王 燁
摘要： 本文主要介紹網(wǎng)同步方式與工作模式及SDH網(wǎng)同步的一些基本概念。
關(guān)鍵詞： 同步數(shù)字系列；網(wǎng)同步；同步方式；定時(shí)方式
Abstract:Introduces general network synchronization type and working mode,and some basic concept of SDH network synchronization.
Keywords: SDH;Network synchronization;Synchronization type;Clocking type
一、引言
數(shù)字通信網(wǎng)是由交換節(jié)點(diǎn)和數(shù)字鏈路組成的,使用數(shù)字交換設(shè)備和數(shù)字傳輸設(shè)備在2個(gè)或多個(gè)指定的點(diǎn)間提供數(shù)字連接,以數(shù)字信號(hào)來(lái)傳送和交換信息的電信網(wǎng),因而在整個(gè)通信過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)該對(duì)數(shù)字信號(hào)有相應(yīng)的規(guī)范要求。
網(wǎng)同步是數(shù)字網(wǎng)所特有的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)同步的目標(biāo)是使網(wǎng)中所有交換節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘頻率和相位都控制在預(yù)先確定的容差范圍內(nèi)，以便使網(wǎng)內(nèi)各交換節(jié)點(diǎn)的全部數(shù)字流實(shí)現(xiàn)正確有效的交換。
二、 網(wǎng)同步方式與工作模式
1． 同步方式
目前，常用的交換節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的同步有2種基本方式，即主從同步方式和相互同步方式。
⑴主從同步方式
主從同步方式使用一系列分級(jí)的時(shí)鐘，每一級(jí)都與上一級(jí)時(shí)鐘 同步。在網(wǎng)中最高一級(jí)時(shí)鐘稱為基準(zhǔn)主時(shí)鐘或基準(zhǔn)時(shí)鐘（PRC），這是一個(gè)高精度和高穩(wěn)定度的時(shí)鐘，該時(shí)鐘經(jīng)同步分配網(wǎng)分配給下面的各級(jí)時(shí)鐘。各級(jí)時(shí)鐘劃分為以下3類：
．基準(zhǔn)主時(shí)鐘（PRC）；
�。�(jié)點(diǎn)時(shí)鐘也稱同步供給單元（SSU）；
�。W(wǎng)元內(nèi)時(shí)鐘也稱同步設(shè)備時(shí)鐘（SEC）。
�、葡嗷ネ椒绞竭@種方式在網(wǎng)中不設(shè)主時(shí)鐘，由網(wǎng)內(nèi)各交換節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘相互控制，最后都調(diào)整到一個(gè)穩(wěn)定的、統(tǒng)一的系統(tǒng)頻率上，從而實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的同步工作。
2．工作模式
(1) 正常工作模式
正常工作模式或稱相位鎖定模式，它是指在實(shí)際業(yè)務(wù)條件下的工作。此時(shí)，時(shí)鐘同步于輸入的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)。
(2)保持模式
從時(shí)鐘利用定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)丟失之前所存儲(chǔ)的最后的頻率信息作為其定時(shí)基準(zhǔn)而工作，同時(shí)震蕩器的固有頻率會(huì)慢慢地漂移，以保證從時(shí)鐘頻率在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)與基準(zhǔn)頻率只有很小的頻率偏差，使滑動(dòng)損傷仍然在允許的指標(biāo)要求內(nèi)。
(3)自由震蕩模式當(dāng)從時(shí)鐘不僅丟失所有外部定時(shí)基準(zhǔn)，而且也失去了定時(shí)基準(zhǔn)記憶或者根本沒(méi)有保持模式時(shí)，從時(shí)鐘內(nèi)部震蕩器工作于自由震蕩方式。
三、 SDH的引入對(duì)網(wǎng)同步的影響
SDH的引入對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)同步的影響主要有以下3點(diǎn)：
