揚(yáng)州供電公司電力調(diào)度中心 戴勇
數(shù)字同步網(wǎng)是數(shù)字通信網(wǎng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，也是保障各種業(yè)務(wù)網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量的重要手段。它與電信管理網(wǎng)、信令網(wǎng)一起并列為通信網(wǎng)的三大支撐網(wǎng)，在通信網(wǎng)絡(luò)中具有舉足輕重的地位。時(shí)下，在電力通信網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)大，新業(yè)務(wù)不斷發(fā)展的情況下，同步網(wǎng)作為業(yè)務(wù)支撐網(wǎng)的重要性不言而喻，本文將介紹數(shù)字同步網(wǎng)的組織結(jié)構(gòu)，特別是本地?cái)?shù)字同步網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和工作原理及以后的發(fā)展規(guī)劃。
一、數(shù)字同步網(wǎng)的基本原理和結(jié)構(gòu)
對(duì)于任何通信設(shè)備，都需要時(shí)鐘為其提供工作頻率，所以時(shí)鐘性能是影響設(shè)備性能的一個(gè)重要方面，時(shí)鐘常被稱為設(shè)備的心臟。時(shí)鐘工作時(shí)的性能主要由兩個(gè)方面決定：自身性能和外同步信號(hào)的質(zhì)量，而外同步信號(hào)的質(zhì)量就是由數(shù)字同步網(wǎng)來(lái)保證的。當(dāng)設(shè)備組成系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)后，數(shù)字同步網(wǎng)必須為系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)提供精確的定時(shí)，以保障其正常運(yùn)行，網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的精度會(huì)影響數(shù)字通信網(wǎng)的正常工作。
數(shù)字同步網(wǎng)的結(jié)構(gòu)主要取決于同步網(wǎng)的規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)中的定時(shí)分配方式和時(shí)鐘的同步方法，而這些又取決于業(yè)務(wù)網(wǎng)的規(guī)模、結(jié)構(gòu)和對(duì)同步的要求。同步網(wǎng)一般可分為準(zhǔn)同步方式和同步方式兩大類。準(zhǔn)同步方式常用于國(guó)際間通信鏈路，各節(jié)點(diǎn)獨(dú)立設(shè)置基準(zhǔn)時(shí)鐘（如銫原子鐘），其時(shí)鐘基準(zhǔn)一般都優(yōu)于或滿足G．811規(guī)定的基準(zhǔn)鐘，頻率準(zhǔn)確度保持在10～11極窄的頻率容差之內(nèi)。各國(guó)的數(shù)字通信網(wǎng)則普遍采用同步方式，節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘之間一般采用主從同步方法：將網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘分級(jí)，各級(jí)時(shí)鐘具有不同的頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度，設(shè)置高穩(wěn)定度和高準(zhǔn)確度時(shí)鐘為基準(zhǔn)主時(shí)鐘（最高級(jí)時(shí)鐘或一級(jí)時(shí)鐘），網(wǎng)內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘則稱為從時(shí)鐘，用從時(shí)鐘鎖相環(huán)技術(shù)與基準(zhǔn)主時(shí)鐘（或上一級(jí)時(shí)鐘）頻率同步，使全網(wǎng)時(shí)鐘工作在同一頻率上。
二、數(shù)字同步網(wǎng)的作用
