Вы нашли то, что искали?
Главная Разделы

Добавить страницу в закладки ->

2.6. Тактовая сетевая синхронизация. Интегральные и оптические сети

Интегральные и оптические сети

2.6. Тактовая сетевая синхронизация

2.6.1. Нормативы фазовых дрожаний

2.6.2. Источники синхросигналов в сетях ТСС и их характеристики

2.6.3. Распределение тактового синхронизма

2.6.4. Система показателей качества и приоритетов в сети ТСС

2.6.5. Источники синхронизации для сетевого элемента СЦИ и интерфейсы

2.6.6. Примеры распределения синхронизма в различных конфигурациях сети ТСС

2.6.7. Основные принципы восстановления ТСС

2.6.8. Методы восстановления синхронизации сети

2.6.9. Примеры восстановления тактового синхронизма

2.6.10. Ресинхронизация в транспортной сети



2.6.1. Нормативы фазовых дрожаний

Нормирование параметров фазовых дрожаний (джиттера и вандера) заключается в том, чтобы:

  • исключить накопление джиттера в цепи последовательно соединенного генераторного оборудования сети ТСС;
  • обеспечить устойчивость генераторного оборудования к входному джиттеру путем исключения цепи ФАПЧ от высокочастотного шума тактового сигнала;
  • не допустить превышения уровня джиттера, генерируемого оборудованием;
  • обеспечить фильтрацию джиттера генераторным оборудованием;
  • снизить вероятность появления ошибок в цифровых сигналах из-за дрожания фазы;
  • устранить неуправляемые проскальзывания из-за переполнения эластичной памяти.

Нормируемые характеристики дрожаний приведены в рекомендациях МСЭ-Т G.823 и G.825 для ПЦИ и СЦИ систем соответственно. Нормирование определено для сигналов ПЦИ: 2,048 Мбит/с; 8,448 Мбит/с; 34,368 Мбит/с; 139,264 Мбит/с, а также для сигналов СЦИ: STM-1.STM-4, STM-16, STM-64.

Нормы устанавливаются на следующие характеристики дрожаний фазы:

  • максимальное значение дрожаний, которое не должно быть превышено на любом выходном интерфейсе цифровой сети;
  • передаточные характеристики дрожаний цифрового оборудования (регенераторов);
  • устойчивость к дрожанию фазы входных портов оборудования нормируется нижним пределом амплитуды дрожаний, не приводящим к сбоям и отказам.

Максимальное значение дрожаний фазы контролируется на любом цифровом иерархическом стыке, в том числе, на стыке синхросигнала. Нормативами установлена схема измерений фазовых дрожаний (рисунок 2.49) и предельные показатели дрожаний на интерфейсах ПЦИ и СЦИ (таблицы 2.9, 2.10)

Рисунок 2.49. Схема измерений фазовых дрожаний.

Рисунок 2.49. Схема измерений фазовых дрожаний.

Передаточные характеристики дрожаний цифрового оборудования оцениваются через коэффициент передачи на фиксированной частоте:

Р = 20 lg (Авых / Авх),

где Авых и Авх - амплитуды фазовых дрожаний на выходе и входе цифрового оборудования.

Нормы приведены в рекомендации МСЭ-Т G.958 для регенераторов СЦИ (таблица 2.11) двух типов (А и В). При этом тип регенератора определяется видом передаточной характеристики. Нормы на регенератор типа В не зависит от скорости передачи.
Для оценки накоплений фазовых дрожаний в цепи регенераторов рекомендовано использовать следующую формулу: ,
где, А - амплитуда дрожаний на выходе одного регенератора, AN - дрожания на выходе цепи из N-регенераторов. При количестве регенераторов, равном 20, амплитуда джиттера увеличивается в 2,11 раза.

