21-EFT.WP.Metrology.Sync v1.0 | 附录D 指标与漂移度量（同步专属）

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附录D 指标与漂移度量（同步专属）

I. 目的与范围

• 明确定义同步域的指标族、单位口径与计算窗口，给出漂移度量与告警规则，并与清单、契约和 SLO 对齐。
• 所有统计在 tau_mono 上计算、以 ts 发布；涉及到达时度量必须并行记录两口径与 delta_form。

II. 指标族与单位口径

1. 时间误差与导数
   • offset(t)：对参考的时间误差，单位 s，dim="[T]"。
   • skew(t) = d offset(t) / dt：频偏，单位 s/s，dim="1"。
2. 抖动与延迟
   • J_rms、J_pp：相位/时间抖动 RMS 与峰峰值，单位 s。
   • latency：单向或往返时延统计分位，单位 s。
   • PDV：分组时延变化统计（如 p99），单位 s。
   • asym：链路非对称估计，单位 s。
3. Allan 家族与时域稳定度
   • ADEV(tau)、MDEV(tau)、HDEV(tau)：单位 1。
   • TIE(t)、MTIE(tau)、TDEV(tau)：单位 s。
4. 到达时两口径
   • T_arr.form1 = ( 1 / c_ref ) * ( ∫ n_eff d ell )；
   • T_arr.form2 = ( ∫ ( n_eff / c_ref ) d ell )；
   • delta_form = | T_arr.form1 - T_arr.form2 |，单位 s。
5. 漂移度量
   • 分布距离：W1（离散近似），KL，PSI，无量纲。
   • 趋势：drift_slope（offset 或 skew 的鲁棒斜率，单位 s/s 或 s/s^2），drift_level ∈ {none,soft,hard}。

III. 采样、窗口与发布规则

1. 采样与降噪
   • 原始时戳采样周期 tau0；统计窗口 Delta_t = m * tau0。
   • 滑动聚合：步长 hop，推荐 hop ∈ [0.1, 0.5] * Delta_t。
2. 有效样本与权重
   • 加权统计需发布 n_eff = ( ( ∑ w_i )^2 ) / ( ∑ w_i^2 )。
   • 发布时附带 unit(x), dim(x) 与 u(x)（标准不确定度）。
3. 发布口径
   内部计算在 tau_mono；对外 ts，并记录 offset/skew/J 映射与窗口。

IV. 最小方程 S60D-*（定义与可计算式）

• S60D-1 (offset/skew)
  offset_k = ts_node_k - ts_ref_k；skew_k = ( offset_k - offset_{k-1} ) / tau0。
• S60D-2 (J_rms/J_pp)
  J_rms = sqrt( mean( ( offset_k - mean(offset) )^2 ) )；J_pp = max(offset) - min(offset)。
• S60D-3 (PDV)
  PDV_pq = percentile(delay, q) - percentile(delay, p)（常用 p=0.01, q=0.99 或直接发布 pdv.p99）。
• S60D-4 (ADEV)（离散、tau = m * tau0）
  ADEV(tau) = sqrt( ( 1 / ( 2 * (N - 2m) ) ) * ∑_{k=1}^{N-2m} ( y_{k+2m} - 2*y_{k+m} + y_k )^2 )，y_k 为分段平均的分数频偏。
• S60D-5 (TIE/MTIE/TDEV)
  TIE(t_k) = offset_k - offset_0；
  MTIE(tau) = max_{u,v: v-u=tau} | offset_v - offset_u |；
  TDEV(tau) = sqrt( (1/2) * mean( ( offset_{k+2m} - 2*offset_{k+m} + offset_k )^2 ) ) / tau。
• S60D-6 (W1/KL/PSI)（直方图离散化 bins=b, 平滑 eps>0）
  W1 = ∑_{b} | CDF_ref(b) - CDF_cur(b) | * Δb；
  KL = ∑_{b} p_ref(b) * log( p_ref(b) / ( p_cur(b) + eps ) )；
  PSI = ∑_{b} ( p_ref(b) - p_cur(b) ) * log( p_ref(b) / ( p_cur(b) + eps ) )。
• S60D-7 (delta_form)
  delta_form = | ( 1 / c_ref ) * ( ∫ n_eff d ell ) - ( ∫ ( n_eff / c_ref ) d ell ) |。

