29-EFT.WP.TBN.Measurement v1.0 | 第6章 链路时延与抖动（往返/单向/两口径）

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第6章 链路时延与抖动（往返/单向/两口径）

一句话目标：统一往返/单向链路时延与抖动的工程口径，给出 T_arr 两口径、时延分解与对称性/非对称性的可计算方程与流程，使链路级量测可追溯、可校核、可落盘。

I. 范围与对象

1. 输入
   • 量测与触发：探针 probe ∈ {PRBS/TWTT/PPS/时间戳}，量测窗 W=[ts-Δt,ts]，窗函数 w(t)。
   • 前端与时标：tau_mono/ts、refclk、offset/skew/J（见第3章），RBW/ENBW。
   • 路径/介质：gamma(ell) 与 n_eff(f,x)（见第2/7章/配套 PathCorrection）。
2. 输出
   • 单向与往返：T_1way, T_2way，抖动 J(t) 与谱/统计；
   • 两口径：T_arr^{form1}, T_arr^{form2}, delta_form 与一致化 T_arr*；
   • 非对称/器件项：ΔT_asym, ΔT_inst, ΔT_proc；
   • 清单：manifest.tbn.delay.* 与契约结果。
3. 边界
   本章聚焦链路级时延/抖动；相位/频偏估计与 Allan 统计见第4–5章；路径/环境修正见第7章。

II. 名词与变量

• 单向与往返：T_1way、T_2way；前向/反向：T_fwd, T_rev；非对称：ΔT_asym = (T_fwd - T_rev)/2。
• 到达时两口径：T_arr^{form1} = ( 1 / c_ref ) * ( ∫_{gamma} n_eff d ell )，T_arr^{form2} = ( ∫_{gamma} ( n_eff / c_ref ) d ell )，delta_form = |···|。
• 分解项：lat_total = lat_prop + lat_ser + lat_sw + lat_q + lat_proc；器件项 ΔT_inst。
• 抖动与谱：J(t)，S_t(f)（时间抖动谱，unit="[s^2/Hz]"），σ_t（RMS）。
• 量纲：unit(T)= "[T]"，unit(S_t)="[T^2/Hz]"，unit(delta_form)="[T]"。

III. 公设 P506-*

• P506-1（两口径并行）：必须并行计算 T_arr^{form1/form2}，记录 delta_form ≤ tol_Tarr，并随链路时延发布。
• P506-2（测度显式）：任一积分/统计显式 ( ∫_{t∈W} )、( ∫_{f∈B} )、( ∫_{gamma(ell)} )；窗/带宽 RBW/ENBW 落盘。
• P506-3（对称性约束）：缺少单向锚时，以往返量测与对称性假设估计单向；非对称存在时需显式估计并落盘 ΔT_asym 与证据。
• P506-4（量纲合规）：check_dim( y - f(x) ) 通过；dB↔线性与 rad↔cycle 换算写入 scale.note。
• P506-5（RefCond 可追溯）：路径/环境/器件/对时源/窗参数在 RefCond 标注 hash/有效期/覆盖。

IV. 最小方程 S506-*

1. 往返—单向关系与非对称

• S506-1（理想对称）：T_2way = T_fwd + T_rev = 2 T_1way ⇒ T_1way ≈ T_2way / 2。
• S506-2（含非对称）：ΔT_asym = (T_fwd - T_rev)/2，T_1way = T_2way/2 + ΔT_asym。
• S506-3（Two-Way 交握时间戳）
  T_2way = ( (t2 - t1) - (t3 - t4) ) / 2 + ΔT_proc + ΔT_inst，
  其中 t1/t4 为本地发/收，t2/t3 为远端收/发。

2. 时延分解

• S506-4：lat_total = lat_prop + lat_ser + lat_sw + lat_q + lat_proc；
  • lat_prop = ( ∫_{gamma} n_g / c_ref d ell )（群口径）
  • lat_ser = L_payload / C_link（串行化）
  • lat_sw（切换/重构）与 lat_q（排队）口径与第10章一致
  • lat_proc（处理）由设备清单与标定提供。

3. 两口径到达时一致化

• S506-5：T_arr* = T_arr^{form2} + ΔT_geom + ΔT_med + ΔT_inst + ΔT_proc + ΔT_sync（见第2/7/8/10章），
  单向发布以 T_arr* 对齐，往返发布为 2 T_arr* ± 2ΔT_asym（按方向标注）。

4. 抖动谱—时间域映射

• S506-6：σ_t^2 = ∫_{f_L}^{f_H} S_t(f) df；若由相位谱得到 S_t(f) = S_φ(f) / (2π f_ref)^2（见第2/4章）。
• S506-7：窗口 RMS 抖动 J_rms(W) = sqrt( (1/Δt) ∫_{t∈W} (J(t)-⟨J⟩)^2 dt )，与频域等价在清单标注 RBW/ENBW。