Таблица 2.9. Предельные нормы на амплитуду фазовых дрожаний на выходе трактов ПЦИ

Тракт fi (Гц) f3 (кГц) f4(кГЦ) B1(UI) B2(UI)
64 кбит/с 20 3 20 0,25 0,05
2,048 Мбит/с 20 48 100 1,5 0,2
8,448 Мбит/с 20 3 400 1,5 0,2
34,368 Мбит/с 100 10 800 1,5 0,15
139,264 Мбит/с 200 10 3500 1,5 0,075

Таблица 2.10. Предельные нормы на амплитуду фазовых дрожаний на выходе трактов СЦИ

Тракт fi (Гц) f3 (кГц) f4 (КГЦ) B1(UI) B2(UI)
STM-1 500 65 1,3 1,5 0,15
STM-4 1000 250 5 1,5 0,15
STM-16 5000 1000 20 1,5 0,15

Таблица 2.11. Нормы на передаточные характеристики регенератов CЦИ

STM-N тракт
Тип регенератора
fc (кГц) Р(дБ)
STM-1 (А) 130 0,1
STM-1 (В) 30 0,1
STM-4 (А) 500 0,1
STM-4 (В) 30 0,1
STM-16 (А) 2000 0,1
STM-16 (B) 30 0,1

Устойчивость к фазовым дрожаниям на входе оборудования цифровой системы оценивается с помощью неизменного сигнала синхронизации. Нормативы по этому показателю изображены в виде графика на рисунке 2.50 и приведены в таблице 2.12.

Рисунок 2.50. Нормирование амплитуды фазовых дрожаний для оценки устойчивости по входу цифрового оборудования

Рисунок 2.50. Нормирование амплитуды фазовых дрожаний для оценки устойчивости по входу цифрового оборудования

Таблица 2.12. Нормативы на устойчивость входных портов ПЦИ

Скорость, кбит/с Амплитуда (UI) Частота
АО А1 А2 А3 fo,
Гц
f1,
Гц
f2,
Гц
f3,
кГц
f4,
кГц
64 1,15 н/д 0,25 0,05 1,2х10-5 20 600 3 20
2048 36,9 18 1,5 0,2 1,2х10-5 20 2400 18 100
8448 152 н/д 1,5 0,2 1,2х10-5 20 400 3 400
34368 618,6 н/д 1,5 0,15 н/д 100 1000 10 800
139264 2506,6 н/д 1,5 0,075 н/д 200 500 10 3500

н/д - нет данных

Из таблицы 2.12 видно, что область выше частоты fi является областью джиттера, а в области между частотами fo и fi находится частота 10 Гц, разделяющая понятия джиттера и вандера. Для любой скорости передачи на сверхнизких частотах (1.2 * 10-5 Гц- период 23 часа) нижняя предельная граница в долях UI имеет разное значение, однако абсолютное значение амплитуды в мкс на всех скоростях совпадает и равно 18 мкс. Это соответствует предельному допустимому значению вандера на интерфейсах цифровой сети, которое определено рекомендациях МСЭ-Т: G.811; G.812; G.813; G.823; G.825.

Нормирование вандера основано на эталонной модели сети синхронизации, представленной в рекомендации МСЭ-Т G.803 и описанной в ряде российских отраслевых документов. Эталонная модель составлена из одного ПЭГ, нескольких ВЗГ и ГСЭ, которые образуют последовательную цепь синхронизации. При этом число ВЗГ в цепи не должно превышать 10, число ГСЭ между двумя ВЗГ не должно быть более 20, общее число ведомых генераторов (ВЗГ+ГСЭ) в цепи не должно превышать 60. Для такой цепи синхронизации суммарное наихудшее значение вандера должно быть не более 18 мкс. Это значение вандера нормативно распределяется согласно G.812 следующим образом:

  • вандер между ПЭГ и ВЗГ - 6 мкс;
  • вандер между ВЗГ - 4 мкс;
  • вандер на выходе ВЗГ - 1 мкс.

При нормировании характеристик ПЭГ (в англоязычной литературе это PRC, Primary Reference Clocks) указывается стабильность частоты долговременная (не хуже 1 х 10-11 ), предельные значения вандера и джиттера, выходные интерфейсы для сигналов 2048 кГц, 2048 кбит/с, 5 МГц, 10 МГц и другие.

