SDH网同步

SDH网同步

房广利3

　　摘　要　本文介绍了SDH网络的同步控制方法,对各级时钟定时的基本要求,包括从时钟的工作模式,网元的定时方法以及SDH网的同步方式。

关键词　SDH网络　同步　时钟　网元

SDHNetSynchronizationFANGGuang-li

Abstract　ThispaperintroducesthewayofsynchronigingSDHnet,thetimingprincipalfordifferentcevelclocks,inclucestheworkpatternofthesecondaryclock,thetimingwayofthecellsandthewayofSDHnetsynchronization.

Keywords　SDHnet　Synchronization　Clock　Equipments

　　在数字通信传输网中,接收端对数据流的解码依借时钟

的准确性。只有接收端的时钟与发送端的时钟的频率和相位的误差控制在极小的范围内,才能实现正确的解码。若接收端的时钟与发送端的时钟的频率及相位的误差太大,就会出现大量的误码。接收端与发送端时钟一致的问题称为同步问题。在SDH网中,每一个站点都可能是接收端,也可能是发送端,这就要求整个网络的同步。

1　SDH网络的同步控制方法111　准同步方法

准同步方法是指在网内各个节点上,都设立高精度的时钟,这些时钟具有统一的标称频率和频率容差,在网络中各时钟运行,互不控制,它们都有很高的稳定度都采用铯原子钟,其频率稳定度达10-11/a(年),因而整个网络时钟之间的误差都很小,完全在容许的范围之内,使整个网络接近同步。准同步要求多个时钟的精度都很高,增加了网络的成本;同时,跟踪于不同网络的时钟之间会出现频率差异和相位差异,在边界处会出现指针调整,影响了系统的稳定性;它的优点是系统的可靠性好,一个时钟出现问题,对网络的其它部分影响不大。112　主从同步方法

主从同步方法是在网络内设一个高精度的时钟,用它来控制多个一级从时钟,再用每个一级从时钟来分别控制多个二级从时钟,……主从同步的优点是组网灵活,网络的稳定性较好,对从时钟的要求不高,但一旦主时钟出了问题,容易造成整个网络的混乱。为了增加网络的可靠性,可以设立一个副时钟,副时钟平时也由主时钟来控制,在主时钟出现问3山东省广电网络中心,济南市,250062

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题后改由副时钟对整个网络进行控制。

外基准注入同步是在各主要站点安装全球卫星定位系统接收机,得到稳定度为10-11/a(年)的基准定时信号,并由它来控制低级从时钟,它实际也是一种主从同步方法。

SDH网络一般采用主从同步方式。从基准主时钟出发,与最多k(=10)个节点从时钟相连,在相邻两个节点从时钟之间最多N(=20)个网元时钟。在一串时钟链路中,网元时钟的数目不能超过60个。113　互同步方式

互同步方式是指网内不存在主基准时钟,每个时钟接受其他节点时钟送来的定时信号,将自身频率锁定在所有接受到的定时信号频率的加权平均值上,各时钟相互作用。当网络参数选择合适时,全网的时钟就将趋于一个稳定的系统频率,实现网内时钟同步。该方式对时钟要求较低,对链路故障不敏感,但网络的稳定性不太好,易受外界干扰。114　混合同步方式

混合同步方式是高级节点采用准同步方式,低级节点采用主从同步方式。这样可以减少时钟级数,缩短定时信号传送距离,改善同步网性能。

2　SDH网络中对各级时钟定时的基本要求

描述时钟定时特性的指标主要有频率精度和稳定度等。频率精度定义为时钟实际振荡频率相对于标称频率的偏移△f与标称频率f0之比。频率稳定度定义为在一定的时间间隔内频率精度的变化。其中长期稳定度描述由于晶体振荡器老化等原因引起频率精度的变化;短期稳定度描述由于噪声等引起的频率精度的随机变化。常用最大时间间隔误差(MTIE)来描述时钟的定时特性。最大时间间隔误差定义为,在特定时间间隔内,一个给定的定时信号相对理想定时

2002年第4期

山东电子

电视与通信技术及应用

　信号延时的峰峰变化,以ns为单位。即MTIE=(△f/f)・S+τ,其中S为测量时间间隔,以s为单位。(△△f/f)为定时信

τ为定时抖动和漂移。同步范围定义为能号的相对频偏,△

够进入锁定的从时钟频率与基准频率的最大偏差。

ITU-T的建议G.811,G.812,G.812L和G.81s对作为全网定时基准的主时钟、应用于转接节点的从时钟、应用于终端节点的从时钟和SDH网元(SDH设备)时钟等各级时钟的指标都作了具体的规定。

