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Text File  |  1993-08-15  |  6KB  |  406 lines

  1. 4.    Recommendation G.812
  2.  
  3.  
  4.  
  5. TIMING REQUIREMENTS AT THE OUTPUTS OF SLAVE CLOCKS 
  6. SUITABLE FOR
  7.  
  8. PLESIOCHRONOUS OPERATION OF INTERNATIONAL DIGITAL 
  9. LINKS
  10.  
  11.  
  12.  
  13. 1.    General
  14.  
  15.  
  16.  
  17. 1.1    Purpose of this Recommendation
  18.  
  19.  
  20.  
  21.     The purpose of this Recommendation is to specify requirements for slave 
  22. clocks, and promote understanding of associated timing requirements for 
  23. plesiochronous operation of international digital links.
  24.  
  25.  
  26.  
  27. Note - Administrations may apply this Recommendation, at their own 
  28. discretion, to slave clocks other than those used in connection with inter-
  29. national traffic.
  30.  
  31. Supplement No. 35 gives guidance on one suitable method for the mea-
  32. surement of clock performance with respect to this Recommendation.
  33.  
  34.  
  35.  
  36. 1.2    Maximum relative time interval error
  37.  
  38.  
  39.  
  40.     The concept of maximum relative time interval error (MRTIE) is useful 
  41. in specifying slave clock performance. MRTIE is analogous to MTIE as 
  42. defined in RecommendationG.811 but with reference to a practical high-
  43. performance oscillator instead of UTC.
  44.  
  45.  
  46.  
  47. 2.    Phase stability of slave clocks
  48.  
  49.  
  50.  
  51.     The phase stability of a slave clock can be described by its phase varia-
  52. tions which in turn can be separated into a number of components:
  53.  
  54.  
  55.  
  56.     -    phase discontinuities due to transient disturbances;
  57.  
  58.  
  59.  
  60.     -    long-term phase variations (wander and integrated frequency depar-
  61. ture);
  62.  
  63.  
  64.  
  65.     -    short-term phase variations (jitter).
  66.  
  67.  
  68.  
  69.     A phase stability model for slave clocks is described in the Annex to this 
  70. Recommendation.
  71.  
  72.  
  73.  
  74. 2.1    Phase discontinuity
  75.  
  76.  
  77.  
  78.     In cases of infrequent internal testing or rearrangement operations within 
  79. the slave clock, the following conditions should be met:
  80.  
  81.  
  82.  
  83.     -    the phase variation over any period up to 211 UI should not exceed 
  84. 1/8 of a UI;
  85.  
  86.  
  87.  
  88.     -    for periods greater than 211 UI in the phase variation for each inter-
  89. val or 211 UI should not exceed 1/8 UI up to a total amount of 1 us.
  90.  
  91.  
  92.  
  93.     Where the UI corresponds to the reciprocal of the bit rate of the interface.
  94.  
  95.  
  96.  
  97.  
  98.  
  99. 2.2    Long-term phase variations
  100.  
  101.  
  102.  
  103.     Slave clock phase stability requirements must account for clock behav-
  104. iour in real network environments. Impairments such as jitter, error 
  105. bursts, and outages are intrinsic characteristics of timing distribution 
  106. facilities. The following specifications are based on the slave clock phase 
  107. stability model contained in the Annex. This model characterizes actual 
  108. clock performance, reflecting the stress conditions in real networks under 
  109. which clocks should perform acceptably. There are three categories of 
  110. clock operation which require specification: 
  111.  
  112.  
  113.  
  114.     i)    ideal,
  115.  
  116.  
  117.  
  118.     ii)    stressed, and
  119.  
  120.  
  121.  
  122.     iii)    holdover.
  123.  
  124.  
  125.  
  126. 2.2.1    Ideal operation
  127.  
  128.  
  129.  
  130.     This category of operation reflects the performance of a clock under con-
  131. ditions in which there are no impairments on the input timing refer-
  132. ence(s).
  133.  
  134.  
  135.  
  136.     The MRTIE at the output of the slave clock should not, over any period 
  137. of S seconds, exceed the following provisional limits:
  138.  
  139.  
  140.  
  141.     1)    0.05 < S < 100: this region requires further study;
  142.  
  143.  
  144.  
  145.     2)    1000 ns for S > 100.
  146.  
  147.  
  148.  
  149.     The resultant overall specification is summarized in Figure1/G.81x.
  150.  
  151.  
  152.  
  153. 2.2.2    Stressed operation
  154.  
  155.  
  156.  
  157.     This category of operation reflects the actual performance of a clock con-
  158. sidering the impact of real operating (stressed) conditions. Stressed con-
  159. ditions include the effects of jitter, protection switching activity, and error 
  160. bursts. The result of such stressed conditions is timing impairments, as 
  161. discussed in the annex.
  162.  
  163.  
  164.  
  165.     The requirements for stressed operation are under study.
  166.  
  167.  
  168.  
  169.  
  170.  
  171.  