При нормировании характеристик ВЗГ (в англоязычной литературе это SRC, Second Reference Clocks) указывается кратковременная (для интервала 1 с) и долговременная стабильности частоты. При этом кратковременная может составлять величину 2х10-12), долговременная – от 10-8 до 10-10. Кроме того, определяются параметры времени удержания частоты в случае потери внешнего синхронизма (режим работы ВЗГ, обозначаемый в англоязычной литературе - holdover) - от секунд до нескольких часов.

Характеристики ГСЭ определены нормативами для аппаратуры SDH в рекомендации МСЭ -Т G.813 (обозначение в англоязычной литературе SEC, SDH Equipment Slave Clocks). Собственная долговременная стабильность ГСЭ должна быть не хуже 4,6х10–6. При этом в ГСЭ может быть применен режим удержания (holdover).

ВЗГ и ГСЭ должны иметь нормированную полосу частот захвата внешней ведущей частоты от ПЭГ или ВЗГ более высокой стабильности.

Среди нормируемых параметров ПЭГ, ВЗГ, ГСЭ необходимо указать:

  • максимальную ошибку временного интервала (МОВИ) (MTIE, Maximum Time Interval Error), которая показывает максимальное отклонение значащего момента хронирующего импульса от эталонного на определенном временном интервале измерения;
  • девиацию частоты синхросигнала во времени или девиацию времени (ДВИ), или девиацию фазы (TDEV, Time Deviation), которая представляет собой среднеквадратическое отклонение временных интервалов на определенном временном интервале измерения. Эти зависимости считаются основными при анализе качества системы синхронизации.


2.6.2. Источники синхросигналов в сетях ТСС и их характеристики

Источником систем синхронизации (сетей ТСС) подразделяются на два типа: атомные и кварцевые.

Атомные генераторы используют три атомных эталона: рубидий, цезий и водород. Рубидий поглощает микроволновые колебания на частоте 6 834 682 608 Гц, цезий – на частоте 9 192 631 770 Гц, водород – на частоте 1 420 405 751,768 Гц. Они используются в качестве ПЭГ.

Эталон рубидия представляет собой стеклянную колбу, заполненную рубидиевыми парами. Ее нагревают и помещают в микроволновую камеру со стеклянными окошками на торцах. Камера просвечивается рубидиевой лампой. Свет, прошедший через камеру, фиксирует фотоэлемент. Одновременно на камеру подается модулированный микроволновой сигнал, полученный с помощью стабильного кварцевого генератора. Таким образом, можно точно совместить микроволновый сигнал с резонансной частотой рубидия, т.к. оптическое поглощение газа рубидия изменяется на резонансной частоте. Стабильность частоты генератора на интервале времени 1 с – 10-11 ... 10-12, 1 сутки – 10-12 ... 10-13, месяц – 10-11. Эталон рубидия требует коррекции, т.к. им присущ недостаток, обусловленный старением. Рубидиевый генератор используется в связи с GPS .

Цезиевые генераторы эталонной частоты не отличаются миниатюрностью и дешевизной. Они представляют собой атомную лабораторию в миниатюре, в которой атомы цезия запускаются из нагреваемой камеры в вакуумную.

Эти генераторы представляют собой первичные стандартные эталоны. В соответствии с международными соглашениями цезиевый генератор частоты определяет продолжительность времени в одну секунду. Это продолжительность 9 192 631 770 периодов излучения, соответсвующего переходу атома цезия -133 между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия -133. Стабильность частоты генератора на интервале времени 1 с – 10-11 ... 10-1Э, 1 сутки – 10-13 .. . 10-14, за год – 10-13. Эталон не требует коррекции.

Водородный эталон - водородный лазер, обладает очень высокой стабильностью на коротких промежутках времени (несколько часов), стабильность оценивается величиной 10-15. Тем не менее, он не заменяет цезиевый эталон из-за долговременного дрейфа.

Кварцевые генераторы подразделяются на три вида: обычные кварцевые, кварцевые с температурной компенсацией ТСХО (Temperature Compensated Crystal Oscillator) и охлаждаемые кварцевые источники OCXO (Oven Compensated Crystal Oscillator). Они используются в качестве ГСЭ, ВЗГ.