同步網(wǎng)是最終要解決采用頻率或相位控制的方法，為數(shù)字通信網(wǎng)提供統(tǒng)一的時(shí)鐘和定時(shí)，避免數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生滑動(dòng)。具體描述如下：（1）解決節(jié)點(diǎn)間由于頻差和過(guò)量漂動(dòng)引起的滑幀和64kbit/s的滑碼，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)各結(jié)點(diǎn)之間的同步；（2）限制指針調(diào)整頻次，實(shí)現(xiàn)同步數(shù)字系統(tǒng)（SDH）節(jié)點(diǎn)的同步；（3）滿足一些對(duì)定時(shí)同步有特殊需要的操作，如相位敏感的寬帶視頻業(yè)務(wù)，精密儀表的測(cè)量基準(zhǔn)源等。
它通過(guò)網(wǎng)絡(luò)同步技術(shù)為各種業(yè)務(wù)網(wǎng)的所有網(wǎng)元分配定時(shí)信號(hào)（頻率或時(shí)間信號(hào)），以實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)網(wǎng)的同步。網(wǎng)絡(luò)同步是指為了保證數(shù)字通信網(wǎng)正常工作，分配定時(shí)信號(hào)到網(wǎng)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)，要求網(wǎng)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘頻率和相位嚴(yán)格控制在一定的容差范圍內(nèi)，具有準(zhǔn)確地將同步定時(shí)信號(hào)從基準(zhǔn)時(shí)鐘傳送到同步網(wǎng)的各節(jié)點(diǎn)，調(diào)整網(wǎng)中的各時(shí)鐘并保持信號(hào)同步，滿足通信網(wǎng)的傳輸性能和交換性能需要的作用。
三、揚(yáng)州電力數(shù)字同步定時(shí)設(shè)備概況
目前揚(yáng)州電力公司使用的是大唐電信生產(chǎn)的GNSS－97同步定時(shí)設(shè)備，該設(shè)備是首家按照ITU－TG.811、ITU－TG.812、YD/T1012－1999、BellcoreGR-2830設(shè)計(jì)，能同時(shí)接收美國(guó)GPS和俄羅斯GLONASS衛(wèi)星的高精度同步時(shí)鐘。GSNN－97主要由五個(gè)基本功能部分組成：參考定時(shí)輸入部分、受控時(shí)鐘部分、定時(shí)輸出部分、性能監(jiān)測(cè)部分和監(jiān)控管理部分。該設(shè)備既可以配置成基于高精度基準(zhǔn)定時(shí)信號(hào)源（GPS或GLONASS）的高穩(wěn)定度同步系統(tǒng)，又可配置成一個(gè)簡(jiǎn)單的同步供給單元（SSU）。它輸出的定時(shí)信號(hào)是由高精度的受控銣鐘或晶體鐘產(chǎn)生，能滿足長(zhǎng)途交換局和中心局的基準(zhǔn)參考時(shí)鐘源（PRS）的需要。GNSS－97同步定時(shí)設(shè)備能提供各種電信設(shè)備所需的頻率，基本配置有2048kbit/s、2048kHz信號(hào)，選件有5MHz、10MHz正弦或TTL輸出、1PPS輸出及64（8）kbit/s復(fù)合信號(hào)輸出。它主要有三個(gè)子系統(tǒng)組成：PAD、TSG及TSD，其中PAD是由電源輸入、系統(tǒng)總告警和網(wǎng)管數(shù)據(jù)通道組成的子系統(tǒng)，TSG為時(shí)鐘再生子系統(tǒng)，TSD為時(shí)鐘分配擴(kuò)展子系統(tǒng)。TSG包括參考定時(shí)輸入部分、受控時(shí)鐘部分、時(shí)鐘輸出部分、性能監(jiān)測(cè)部分和系統(tǒng)監(jiān)控管理部分。TSD為定時(shí)分配擴(kuò)展輸出部分，主要由不同定時(shí)信號(hào)分配模塊組成（如用戶要求的時(shí)鐘輸出路數(shù)較少，備份輸出不大于24路、獨(dú)立輸出不大于48時(shí)，可以直接在TSG中插入時(shí)鐘分配盤(pán)，而不用增加TSD子框）。GNSS-97設(shè)備采用全模塊化設(shè)計(jì)，便于進(jìn)行不同的配置。TSG配置兩個(gè)接收機(jī)盤(pán)，即兩個(gè)互為主備的雙系統(tǒng)接收的GGR1（或單系統(tǒng)的GPS1）、GGR2（或單系統(tǒng)的GPS2），當(dāng)定時(shí)參考為衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，由這兩個(gè)盤(pán)提供一路主參考定時(shí)信號(hào)給受控振蕩器，兩個(gè)接收機(jī)盤(pán)的定時(shí)信號(hào)輸出至定時(shí)參考總線，接收機(jī)盤(pán)的輸出可自動(dòng)或人工倒換。