  172.  
  173.  
  174.  
  175.  
  176.  
  177.  
  178.  
  179.  
  180.  
  181.  
  182.  
  183.  
  184.  
  185.  
  186.  
  187.  
  188.  
  189.  
  190.  
  191.  
  192.  
  193.  
  194.  
  195.  
  196.  
  197.  
  198.  
  199.  
  200.  
  201.  
  202.  
  203.  
  204.  
  205.  
  206.  
  207.  
  208.  
  209.  
  210.  
  211.  
  212.  
  213.  
  214.  
  215.  
  216.  
  217.  
  218.  
  219.  
  220.  
  221.  
  222.  
  223.  
  224.  
  225.  
  226.  
  227.  
  228.  
  229.  
  230.  
  231.  
  232.  
  233. FIGURE 1/G.812
  234.  
  235.  
  236.  
  237. Permissible maximum relative time interval error (MRTIE)
  238.  
  239. due to long-term phase variations vs. observation
  240.  
  241. period S for a slave clock under ideal operation
  242.  
  243.  
  244.  
  245.  
  246.  
  247. Note - For measurement of long-term variations the use of a 10Hz low-
  248. pass filter with a 20dB/dec roll-off is suggested.
  249.  
  250.  
  251.  
  252. 2.2.3    Holdover operation
  253.  
  254.  
  255.  
  256.     This category of operation reflects the performance of a clock for the 
  257. infrequent times when a slave clock will lose reference for a significant 
  258. period of time.
  259.  
  260.  
  261.  
  262.     The MRTIE (see item 1.2 and Recommendation G.811) at the output of 
  263. the slave clock should not, over any period of S seconds, exceed the fol-
  264. lowing provisional limits.
  265.  
  266.  
  267.  
  268.     1)    For S > 100, MRTIE(S) = (aS + 1/2 bS2 + C) ns
  269.  
  270.         where parameters a, b, c are proposed provisionally as (Note 5):
  271.  
  272.  
  273.  
  274.  
  275.  
  276. TABLE 1/G.812
  277.  
  278.  
  279.  
  280. Transit Clock               Local Clock
  281.  
  282. +ûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûû+ûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûû+
  283.  
  284. _                        _                        _
  285.  
  286. a_      0.5 (1)           _     10.0 (3)           _
  287.  
  288. __                        _
  289.  
  290. b_      1.16 x 10-5 (2)   _     2.3 x 10-4 (4)     _
  291.  
  292. _      _                        _
  293.  
  294. c_      1000 (6)          _     1000 (6)           _
  295.  
  296. +ûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûû+ûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûû+
  297.  
  298.  
  299.  
  300.  
  301.  
  302.  
  303.  
  304. Note 1 - Corresponds to an initial frequency offset of 5 x 10-10
  305.  
  306.  
  307.  
  308. Note 2 - Corresponds to a frequency drift of 1 x 10-9/day.
  309.  
  310.  
  311.  
  312. Note 3 - Corresponds to an initial frequency offset of 1 x 10-8
  313.  
  314.  
  315.  
  316. Note 4 - Corresponds to a frequency drift of 2 x 10-8/day
  317.  
  318.  
  319.  
  320. Note 5 - Temperature effects: the effect of changes in environmental tem-
  321. perature on the performance of a slave clock in holdover mode requires 
  322. further study.
  323.  
  324.  
  325.  
  326. Note 6 - Takes care of any MRTIE that might have existed at the begin-
  327. ning of holdover operation, and of effects of internal reconfiguration, etc. 
  328. in the clock (and timing distribution, if applicable). In any case, a smooth 
  329. transition between "ideal" and "holdover" operations is stipulated.
  330.  
  331.  
  332.  
  333.     The resultant overall specification is summarized in Figure 2/G.812.
  334.  
  335.  
  336.  
  337. 2.3    Short-term phase variations
  338.  
  339.  
  340.  
  341.     Clock implementations exist which may have some high frequency phase 
  342. instability components. The maximum permissible short-term phase vari-
  343. ation of a slave clock due to jitter is under study.
  344.  
  345.  
  346.  
  347.  
  348.  
  349.  
  350.  
  351.  
  352.  
  353.  
  354.  
  355.  
  356.  
  357.  
  358.  
  359.  
  360.  
  361.  
  362.  
  363.  
  364.  
  365.  
  366.  
  367.  
  368.  
  369.  
  370.  
  371.  
  372.  
  373.  
  374.  
  375.  
  376.  
  377.  
  378.  
  379.  
  380.  
  381.  
  382.  
  383.  
  384.  
  385.  
  386.  
  387.  
  388.  
  389. FIGURE 2/G.812
  390.  
  391.  
  392.  
  393. Permissible maximum relative time interval error (MRTIE) due to
  394.  
  395. long-term phase variations vs. observation period S for a slave clock
  396.  
  397. under holdover operation
  398.  
  399.  
  400.  
  401.  
  402.  
  403.  
  404.  
  405.  
  406.