1pps+TOD接口物理电器特性及TOD协议格式规范

中国移动

关于TD无线系统高精度时间同步 的功能、性能和时间接口技术规范

（修订稿）

1.1 TD无线系统的同步功能要求 1.1.1 时间同步总体要求

? 不同基站间空口同步信号相对时间误差小于3us。 ? 基站空口载波频率偏差优于+/-0.05ppm。 ? 基站输入抖动容限不小于±200ns(3?情况下)。

? BBU+多级RRU串连级联时空口相对传输输出接口的时间偏差小于±300ns(3?情

况下)。

? 基站应提供1PPS＋TOD输入/输出时间接口和1588 v2 FE输入端口。

? 在时间输入接口应具备时延补偿功能，补偿范围10ns～10us，补偿步长不高于10ns；

输出口补偿功能可选。

? 基站能够支持通过1pps＋TOD时间接口、1588 v2 FE端口以及内置卫星接收机模

块等多种方式获取时间同步，不同方式间能够相互备份，实现基站时间源的冗余保护。

1.1.2 基于1PPS+TOD方式的时间同步功能要求

? 基站能够支持通过1PPS信号和TOD信息输入，获得同步定时信息，使基站与传

输网络上游时间服务器之间实现满足空口时间和频率精度要求的同步。

? TOD信息波特率默认为9600，无奇偶校验，1个停止位，8个数据位，应在1PPS

上升沿1ms后开始传送TOD信息，并在500ms内传完，此TOD消息标示当前1PPS上升沿时间。TOD协议报文发送频率为每秒1次。

)1ms500ms

? 对于1PPS秒脉冲，采用上升沿作为准时沿，上升时间应小于50ns，脉宽应为20ms～

200ms。

? 1PPS和TOD信息传送采用422电平方式，物理接头采用RJ45或DB9，其电气特

性满足相应标准要求，线序要求如下：

P信号IN 定义 1 NC 2 NC 3 422_1_N 4 GND 5 GND 6 422_1_P 7 422_2_N 8 422_2_P 说明 默认态为悬空（高阻） 默认态为悬空（高阻） 1PPS RS422电平GND RS422电平GND 1PPS TOD时间信息 TOD时间信息 1.1.3 基于以太网接口的时间同步功能要求

? 基站应支持1588V2时间解析功能，能够通过以太网接口恢复出时间同步定时信息，

使基站与传输网络上游时间服务器之间实现满足空口时间和频率精度要求的同步。

? 对于NODE B的1588v2同步功能应至少支持Slave状态。

? 对于NODE B的1588v2同步功能支持边界时钟（Boundary）模式。

? 从Iub接口获取的时间同步信号精度在不同的传输网络负荷下应能够得到保证，特

别是采用IP包进行同步消息传递时。

? 应支持1588V2以太网接口FE或GE，其应符合IEEE802.3。

1.2 1PPS+TOD接口中TOD的协议规范

TOD协议应采用二进制方式进行编码，具体帧定义和消息定义见1.2.1节和1.2.2节。

1.2.1 TOD帧定义

TOD帧结构如下图所示：

LengthSYNCCHAR1SYNCCHAR2CLASSIDLENGTHLittle EndianPayloadFCSCheck Sum TOD消息使用完整的8bit一个字节的数据进行传输，采用校验和保护，使用消息类型和消息ID两级的方式对消息进行分类。对于超过一个字节的域，需遵循Big Endian规范，bit0代表最高位。TOD帧解释： （1） 帧头

由SYNC CHAR 1和SYNC CHAR 2 两个字节组成。

SYNC CHAR 1 ：一个字节固定数值0x43表示，表示ASCII码中“C”字符。 SYNC CHAR 2 ：一个字节固定数值0x4D表示，表示ASCII码中“M”字符。 （2） 消息头

由消息类和消息ID两个字节组成。 CLASS ：消息类规定了TOD消息的基本分类，一字节长度。 ID ：消息ID定义了具体TOD消息的编号，一字节长度。 （3） 消息长度域

由两个字节组成。

消息长度字域计算的有效范围只包括消息的净载荷（payload），不包含帧头，消息头，消息长度本身和校验和域。

（4） 载荷域

消息内容，由若干字节组成。

（5） 循环冗余检验（FCS）域

循环冗余检验码的生成多项式为： G(x)?x?x?x?1

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1.2.2 TOD消息定义

1.2.2.1 时间信息消息

消息名称 描述 类型 注视 消息结构 载荷内容： 字节 偏移量 0 4 8 10 时间信息消息 时间信息 每秒周期上报 - 类型 0x01 编号 0x20 长度 载荷 14 校验和 14 Bytes FCS 数据 类型 U4 I4 U2 I1 缩放比 名称 - - - - 周内秒 TOW Reserved 周数 week LeapS 单位 注释 s - - s GPS Second time of Week GPS时间周内秒 保留 GPS week (GPS time) GPS时间周数 Leap Seconds (GPS-UTC) GPS时与UTC时偏移量 0x00 =正常 0x01 =降质 0x02 =不可用 其它保留 PPS抖动量级（0-255）： 0 – 0ns 11 U1 - 秒脉冲状态 - 12 U1 - TAcc - 1-15ns 2-30ns ? 255-无意义 注：传输设备固定设置为255 保留 13 U1 - Reserve -

14

U1 - Reserve - 保留 1.2.2.2 时间状态消息

消息名称 描述 类型 注释 消息结构 载荷内容： 字节 数据 偏移量 类型 0 U1 时间状态消息 表示当前发出的时间信息的状态 每秒周期上报 适用于卫星接收机 类型 0x01 编号 0x03 长度 15 载荷 15 Bytes 校验和 FCS 缩放比 名称 单位 注释 0x00 ：北斗 0x01 ：GPS 0x02 ：1588 GPSfix Type, range 0..3 0x00 = no fix 0x01 = dead reckoning only 0x02 = 2D-fix 0x03 = 3D-fix 0x04 = GPS + dead reckoning combined 0x05 = Time only fix 0x06..0xff = reserved 时钟源状态告警： Bit 0: not used Bit 1: Antenna open Bit 2: Antenna shorted Bit 3: Not tracking satellites Bit 4: not used Bit 5: Survey-in progress Bit 6: no stored position Bit 7: Leap second pending Bit 8: In test mode Bit 9: Position is questionable Bit 10: not used - 时钟源 类型 - 1 U2 - 时钟源工- 作状态太 3 U2 - 监控告警 Monitor - Alarm Bit 11: Almanac not complete Bit 12: PPS was generated 5 6 7 11 U1 U1 U4 U4 - - - - Reserved - Reserved - Reserved - Reserved - - - - - 1.2.2.3 数据类型定义

以上数据类型定义如下： Short Type U1 I1 U2 I2 U4 I4 Size Comment (Bytes) Min/Max 0..255 Res 1 1 1 1 1 Unsigned 1 Char Signed Char 1 2's -128..127 complement 0..65535 Unsigned 2 Short Signed Short 2 2's -32768..32767 complement 0..4'294'967'295 Unsigned 4 Long Signed Long 4 2's -2'147'483'648..2'147'483'647 1 complement ~ Value * 2^-24 ~ Value * 2^-53 IEEE 754 R4 Single 4 Precision IEEE 754 R8 Double 8 Precision ASCII / ISO CH 1 8859.1 Encoding -1*2^+127 .. 2^+127 -1*2^+1023 .. 2^+1023

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