Обычные кварцевые генераторы имеют стабильность в интервале времени 1 с – 10-9, в сутки – 10 -7, в год 10 -6.

Генераторы ТСХО имеют стабильность в интервале времени 1с –10-9 в сутки–10-8, в гoд 10-7...10-8.

Генераторы OCXO имеют стабильность в интервале времени 1с – 10-9…10-10, в cyтки – 10-7…10-9, в год 10-9…10-11.

Источники тактового синхронизма на основе GPS (Global Position System) - глобальной системы позиционирования (российский аналог ГЛОНАСС). В основе системы лежит использование низкоорбитальных спутников системы NAVSTAR. Одновременно над горизонтом в любой точке земного шара наблюдаются минимум три спутника. На спутниках размещаются цезиевые стандарты, которые генерируют сигналы заданного вида. Особенностью синхросигнала, генерируемого приемником от GPS, является его высокая долговременная стабильность и низкая кратковременная стабильность, которая зависит от количества спутников.

Источники тактового синхронизма ПЭГ и ВЗГ имеют достаточное число выходов синхросигналов. Однако для подключения синхросигналов с выходов мультиплексоров необходимо использовать аппаратуру разветвления сигналов синхронизации (АРСС). В состав АРСС входят блоки усилителей 2048 кГц, усилителей 2048 кбит/с, преобразования – передачи сигнала с одной тактовой частоты на другую.



2.6.3. Распределение тактового синхронизма в цифровых сетях связи

Распределение тактового синхронизма в цифровой сети осуществляется от базовой сети ТСС. На территории России базовую сеть синхронизации образует сеть ОАО Ростелеком. Базовая сеть представлена различными регионами синхронизации: Дальневосточный (Хабаровский), Сибирский (Новосибирский), Центральный (Московский), Южный (Ростовский), Северо-западный (С.- Петербургский). Каждый регион оснащается ПЭГ. Доставка синхросигналов от ПЭГ по основным и резервным линиям ко всей аппаратуре систем передачи и коммутации, передающейся в синхронизации, осуществляется с помощью аппаратуры ПЦИ и СЦИ и по физическим линиям.

Синхронизация , передаваемая в системах ПЦИ, - это сигнал 2048 кбит/с с тактовой частотой, соответствующей по стабильности частоте ПЭГ. По системам ПЦИ сигнал 2048 кбит/с, несущий синхроинформацию, может передаваться в оба направления.

В системах СЦИ передача синхроинформации с помощью компонентных сигналов 2048 кбит/с не рекомендована из-за возможных значительных скачков фазы компонентных сигналов при согласовании указателей мест их расположения в линейном сигнале STM-N.

Носителем синхроинформации в системах СЦИ является непосредственно линейный сигнал STM-N (N = 1, 4, 16, 64).

При распределении тактового синхронизма внутри регионов используется принцип принудительной иерархической синхронизации (ведущий - ведомый) от ПЭГ к генераторам сетевых элементов аппаратуры СЦИ, АМТС и т.д. Базовая сеть ТСС обеспечивается резервирование синхросигналов, которая создается как резервными генераторами и взаимным резервированием регионов, так и маршрутами доставки синхроинформации.

Для подключения различных операторов цифровых сетей к базовой сети синхронизации предложено рассматривать четыре класса присоединения:

  • 1-й класс - сеть оператора получает сигнал синхронизации через пассивные соединительные линии от ПЭГ базовой сети ТСС;
  • 2-й класс - сеть оператора получает сигнал синхронизации от ВЗГ;
  • 3-й и 4-й классы - сеть оператора получает сигнал синхронизации от ГСЭ.

