频率同步可以通过SyncE或PTPv2实现。SyncE是从接口上接收的数据包（工作在物理层）以及接口上接收的ESMC数据包（大约每秒一个数据包）得出频率，来描述时钟质量。因此，它不会添加任何控制数据包，也不会受流量拥塞影响。PTP在数据包上运行，因此会出现控制数据包流，并且数据包会受到拥塞的影响。SDH网络就是一个典型的频率同步系统，要求不同网元之间的频率要同步起来，以保证SDH业务的正常传送。
相位同步指两个信号具有相同的频率，并且每个脉冲的开始和结束时间也相同，但是和脉冲出现的顺序没有关系。可见，如果频率不同步，相位就无法同步。

网络中可用PTPv2传输相位信息。
时间同步是指两个信号具有相同的频率、相同的相位，并且脉冲出现的顺序也相同。即信号之间相位差或者时间差恒定为零，或者在约定的允许范围之内。

NTP和PTP用于在网络中传输时间信息。NTP提供毫秒精度，而PTP可提供高达亚微秒的精度。二、常见时间同步协议
1、NTP（Network Time Protocol）网络时钟协议NTP基于UDP，端口号123，目前已广泛应用。NTP使用树形结构来实现时间同步，分为时钟源和时钟客户端两个角色，时钟源提供时间标准，时钟客户端通过和时钟源通信来同步本地时钟。在NTP中，存在不同级别的时钟源，称为本地时钟和外部时钟。本地时钟通过同步其他本地时钟来实现时间同步，而外部时钟通过GPS等信号来同步时间。

NTP同步基本原理如上图所示，从时钟向主时钟发送一个消息包(SNTP/NTP协议)，记录发出消息包时的时间戳T1(以从时钟时间为基准)，主时钟收到消息包立即记录时间戳T2(以主时钟时间为基准)，主时钟向从时钟返回一个消息包，返回消息包时记录时间戳T3(以主时钟时间为基准)，从时钟收到主时钟返回的消息包，此时记录时间戳T4(以从主时钟时间为基准)。
可见，T4-T1表示整个消息传递过程所需要的时间间隔，T3-T2表明消息T2传递过程在主时钟内逗留的时间。那么(T4-T1)-(T3-T2)就是信息包由从到主，再由主到从的时间(中间去除了在主时钟内的逗留时间)。如果假设往返时间一致，则从到主或者主到从的传送时间Round Trip Delay=((T4-T1)-(T3-T2))/2。
如果从时钟相对于主时钟的时间误差△t，则T2=T1+△t+Round Trip Delay；T4=T3-△t+Round Trip Delay。可知△t=((T2-T1)+(T3-T4))/2。2、PTP（Precision Time Protocol）NTP能在局域网内提供毫秒级时钟同步，但如果需要更高精度时就无能为力。2002年IEEE通过IEEE1588标准，定义PTP协议，2008年通过v2版本，这也是目前用的最多的版本。1588v1报文采用组播通信方式，1588v2使得主从时钟间协商后可采用单播通信方式，可提供亚微秒级的同步方式。
PTP借鉴了NTP，但要求网络节点必须有一个包含实时时钟的网络接口卡来满足时间戳的要求，实现基于PTP协议栈的相关服务。它的主要原理是通过一个同步信号周期性的对网络中所有站点的时钟进行校正同步，使基于以太网的分布式IT系统达到精确同步。IEEE 1588将整个网络内的时钟分为两种，普通时钟OC(ordinary clock)和边界时钟BC(boundaryclock)。只有一个PTP通信端口的时钟是普通时钟，有一个以上PTP通信端口的时钟是边界时钟，每个PTP端口提供独立的PTP通信。当然，也可以类似于NTP一样，把时钟分为主时钟和从时钟，理论上任何时钟都能实现主时钟和从时钟的功能,但一个PTP通信子网内只能有1个主时钟。

