20-EFT.WP.Metrology.TimeBase v1.0 | 前言

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前言

I. 目的与定位

• 统一跨系统的时基、同步与到达时计量口径，给出可实现、可审计、可复用的规范与流程。
• 建立从设备时钟到分布式系统的映射模型与质量度量，支撑数据清洗、成像链路、统计服务的端到端一致发布。
• 明确对外 ts 与内部 tau_mono 的关系：ts = t_ref + offset + skew * ( tau_mono - tau_ref ) + epsilon(tau_mono)，并把 offset/skew/J 作为一等公民进入清单与契约。

II. 适用范围与边界

1. 覆盖
   • 单调时基 tau_mono 的构造与发布时基 ts 的映射与不确定度。
   • 同步协议与伺服（NTP/PTP/SyncE/GNSS）、偏移/频偏/抖动估计与 Allan 家族度量。
   • 时间戳链路与延迟预算、到达时 T_arr 两口径与路径参数化 gamma(ell)。
   • 分布式时钟拓扑、失效切换与流式运行的背压协同。
2. 不覆盖
   • 业务调度策略与资源编排的非计量性策略。
   • 非时间物理量的校准细节（见配套白皮书相关卷）。

III. 读者与阅读路径

1. 读者画像
   • 平台/系统工程师：部署 NTP/PTP、PPS 链路与面板。
   • 计量工程师：不确定度预算、Allan 估计与到达时路径建模。
   • 数据/算法工程师：时基对齐、窗口化与统计度量的准确使用。
2. 快速路径
   第2章→第5章→第6章→第9章→第13章→第14章→附录A/C。
3. 交叉引用
   • 数据清洗：见《Methods.Cleaning v1.0》第5/6/11/10章。
   • 成像：见《Methods.Imaging v1.0》第13章。
   • 统计：见《Methods.CrossStats v1.0》附录E（误差传播）与第11章（时序）。

IV. 术语与符号（本卷通用）

1. 基本量
   • ts（wall-clock），tau_mono（monotonic），offset，skew，drift，J（jitter），Delta_t（窗口）。
   • sigma_y(tau)（Allan deviation），TDEV(tau)，MDEV(tau)。
2. 到达时两口径与路径
   T_arr = ( 1 / c_ref ) * ( ∫ n_eff d ell )，T_arr = ( ∫ ( n_eff / c_ref ) d ell )，delta_form，gamma(ell)，L_gamma = ( ∫_gamma 1 d ell )。
3. 单位与量纲
   unit(ts)="s", dim(ts)="[T]"；unit(f)="Hz", dim(f)="[T^-1]"；发布前执行 check_dim(expr)。
4. 约定
   公式、符号、定义一律英文；内联符号用反引号；含积分/除号的式子加括号并声明路径与测度。

V. 基本假设与公设预告

• P502-1：tau_mono 单调，non_decreasing(tau_mono) 必检。
• P502-2：时基映射显式且可审计，ts 由 offset/skew 与残差 epsilon 唯一确定于指定窗口。
• P502-3：到达时两口径并行与差异度量强制：记录 delta_form，并断言 delta_form ≤ tol_Tarr。
• P502-4：度量窗口统一在 tau_mono 上评估，对外以 ts 发布并附 offset/skew/J。

VI. 产出物与出厂条件

1. 产出物
   • manifest.time：time.scale, offset, skew, J, sigma_y(tau_set), ptp.path_delay, T_arr.*, contracts.*, signature, TraceID。
   • 报告与面板：offset_p50/p95/p99, skew_ppm, J_rms/pp, sigma_y(tau) 曲线、告警与回退记录。
2. 出厂条件（发布闸门）
   • check_dim=pass，单位/量纲一致。
   • non_decreasing(tau_mono)，无回拨。
   • offset_p99 ≤ tol_offset，|skew| ≤ tol_skew，J_rms ≤ tol_jitter。
   • delta_form ≤ tol_Tarr，路径单调 non_decreasing(ell)。
   • 清单签名与追溯：hash_sha256(blob)、signature 完整。

VII. 合规、契约与审计策略

1. 契约族 C50-*
   • 偏移/频偏/抖动阈值；Allan 族目标带；路径两口径差。
   • 同步协议约束：path_asym ≤ tol_asym，packet_loss ≤ tol_loss。
2. 审计
   • 版本化 contracts.*，记录违约严重性与处置动作（限流/降级/回退）。
   • 追溯链路：数据、配置与固件版本的 TraceID 关联。

VIII. 风险与非目标

• 风险
  路径非对称、虚拟化时间源干扰、GNSS 欺骗与遮挡、闰秒处理不一致。
• 非目标
  业务侧 SLA 拆解与成本模型不在本卷给出；仅提供计量层 SLI/SLO 的口径与阈值建议。

IX. 文档结构与使用方式

• 结构
  第1章定义域与范围，第2章给出建模基线，第3–10章覆盖时钟/链路/协议/拓扑，第11章讲运行时闭环，第12章谈边界异常，第13–14章定合规与面板，第15章给出用例，附录列接口/契约/清单/指标/误差传播/变更记录。
• 使用方式
  规划阶段先读第1–2章；部署与标定读第4–7章；运行与审计读第11、13–14章；接口落地查附录A/C。