Внутри каждого региона сеть принудительной синхронизации должна строиться по иерархическому принципу в виде древовидной схемы (радиально-узловой), исключающей возможность образования петель синхронизации в любой ситуации. В качестве ведомых генераторов на АМТС, АТС и т.д. могут использоваться блоки, встроенные в аппаратуру коммутации. На узлах и станциях, на которых кроме АМТС, АТС и т.д. установлено другое оборудование, нуждающееся в синхронизации (аппаратура кроссирования, оперативного переключения и т.д.), в качестве ведомых генераторов, которые синхронизируют все оборудование на данном узле, должны использоваться выделенные ведомые задающие генераторы, соответствующие рекомендации МСЭ -Т G.812. При этом каждый ВЗГ должен иметь альтернативные входы синхронизации.

На магистральной сети СЦИ для фильтрации фазовых дрожаний через n(n<=20) промежуточных генераторов ГСЭ также должны устанавливаться ВЗГ, соответствующие рекомендации МСЭ -Т G.812. Максимальное число ВЗГ в пределах региона в одной цепи синхронизации не должно превышать 10. ВЗГ могут отличаться собственной стабильностью тактовой частоты и полосой частот захвата внешнего синхронизма. Указанные числа для ВЗГ и ГСЭ в цепочке синхронизации практически трудно выполнить.

Для переноса синхроинформации на местной сети могут использоваться сигналы систем ПЦИ и СЦИ.

Городские телефонные сети должны синхронизироваться от генератора цифровой АМТС. При этом в качестве резервной выбирается одна из АТС. При районированной ГТС с узлами входящих и исходящих сообщений синхронизация всех станций узлового района осуществляется от АМТС по трактам первого выбора. Резервными ведущими станциями каждого узлового района является узел и одна из РАТС. На этих станциях устанавливаются блоки сетевой синхронизации. Сельская телефонная сеть должна синхронизироваться от задающего генератора АМТС.



2.6.4. Система показа елей качества и приоритетов в сети ТСС

Система показателей качества и приоритетов используется в сети ТСС, построенной на основе сети СЦИ. Для системы показателей качества в заголовке STM-N предусмотрен байт S1, в котором от ГСЭ к ГСЭ может транслироваться сообщение о качестве синхросигнала, переносимого STM-N. В таблице 2.13 приведены значения показателей качества, определенные в рекомендации МСЭ-Т G.707 (1996).

Таблица 2.13. Показатели качества синхронизма

Уровень качества Содержимое байта S1 Число Показатель стабильности Источник сигнала
Q1 хххх0010 2 <= 1 х10-11 ПЭГ (G.811)
Q2 хххх0100 4 <= 1 х 10-9 в сутки ВЗГ (G.812)
транзит
Q3 хххх1000 8 <= 2 х 10-8 в сутки ВЗГ (G.812)
локальн.
Q4 хххх1011 В <=4,6х10-6 ГСЭ (holdover
или free run)
Q5 хххх0000 0 качество неизвестно
Q6 хххх1111 F не использовать

Следует отметить, что последняя редакция рекомендации МСЭ-Т G.704 (1996) предусматривает возможность размещения сообщения об уровне качества в заголовке цикла сигнала 2048 кбит/с.

Учитывая, что ГСЭ и ВЗГ имеют несколько входов для внешних синхросигналов, качество которых может быть независимым и одинаковым, вводится система приоритетов. Уровень приоритета определяется его номером. Чем меньше номер, тем выше приоритет. Число приоритетов может быть от 0 до 254. Приоритет отмечается в таблице, размещаемой в памяти контроллера ГСЭ.
Первым приоритетом обычно устанавливается сигнал синхронизации, поступающий от ПЭГ по самому короткому и качественному маршруту, где по пути следования синхросигнала установлено как можно меньше промежуточных ВЗГ.

Вторым приоритетом для основного оборудования узла или станции может служить сигнал синхронизации, поступающий от ПЭГ по другому маршруту, чем сигнал первого приоритета.

ВЗГ и ГСЭ могут принимать синхросигналы 3-го и 4-го приоритетов и т.д. Последним из приоритетов в любом оборудовании синхронизации является собственный генератор, работающий в режиме запоминания частоты синхросигнала (holdover) и свободных колебаний (free run). Приоритетом можно запретить использование входа синхронизации.

Система приоритетов и качества направлена на повышение надежности сетей ТСС.