1． SDH特有的指針調(diào)整會(huì)在SDH/PDH網(wǎng)邊界產(chǎn)生很大的相位躍變。這樣每當(dāng)用來(lái)傳輸網(wǎng)絡(luò)定時(shí)基準(zhǔn)的2Mbit/s信號(hào)通過(guò)SDH網(wǎng)時(shí)，都會(huì)遭受到8UI的指針調(diào)整影響，相當(dāng)約2ms的相位變化，影響很大。
2． SDH允許不同規(guī)格的凈負(fù)荷實(shí)現(xiàn)混合傳輸，這對(duì)傳輸網(wǎng)應(yīng)用十分方便，但對(duì)網(wǎng)同步規(guī)劃卻帶來(lái)不利之處。
3． SDH自愈環(huán)路由備用和DXC的自動(dòng)配置功能帶來(lái)了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的靈活性和高生存性，但卻給網(wǎng)同步定時(shí)的選擇帶來(lái)了復(fù)雜性。
四、 SDH的網(wǎng)同步
1. SDH設(shè)備的定時(shí)工作方式
在光同步傳輸網(wǎng)中，隨著SDH設(shè)備在網(wǎng)中的配置情況，可以有不同的定時(shí)工作方式，即設(shè)備的同步方式。
⑴STM－N線路信號(hào)定時(shí)方式：所有發(fā)送的STM－N信號(hào)都將同步于從某一特定的輸入 STM－N信號(hào)中提取的定時(shí)信號(hào)，此方式適用于分插復(fù)用器。
�、� 外部基準(zhǔn)信號(hào)定時(shí)方式：SDH設(shè)備的內(nèi)部時(shí)鐘鎖定于外部基準(zhǔn)信號(hào)，一般分插復(fù)用器和數(shù)字交叉連接設(shè)備最適合工作在這種方式。
�、� 環(huán)路定時(shí)方式：SDH設(shè)備的發(fā)送時(shí)鐘從相應(yīng)的STM－N接收信號(hào)中提取，這種定時(shí)方式適用于不用外同步基準(zhǔn)或沒(méi)有外同步接口的星形網(wǎng)配置。
�、� 通過(guò)定時(shí)方式：SDH設(shè)備只能由同方向終結(jié)的STM－N信號(hào)中提取定時(shí)，并以此同步發(fā)送時(shí)鐘，此方式適用于SDH再生器和分插復(fù)用器。
�、� 內(nèi)部定時(shí)源：SDH設(shè)備都具備內(nèi)部時(shí)鐘，可以不使用上述的4種定時(shí)方式，內(nèi)部時(shí)鐘獨(dú)立運(yùn)行提供時(shí)標(biāo)，但時(shí)鐘性能應(yīng)符合設(shè)備要求的指標(biāo)。
2. SDH復(fù)用器內(nèi)的時(shí)鐘功能
ITU－T的G.783建議對(duì)SDH的復(fù)用器內(nèi)時(shí)鐘源的功能作出說(shuō)明。SDH復(fù)用器內(nèi)時(shí)鐘對(duì)下述的功能塊提供定時(shí)基準(zhǔn)：
�。甃PA—低階通道適配;
．LTP—低階通道終端;
�。甃PC—低階通道連接;
．HPA—高階通道適配;
�。瓾PT—高階通道終端;
．HPC—高階通道連接;
�。甋A—段適配;
�。甅SP—復(fù)用段保護(hù);
�。甅ST—復(fù)用段終端;
�。甊ST—再生段終端。
MTG為復(fù)用定時(shí)源發(fā)生器，有雙套可供選用。其外同步信號(hào)有4種：
�。甌1: 由STM－N導(dǎo)出的定時(shí)信號(hào)；
�。甌2: 由PDH支路導(dǎo)出的定時(shí)信號(hào);
�。甌3: 由STM－1導(dǎo)出的定時(shí)信號(hào);
．OSC: 內(nèi)部震蕩導(dǎo)出的定時(shí)信號(hào),具有準(zhǔn)確度為2×10－5的鎖相環(huán)震蕩器,四種定時(shí)信號(hào)可供選擇使用。輸出的定時(shí)信號(hào)為T3和T0，T0為供給再生器使用的定時(shí)信號(hào)。
3. SDH網(wǎng)絡(luò)中的同步信號(hào)分配
現(xiàn)用的SDH網(wǎng)中，由ADM及DXC相連接組成環(huán)形網(wǎng)或網(wǎng)孔形網(wǎng)，復(fù)用段的倒換保護(hù)都是以復(fù)用為基礎(chǔ)的。當(dāng)某個(gè)復(fù)用段發(fā)生故障時(shí)，受影響的復(fù)用段的通信鏈路將倒向保護(hù)環(huán)。
SDH中的NE（網(wǎng)絡(luò)單元）所在的局所不可能都有BITS。因NE能使用線路信號(hào)（STM－N）定時(shí)，而且還有備用定時(shí)信號(hào)，當(dāng)復(fù)用段進(jìn)行保護(hù)倒換時(shí)，若無(wú)同步狀態(tài)信息，則有可能形成定時(shí)環(huán)路。