5. 单向锚与对等/三角/回环标定

• S506-8（对等/三角）
  • 对等（Peer-to-Peer）：双端对称探针相互量测，解 ΔT_asym；
  • 三角（A-B-C）：T_AB + T_BC - T_AC = 2ΔT_asym,ABC（器件/路径差分）。
• S506-9（回环 Loopback）：τ_loop = τ_fwd + τ_rev ≈ 2(T_arr* + ΔT_inst + ΔT_proc)，参照第8/第10章同步模型。

6. CRLB 与估计下界（参考）

• S506-10：时间戳差观测的 CRLB（高 SNR、均匀噪声）
  var( T̂ ) ≥ N0 / ( 2 · SNR · BW_eff )（工程近似；常数与口径写清单）。

V. 计量流程 M50-6（就绪→量测→解算→校核→落盘）

1. 就绪：冻结 RefCond、探针与时标配置（第3章），设定 W, w(t), RBW/ENBW 与阈值 tol_Tarr、τ_asym_max。
2. 量测：获取 T_2way 或 T_1way 与时间戳组 {t1..t4}；同步并对齐至 tau_mono。
3. 解算：
   • 以 S506-1…3 得 T_1way 与 ΔT_asym；
   • 分解 lat_total，并行积分 T_arr^{form1/form2} 与一致化 T_arr*；
   • 估计 S_t(f), σ_t, J_rms(W) 并分配到分解项（如 lat_sw/lat_q 的抖动份额）。
4. 校核：
   • check_dim(T)=[T]，两口径差 delta_form ≤ tol_Tarr；
   • |ΔT_asym| ≤ τ_asym_max（或标注并纳入 guardband）；
   • CRLB 与经验方差一致；对称性假设与对等/三角/回环证据相容。
5. 落盘：
   manifest.tbn.delay = {method:{2way|1way|peer|triangle|loop}, timestamps:{t1..t4}, results:{T_1way,T_2way,ΔT_asym,lat_total,lat_*}, spectra:{S_t,σ_t}, Tarr:{form1,form2,delta_form,T_arr*}, RefCond, contracts.*, signature}。

VI. 契约与断言 C50-6x（建议阈值）

• C50-601（两口径差）：delta_form_p95 ≤ tol_Tarr（建议 tol_Tarr = 1e-3·T_arr 或链路特定）。
• C50-602（对称/非对称）：无单向锚时 |ΔT_asym|_p95 ≤ τ_asym_max；有锚时 |ΔT_asym - ΔT_anchor|_p95 ≤ τ_match。
• C50-603（抖动与谱）：σ_t_p95 ≤ σ_t,max，S_t(f) 带内不超谱门；RBW/ENBW 与窗一致。
• C50-604（CRLB/SNR）：var_emp(T̂) ≤ α·CRLB（如 α≤3）且 SNR ≥ SNR_min。
• C50-605（量纲与新鲜度）：所有字段 check_dim 通过；源 age(RefCond) ≤ Δt_max，coverage ≥ cov_min。
• C50-606（清单完备）：时间戳组、方法、窗/带宽、对称性假设或标定证据 URI 必落盘。

VII. 实现绑定 I50-6*（接口原型、输入输出、不变量）

• I50-61 measure_twtt(timestamps, cfg) -> {T_2way, T_1way, ΔT_asym, u, meta}
• I50-62 measure_oneway(stamps, sync) -> {T_1way, u, meta}
• I50-63 decompose_latency(traces, link_meta) -> {lat_total, lat_prop, lat_ser, lat_sw, lat_q, lat_proc}
• I50-64 jitter_spectrum(jitter_ts, RBW, ENBW) -> {S_t(f), σ_t, meta}
• I50-65 solve_asymmetry(peer|triangle|loop, evidences) -> {ΔT_asym, u, meta}
• I50-66 twoform_consistency(n_eff, gamma, c_ref) -> {T_arr_form1, T_arr_form2, delta_form}
• I50-67 assert_delay_contracts(ds, rules) -> {report, pass}
• I50-68 emit_delay_manifest(results, policy) -> {uri, status}
  不变量：two_forms_present=true；check_dim(*) 通过；时标/窗/带宽/证据 hash 可追溯；对称性假设/锚定方法明确。

VIII. 交叉引用

IX. 质量与风控

• SLI/SLO：delta_form_p95, |ΔT_asym|_p95, σ_t_p95, var_emp/CRLB, age(RefCond), coverage。
• 回退策略：对称性假设不成立→启用对等/三角/回环标定；抖动超限→降带宽/平均/时钟清洁；两口径差↑→统一 form2 并增 guardband；CRLB 不达标→延长窗/提 SNR。
• 审计：时间戳组与方法、窗/带宽、非对称证据与计算、清单签名链与回放脚本。

小结

• 本章提供往返/单向链路时延与抖动的可计算基线、T_arr 两口径配套与非对称估计方法；
• 借助 M50-6/C50-6x/I50-6* 与 manifest.tbn.delay.*，TBN 可实现链路级量测的可度量、可审计、可回退，为环境修正绑定（第7章）与网络层一致化（第10章）提供稳定输入。