，在所述步骤S103中使用数字双混频时差法计算所述本地低精度频率源的频率信号和远程高精度频率信号的相位差。

进一步地，在所述步骤S105中使用数字比例积分控制器实现环路滤波器，具体包括：

S151：计算所述环路的鉴相增益；

S153：计算所述环路的压控增益；

S155：根据所述环路的鉴相增益和压控增益计算环路的特征频率和阻尼系数；

S157：根据所述环路的特征频率和阻尼系数计算所述环路滤波器的比例系数和积分系数。