V. 漂移检测流程 M60-D1（就绪→检测→分级→处置）

1. 就绪
   • 对齐 tau_mono；聚合窗口 Delta_t；准备 ref（过去稳定窗口或黄金时段）。
   • 生成 ref 与 cur 的指标直方图与分位数。
2. 度量
   • 计算 W1/KL/PSI 于 {offset, skew, delay, pdv}；
   • 计算 drift_slope（Theil–Sen 或 Huber 回归，鲁棒对离群）。
   • 评估 delta_form、ADEV/MDEV/HDEV 在关键 tau。
3. 分级
   • 阈值映射为 drift_level：none / soft / hard。
   • 时间一致性检查：连续 k 个窗口越界才升级以抑制抖动误警。
4. 处置
   • soft：降权 ptp 样本、收紧伺服带宽、提高报文注入率；
   • hard：触发 holdover/failover，切换 GM，锁存审计与回放。
5. 落盘
   写入 manifest.sync.metrics.* 与 contracts.*，签名冻结（见附录C）。

VI. 契约与阈值建议 C60-*（示例基线，可按域调优）

• C60-sync-31：metrics.offset.p99 ≤ 1e-6 s，窗口 Delta_t=300s。
• C60-link-01：link.pdv.p99 ≤ 1e-4 s。
• C60-arr-71：arrival.delta_form ≤ tol_Tarr（由站点标定给定）。
• C60-drift-11：W1(offset) ≤ 0.2 * Δb_count 或 PSI(offset) ≤ 0.1。
• C60-drift-12：|drift_slope(offset)| ≤ 1e-10 s/s（滚动 1h）。
• C60-adev-21：在 tau ∈ {1,10,100}s，ADEV(tau) 不超过站型表限值曲线。
• C60-mtie-31：MTIE(900s) ≤ 5e-6 s。
• 失败分级与处置策略映射到 contracts[*].status ∈ {pass,soft,hard}。

VII. 实现绑定 I60-*（度量与监测接口）

• compute_allan(y, tau0, taus, mode) -> {ADEV,MDEV,HDEV}
• compute_tie(offset, tau0) -> {TIE, MTIE, TDEV}
• measure_pdv(delays, quantiles) -> pdv_report
• dist_shift(ref_hist, cur_hist, bins, eps) -> {W1, KL, PSI}
• robust_slope(series, method) -> drift_slope（method ∈ {theil_sen, huber}）
• detect_sync_drift(metrics_ref, metrics_cur, rules) -> {level, causes, actions}
• emit_sync_metrics_panel(metrics) -> panel_spec
• 不变量：check_dim(all)；统计窗口一致；n_eff ≥ n_min；delta_form ≤ tol_Tarr。

VIII. 交叉引用

• Allan 家族定义与噪声分型：见本卷第9章。
• 到达时两口径与路径一致化：见《EFT.WP.Metrology.TimeBase v1.0》第9章。
• 契约落盘与清单字段：见本卷附录B、附录C。
• 统计漂移与距离度量更广口径：见《EFT.WP.Methods.CrossStats v1.0》第7章与附录D。

IX. 面板映射与发布字段

• 面板核心 SLI：offset.p99, pdv.p99, J_rms, ADEV(tau=1,10,100)s, MTIE(900s), W1(offset), PSI(offset), delta_form。
• manifest.sync.metrics.* 与面板字段一一对应；每个数值携带 unit, u(x), window。
• 报警策略：soft 进入黄色；hard 进入红色并自动执行回退/切换剧本。

小结