AN-002: Holdover Budget Calculation

Application Note AN-002 · By KCCS Engineering Team · Updated 2026 · 8 min read

Why Holdover Budget Matters

Cuando un grandmaster PTP pierde su fuente de sincronización, la red cambia a modo holdover. Cuánto tiempo mantiene la precisión depende enteramente del oscilador interno. Especificar el holdover como « ±1 μs en 24 h » sin desglosar el origen del error lleva a sobrediseño (pagar un OCXO innecesario) o subdiseño (fallos en campo).

The Three Error Terms

1. Temperature-induced drift. This is usually the largest term. If the oscillator has frequency vs temperature stability Δf/f and the equipment room changes by ΔT during holdover, the frequency shift is Δf/f × ΔT. Over a holdover window of T hours, the accumulated time error is:

Error = (Δf/f × ΔT) × T

Ejemplo: un OCXO con sensibilidad de 0,1 ppb/°C en una sala que varía 10 °C en 24 h acumula 0,1 ppb × 10 = 1 ppb de desviación. En 24 h (86 400 s), son 86,4 μs de error de tiempo. Por eso « ±1,5 μs/24 h a 25 °C » se convierte en otra cifra en un armario sin climatizar.

2. Aging. A typical OCXO ages at 1E-10/day. Over one day that is 8.6 ms. This is small compared to temperature drift in most real-world deployments, but it dominates if the equipment room is tightly controlled.

3. Initial offset and measurement noise. The residual frequency error at the moment holdover starts, plus the short-term noise integrated over the window. A well-disciplined oscillator leaves less than 1E-12 offset; ADEV contributes a few hundred nanoseconds over 24 h.

Worked Example

Si su red requiere ±1 μs en 24 h, un OCXO de 0,1 ppb/°C en entorno variable no cumplirá. Opciones: (a) estabilizar térmicamente el armario, (b) subir a un OCXO ±0,01 ppb como la serie KOT, o (c) usar una referencia atómica CPT/CSAC sin la misma sensibilidad térmica.

Tips for Your Budget

- Conozca su perfil térmico real. Una spec de laboratorio ±1,5 μs/24 h no es igual al holdover de campo entre -20 °C y +60 °C.

- Considere el calentamiento. Si el dispositivo se apaga y reinicia, el tiempo de calentamiento del horno importa más que el propio holdover.

- Design for the 99th percentile, not the typical case.