PTP通信中的报文主要包括同步报文Sync、跟随报文Follow_Up、延迟请求报文Delay Req、延迟应答报文 Delay_Resp 和管理报文。
主时钟发起同步请求报文Sync，同时使用本地时钟作为参考，将Sync报文发出的时刻打上硬件时间戳t1，并将时间戳记录在主时钟侧。从时钟接收到Sync报文的时刻，记录为硬件时间戳t2。主时钟在发送完Sync报文后，紧接着发送Follow_Up报文，携带时间戳信息t1，从时钟接收到Follow_Up报文后，将硬件时间戳t1保存。从时钟发送Delay_Req 报文，同时打下时间戳t3并保存。主时钟接收到Delay_Req 报文时打下时间戳t4并保存。主时钟向从时钟发送Delay_Resp报文，其中携带了时间戳t4的信息，从时钟接收到时间戳t4信息并记录。
经过4种报文在主、从时钟间的交互，从时钟拥有了4个时间戳t1~t4的信息。假设主、从时钟间的时间偏差为Toffset，报文传输延迟时间为Tdelay。根据 IEEE1588协议的同步过程可得：
t1-Toffset+Tdelay =t2
t3+Toffset+Tdelay =t4
则Toffset=((t2-t1)-(t4-t3))/2，Tdelay=((t2-t1)+(t4-t3))/2。
小结一下，NTP和PTP的原理很类似，都是通过客户端与服务器(主时钟与从时钟)间的报文交换，获取四个时间戳信息，进而计算出本地时钟的时钟偏差和路径时延。与此同时，二者也有区别。首先，NTP采用软件时间戳，PTP采用硬件时间戳，这也是两种协议的最大不同。其次，NTP由客户端(服务器/客户端模式下)发起，PTP由主时钟发起。另外，NTP的同步更新频率由用户配置，最小16s，默认64s。PTP的更新频率默认2s。
也是基于以上区别，NTP和PTP适用范围大不一样。NTP更适用于因特网广域网内数以万计、精度为毫秒~秒级的计算机的时间同步。PTP适用于局域网内各节点的亚微秒级时间同步，以及广域网内微秒级时间同步。三、NTP、PTP比较看了以上同步原理之后，就能明白时间同步协议需要建立在两个假设之上。即网络延迟是对称的、时间偏差在一段较短的时间内是不变的。在网络规模适中、负载不严重的情况下，这两个假设自然成立，但随着网络规模变大，肯定会对时间同步的精度造成一定影响。另外，网络传输都存在延迟和抖动，而且具有不确定性，这为时间同步精度也造成负面影响。
对于NTP来说，由于NTP是基于UDP的协议，端口号123，NTP的通信过程中，数据需要经过封装和分组后才可以进行发送，这一操作过程无法避免地引入了调用、封包的时间误差，且这一误差是不确定的，与操作系统的实时负载相关的。为了提高NTP精度，一般使用内核级包过滤器实现对多个数据包的一次性调用和发送，最大限度提高数据包发送效率。对于PTP来说，PTP支持硬件打时间戳，极大消除了网络协议栈时延抖动引起的同步误差，这也是PTP精度比NTP高的原因之一。四、GPS改北斗下，如何实现时间同步对于运营商而言，规模庞大的无线基站需要实现时间同步，只有在同步状态下，才能进行频率调度和高吞吐量的数据传送。传统解决网络时间同步的方法，是在每个基站上利用GPS模块获取GPS的统一授时和工作频率，从而保证全网的时间同步和时钟同步。但在逆全球化中，避免因GPS引起网络瘫痪而需要引入北斗系统作为另外的时间源，这就要考虑如何实现时间同步。
目前，5G基站时间源的选择主要包括通过直挂GNSS获取时间和通过跟踪地面1588v2链路同步定时信息两种方案。主流厂家的5G基站设备均支持北斗和GPS双模接收，但支持模式有所不同。一种为北斗和GPS联合工作模式，即北斗和GPS不区分主备，卫星接收机对于北斗和GPS信号同时处理，自动选择跟踪最优信号。另一种为北斗/GPS主备模式，卫星接收机在同一时刻只能选择一种类型的卫星跟踪。如果部分基站安装天线困难，例如密集城区基站和室分系统，也可以通过地面链路实现时间同步传递。而且主流5G基站设备都支持跟踪1588v2地面时间源，且支持卫星和1588v2的天地互备保护。所以在GPS改北斗的趋势下，5G基站基本不会存在问题。
而对于4G基站来说，普遍采用GPS方式，所以如何实现时间同步成为要重点考虑的问题。

上图可见，针对基站时间信号输入方式来说，有一天一地2种典型方案。一天：利用时钟设备接收北斗信号，并封装成PPS+ToD传递给基站。一地：利用时钟设备接收北斗信号，利用1588v2协议从地面网络传递给基站。1、PPS+ToD时钟设备对接收到的信息进行编码和处理，能从中提取并输出两种时间信号：PPS，间隔为1秒的同步脉冲信号，其脉冲前沿与UTS的同步误差不超过1ns。ToD，UTC绝对时间ToD(年、月、日、时、分、秒)，它与1PPS脉冲相对应，能够做到时间同步。2、1588v2利用传送网将1588v2时钟信号传递给基站有个重要的问题，即传送网是否支持1588v2，这要区分来看，一方面看能否满足网络延迟对称的假设，在网络中也就是单纤双向传输。另一方面看是否支持1588v2协议。
IPRAN/SPN这类分组设备对1588v2的支持情况较好，例如华为CX600-X3、中兴9000E等都支持，所以主要考虑网络中是单纤双向还是双纤双向。因此要实现此方案，需要将1588v2时间信号的采用单纤双向方式传送保证信号传输路径的光纤对称，两点间协议包传送时延相同。
对于OTN来说，传递1588V2主要有透传、OSC(带外方式)和ESC(随路方式)三种方式。透传方式下，PTP报文是作为OTN客户侧信号直接进行承载；OSC方式下，PTP报文通过OTN的专用OSC通道净负荷进行承载；ESC方式下，PTP报文通过OTN的OTUk中的预留开销进行承载。由于透传方式精度无法满足基站回传的要求，因此业界比较认可的OTN承载方式是OSC和ESC。