四、揚(yáng)州電力數(shù)字同步網(wǎng)的現(xiàn)狀與展望
江蘇電力數(shù)字同步網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為兩級(jí)：省主干同步網(wǎng)和地區(qū)級(jí)同步網(wǎng)。省主干同步網(wǎng)由省公司和13個(gè)地市公司組成，地區(qū)級(jí)同步網(wǎng)由市公司和所轄縣（市）公司組成。各市公司的主時(shí)鐘組成省主干同步網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)，各縣（市）公司配置超穩(wěn)晶體鐘組成地區(qū)級(jí)同步網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)。原則上，縣（市）級(jí)以下區(qū)域不設(shè)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)。揚(yáng)州市公司根據(jù)省公司要求，于2004年3月在揚(yáng)州中心站安裝了GPS天線、大唐同步時(shí)鐘設(shè)備、專用DDF架等，已建成了具有自身特色的數(shù)字同步網(wǎng)，目前可視會(huì)議設(shè)備、華為SDH設(shè)備、通信監(jiān)控設(shè)備等都已經(jīng)接入該網(wǎng)絡(luò)，使設(shè)備內(nèi)部、設(shè)備之間形成了統(tǒng)一的時(shí)鐘，通信系統(tǒng)可靠工作得到保障。今后，公司還要將數(shù)字同步網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步建設(shè)和完善，在更多的設(shè)備接入網(wǎng)中，形成一個(gè)全面完整的網(wǎng)絡(luò)體系。
此外，我們正在規(guī)劃將數(shù)字同步網(wǎng)絡(luò)覆蓋延伸到揚(yáng)州地區(qū)的其它縣公司，那么到底怎么將中心站的時(shí)鐘傳送至各個(gè)縣公司呢？這里先介紹一下SDH傳送網(wǎng)與數(shù)字同步網(wǎng)的關(guān)系。SDH傳送網(wǎng)是一個(gè)同步網(wǎng)，它與數(shù)字同步網(wǎng)有著雙重的關(guān)系。首先，同其它專業(yè)網(wǎng)一樣，SDH傳送網(wǎng)是數(shù)字同步網(wǎng)的一個(gè)客戶；其次，SDH傳送網(wǎng)作為定時(shí)傳送的重要手段，承擔(dān)著區(qū)間、局間、站間定時(shí)信號(hào)傳送的任務(wù)。因此在SDH設(shè)備組網(wǎng)時(shí)，合理地設(shè)計(jì)全網(wǎng)的同步時(shí)鐘源跟蹤方式及各BITS單元地面信號(hào)的傳送方案，對(duì)全網(wǎng)的業(yè)務(wù)運(yùn)行至關(guān)重要。一段時(shí)間以來(lái)人們一直對(duì)利用SDH傳遞定時(shí)信號(hào)持懷疑態(tài)度，認(rèn)為SDH設(shè)備的晶體頻率準(zhǔn)確度不夠高且SDH存在指針調(diào)整影響，不能用于傳遞定時(shí)信號(hào)。其實(shí)這里有兩個(gè)誤區(qū)：一是SDH的晶體在網(wǎng)絡(luò)中處于從屬地位，是被同步的對(duì)象，在正常跟蹤外部參考信號(hào)時(shí)不決定網(wǎng)絡(luò)的頻率準(zhǔn)確度；二是指針調(diào)整用于適配傳輸設(shè)備業(yè)務(wù)碼流時(shí)鐘與傳輸設(shè)備本身時(shí)鐘之間的偏差，它僅存在于SDH凈荷或支路信號(hào)中，而同步網(wǎng)組網(wǎng)利用SDH線路信號(hào)不存在指針調(diào)整。因此SDH可以用來(lái)傳遞定時(shí)信號(hào)。有了以上的技術(shù)支撐，再加上我們強(qiáng)大穩(wěn)定的市到縣SDH網(wǎng)絡(luò)，將把各縣公司通信站交換、傳輸、通信監(jiān)控等主要通信設(shè)備接入數(shù)字同步網(wǎng)中，在真正意義上達(dá)到全市數(shù)字同步網(wǎng)的覆蓋與互連，從而使得全市電力通信站的設(shè)備時(shí)鐘信號(hào)保持同步統(tǒng)一，解決電力系統(tǒng)通信設(shè)備之間的同步時(shí)間問(wèn)題，讓揚(yáng)州地區(qū)電力通信設(shè)備的運(yùn)行更加可靠、經(jīng)濟(jì)，使有序供電更上一個(gè)新臺(tái)階。
