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近年来随着光传输网(Optical Transport Network, OTN)技术越来越成熟,网络承载业务呈现多样化和复杂化,要求不仅能够传输分组业务以适应IP化发展,还要为其他业务提供支撑手段。同时,时分同步码分多址(Time Division-Synchronization Code Division Multiple Access, TD-SCDMA)和时分长期演进(Time Division-Long Term Evolution, TD-LTE)的大规模普及对无线网的时间同步性能提出了更苛刻的要求,原有的全球定位系统(Global Position System,GPS)安装和维护成本很高,选址安装和敷设馈缆不容易,安全性也难以保证,因此寻找一种高精度的地面时间同步替代方案是目前迫切需要解决的问题。为此,IEEE于2008年年底正式推出国际标准1588v2。目前业界研究的重点在于如何让IEEE1588v2稳定可靠地运行部署在地面网络中。IEEE1588提出了一种包同步技术,即把与同步相关的时间信息封装在精确时钟同步协议(Precision Time Protocol, PTP)报文中,使用原有以太网数据线传送,无需额外时钟线,使组网连接简化,可以在不增加网络负荷和组网成本的情况下,实现整个系统亚微秒级的时间同步,有效解决分布式系统的实时性问题。目前多家通信设备厂商都进行了1588v2技术的研发工作,并且在分组传输网(Packet Transport Network, PTN)中已经得到了广泛应用。本文在较深入地研究了1588v2标准以及OTN相关标准后,提出了一种面向OTN帧的时间同步功能设计,该设计成为整个OTN业务单板上时间同步以太网系统的核心部分。本文利用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA),经过原理分析、仿真验证和下板验证,实现了线路侧发送方向把PTP报文插入到OTN帧光通路传输单元(Optical Channel Transport Unit, OTU2)开销中,线路侧接收方向把PTP报文从OTU2开销中提取出来,进而完成对时同步功能,实现了PTN+OTN混合组网下的精确时间同步。