3　从时钟的工作模式

为了提高系统的可靠性,主从同步方式要求所有节点的时钟都至少可以从两条同步路径获取定时,而且不同的同步路径最好由不同的路由提供。常见的工作模式有以下三种。311　正常工作模式

这时,各从时钟都与输入的基准时钟信号(这个基准信号可能来自网中的主时钟,也可能来自暂时工作于下面第二种方式的高精度从时钟)同步。只是由于基准时钟信号在传输过程中出现的相对噪声和从时钟控制环中的噪声,会影响从时钟的同步。这时可能出现不同步只表现为各站点时钟之间存在着相位差(而不会出现频率差),只需通过偶然的指针调整,即可实现同步。312　保持模式

当从外界输入的定时基准信号丢失时,从时钟可以利用定时基准信号丢失之前存储的最后频率信息作为定时基准进行工作,使从时钟频率在相当长的时间内与基准信号的差别很小,满足系统的同步要求。这种工作方式称为保持模式。保持模式可以应付长达几天的基准信号丢失故障,增加了系统的工作可靠性。但工作于保持模式的时钟与基准时钟信号之间存在着频率差,会引起连续的指针调整。除了系统中专门设置的从时钟外,一些SDH设备(例如数字交叉连接设备等)也具有这种保持模式功能。313　自由运行模式

当从时钟的定时基准信号记忆也全部丢失时,从时钟完全没有外部时钟基准信号作为参考,只能依靠自己内部的振荡器进行工作。这种模式称为自由运行模式。在自由运行模式中,从时钟频率与基准频率之差就更大了,更容易引起连续的指针调整。当时钟精度达不到ITU-TG.81s规定的指标(4.6×10-6)时,SDH网进入异步工作模式,不能传输有效数据信号,而只能发出告警指示信号(AIS),提醒技术人员进行维修。

4　网元的定时方法

的定时信号都由特定的输入信号中提取的线路定时。一个

网元常常同时采用两三种定时方法。对复杂程度不同的网元,采用的定时方法不同,对内部定时源精度的要求也不同。

a.应用于较小站点、环路设备和用户设备的光终端,一向不采用外部定时源定时,而采用环路定时这种简单、成本低的定时方法;

b.各站点间同步定时分配的链路,利用STM-N定时基准的同步方式不受指针调整的影响,应作为首选方案;

c.再生器正常工作时采用通过定时的方法,在基准信号丢失时,则处于精度为2×10-5的内部时钟的自由振荡状态,并发出AIS信号;

d.分插复用器应尽量选用外同步方式,内部时钟的精度为4.6×10-6,在丢失定时基准后可以工作于保持模式,也可以采用通过定时和线路定时方法;

e.同步交叉连接设备(SDXC)的发送主时钟可以同步于交换机的输出。其内部时钟常常需要配备三级,甚至二级时钟。

5　SDH网同步方式511　同步方式

网络中的所有时钟都能最终跟踪到唯一的基准时钟(RPC)。在这种运行方式中,SDH指针调整只是由同步分配过程中不可避免的噪声引起,呈随机性。该方式是数字同步网的正常工作方式。512　伪同步方式

当网络中有两个以上都遵守G.811建议要求的基准时钟(PRC)时,网络中的从时钟可能跟踪不同的基准时钟,形成几个不同的同步网。由于各个基准时钟的频率之间会有一些微小的差异,因而在不同同步区边界的网元会出现频率或相位差异,从而引起指针调整。这是国际网络之间或分布式同步网中多个基准时钟控制的全同步网之间或不同的经营者网络之间的正常运行方式。如目前我国数字同步网采用跟踪卫星传送频率标准的多个主时钟作为地区性的基准时钟,因而不同同步区之间类似于伪同步方式。513　准同步方式

准同步方式即部分时钟工作于保持模式。514　异步方式

异步方式即部分时钟工作于自由运行模式,当网络节点时钟出现大的频率偏差时,则网络工作于异步方式。如果节点时钟频率准确度低于G.813建议的SEC要求时,SDH网络不再维持正常业务,而将发送AIS。

6　参考文献

1　杨世平,张引发,邓大鹏等1SDH光同步数字传输设备与

在SDH网中,提供了三种不同的网元定时方法。一是

依靠外部定时源定时;二是用内部定时源定时;三是从接收信号中提取的定时信号来定时。从接收信号中提取的定时信号来定时的方法又可分为三种,即网元由同方向终接的输入信号中提取定时信号,并利用它对发送信号和分路信号进行同步的通过定时;网元的每个发送信号都由相应的输入信号中提取的定时信号来同步的环路定时;以及所有发送信号

工程应用1人民邮电出版社,2001-042　韦乐平等1同步数字体系(SDH)原理与技术11997-04

(收稿日期:2002-09-08)

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