14、多媒体的时间、频率和相位同步：基础、问题、发展与机遇

多媒体的时间、频率和相位同步：基础、问题、发展与机遇

1. 引言

媒体同步的范围十分广泛，涵盖了媒体内、媒体间、多源以及设备间同步等多种场景，而这些场景都有一个共同的需求，即对时间的感知。“时间”这一术语，既在国际上通用，也在本文中被用作一个涵盖时间、相位和频率三个不同概念的统称。接下来，我们将详细定义这三个概念，并阐述同步在这三者中的应用，同时通过实例进行说明和区分。

1.1 时间同步的概念

时间用于指定选定时间尺度上的一个瞬间（或一天中的某个时刻）。准确的时钟是可追溯到时间尺度标准的，如协调世界时（UTC）或国际原子时（TAI）。TAI是原子时间尺度，与UTC不同的是，UTC是不连续的，需要进行闰秒调整以与地球自转的变化保持一致。时间同步是指对两个或多个时间源进行相对调整，以消除它们之间的时间差异。这对于多媒体应用尤为重要，例如在多媒体设备网络中进行双向延迟测量，或者在媒体流对齐以确保良好的用户体验（QoE）时。

1.2 频率同步的概念

频率指的是事件在单位时间内的重复率。如果两个时钟以完全相同的速率振荡，则它们实现了频率同步。准确的频率时钟是指其速率与秒的定义相符，例如，一个准确的100Hz时钟在1秒内会精确振荡100次。频率同步的典型单位是百万分之一（ppm）或十亿分之一（ppb），1ppm相当于0.0001%。频率同步是媒体内同步的关键要求，因为如果媒体生产设备和消费设备的时钟速率不同，就会导致缓冲区溢出或不足，从而影响QoE，如出现高延迟、数据包丢失或不连续等问题。

1.3 相位同步的概念

如果两个时钟不仅频率相同（频率同步），而且在同一瞬间达到时钟信号的峰值，则它们实现了频率