下面以圖2為例說(shuō)明。圖2a為正常運(yùn)行狀態(tài)，圖2b為在ADM①、②之間發(fā)生故障，ADM②收不到定時(shí)信號(hào)，自動(dòng)倒換至備用的ADM4供給的定時(shí)信號(hào)，既形成如圖2b所示的定時(shí)環(huán)路。如具有同步狀態(tài)信息功能，因ADM④是從ADM⑤提取定時(shí)信號(hào)，則會(huì)對(duì)ADM②發(fā)出“不能用”信號(hào)，可避免發(fā)生定時(shí)環(huán)路。這說(shuō)明如果沒(méi)有同步狀態(tài)信息功能，則應(yīng)提供一個(gè)同步定時(shí)，除個(gè)別特例外，在所有情況下，采用備用同步參考定時(shí)將導(dǎo)致定時(shí)環(huán)路的形成。
避免定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生環(huán)路的方法：
按照規(guī)定，對(duì)只連接兩個(gè)SDH網(wǎng)絡(luò)單元的設(shè)備，如圖3 中的ADM③、④及⑤，可以從另一個(gè)方向的STM－N線路提取備用同步信號(hào)。具體的連接方法可以由第一個(gè)用外部定時(shí)方式的ADM1開(kāi)始，順序到其外定時(shí)或環(huán)路定時(shí)的ADM②、③及④選取主要定時(shí)線路，另一方向可選作備用，但ADM②則不能有備用定時(shí)路由，因ADM③、④及⑤用線路定時(shí)方式，存在產(chǎn)生定時(shí)環(huán)路的條件。
4. SDH系統(tǒng)內(nèi)傳送定時(shí)信號(hào)
準(zhǔn)同步系列（PDH）本身存在某些缺點(diǎn)，例如采用異步復(fù)接，用碼速調(diào)整，用插入比特解決支路信號(hào)的復(fù)接設(shè)備同步，然后復(fù)接成高次群信號(hào)，這種方式無(wú)法從高次群直接取出底次群支路信號(hào)，為了上下電路必須逐級(jí)調(diào)上調(diào)下，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備數(shù)量多。此外PDH系統(tǒng)中可供網(wǎng)絡(luò)管理的比特?cái)?shù)少，不利于系統(tǒng)的管理。而SDH則相對(duì)地解決了上述的缺點(diǎn)，所以SDH將在通信網(wǎng)中大量應(yīng)用，有可能在將來(lái)完全代替PDH系列。
全部NE都有2個(gè)路由,當(dāng)主用路由中斷,則各個(gè)NE將尋求跟蹤最高等級(jí)的時(shí)鐘,為達(dá)到此目的,各從鐘及NE可以重新組合,經(jīng)備用路由恢復(fù)定時(shí),這樣各時(shí)鐘可以少進(jìn)入保持或自由運(yùn)行狀態(tài),重組后仍會(huì)恢復(fù)同步運(yùn)行。重組后從鐘將失去基準(zhǔn)進(jìn)入保持狀態(tài)。
SDH傳輸系統(tǒng)為適配在傳輸點(diǎn)上不同輸入信號(hào)的相位差，用指針進(jìn)行調(diào)整。指針處理器對(duì)短期穩(wěn)定度降低是敏感的，所以為了減少指針調(diào)整次數(shù)，就要提高節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的短期穩(wěn)定度性能。
在SDH同步網(wǎng)中使用的節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘和NE內(nèi)的時(shí)鐘也不同，用于同步節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘頻率準(zhǔn)確度要高，在保持狀態(tài)下的性能要好，而NE內(nèi)的時(shí)鐘鎖相環(huán)路濾波的帶寬相對(duì)要大到100Hz，且固有的相位誤差要低。
SDH系統(tǒng)還有用同步控制的“同步質(zhì)量標(biāo)記（Synchronization quality marker）”安排在段開(kāi)銷（SDH）中，在復(fù)用段傳送，此標(biāo)記指出傳送的同步基準(zhǔn)等級(jí)，以加強(qiáng)對(duì)同步的管理，可利用此標(biāo)記控制定時(shí)轉(zhuǎn)換，可以在環(huán)形網(wǎng)中加以使用。在SDH傳送同步信息時(shí)，應(yīng)從STM－N的線路頻率中提取同步信息，同步質(zhì)量標(biāo)記與基準(zhǔn)信息一起傳送將有效的改進(jìn)同步網(wǎng)。