2.6.5. Источники синхронизации для сетевого элемента СЦИ и интерфейсы

На рисунке 2.51 представлена схема с обозначением возможных источников синхронизации ГСЭ.

Технические характеристики внешних интерфейсов синхронизации (ТЗ, Т4) приведены в таблицах 2.14, 2.15. Они соответствуют рекомендации МСЭ-Т G.703. Внутренние интерфейсы аппаратуры определяет производитель оборудования. Это частоты 38,88 МГц, 19,44 МГц и другие, транслируемые по шине синхронизации.

Рисунок 2.51. Источники синхронизации аппаратуры СЦИ

Рисунок 2.51. Источники синхронизации аппаратуры СЦИ

Таблица 2.14. Характеристики интерфейса ТЗ (входы)

Параметр Номинал
Сетевой тактовый сигнал 2048 кГц ±50 ррm
Входное сопротивление 120 Ом, активное, симметричное
или 75 Ом несимметричное
Возвратные потери >= 15 дБ
Номинальный уровень 1,0 В (+0,9/-0) В
Затухание входного сигнала по сравнению с номинальным уровнем 0...6 дБ

Таблица 2.15. Характеристики интерфейса Т4 (выход)

Параметр Номинал
Сетевой тактовый сигнал 2048 кГц ±50 ррm
Маска импульса соответствует рекомендации
МСЭ-Т G.703
Входное сопротивление 120 Ом, активное, симметричное
или 75 Ом несимметричное
Выходное напряжение 1,5 В ±20%
Максимальное допустимое
фазовое дрожание
0,05 UI в диапазоне частот
20Гц...100кГц


2.6.6. Примеры распределения синхронизма в различных конфигурациях сети ТСС

Распределение синхронизма в линейной сети ТСС показано на рисунке 2.52.

Рисунок 2.52. Распределение синхронизма в линейной сети ТСС

Рисунок 2.52. Распределение синхронизма в линейной сети ТСС

На рисунке обозначены показатели качества и приоритеты. Показатели качества отмечены у направлений в цепи передачи синхронизма (у стрелочек). Приоритеты проставлены внутри каждого сетевого элемента (перед стрелочкой).

В системе обозначений показателей качества часто применяется обозначение двойного толкования согласно таблице 2.13.

Обозначение Q1 соответствует наивысшему качеству источника синхронизма и обозначение числом 2 (шестнадцатеричный код) обозначается также высшее качество источника.

При разработке проектов ТСС рекомендуется придерживаться какой-либо одной системы обозначений.

Рисунок 2.53. Распределение тактового синхронизма в кольцевой транспортной сети

Рисунок 2.53. Распределение тактового синхронизма в кольцевой транспортной сети

На рисунке 2.53 представлена схема распределения синхронизма в кольцевой транспортной сети.

В схеме кольцевой сети распределения тактового синхронизма применена другая распространенная система обозначений показателей качества (Q1, Q2, Q3, Q4...) и приоритетов (Р1, Р2, РЗ,...). Синхронизм от внешнего источника (ЕХТ-ПЭГ) распределяется в направлении с запада на восток по кольцу. Участок замыкания, прилегающий к первому сетевому элементу (СЭ), защищается от замыкания петли синхронизации через установку приоритета западного входа в последнее состояние (Р15 - не использовать для синхронизации).

Альтернативным источником синхронизма в этой сети может быть ЕХТ ВЗГ, который имеет более низкий показатель качества Q2 и входу в СЭЗ, где подается этот синхросигнал, присвоен более низкий приоритет использования РЗ. Для самых трудных с точки зрения синхронизации ситуаций предусмотрено использование внутренних тактовых генераторов СЭ, которые имеют самый низкий показатель качества Q4 и приоритет использования.

Для каждого сетевого элемента можно рекомендовать составление таблицы назначения приоритетов (пример - таблица 2.16).

Таблица 2.16. Распределение приоритетов для синхросигналов в сетевом элементе

Вход тактового синхронизма Источник синхронизма Приоритеты входов
1 2 3 4 5 ... 15
ЕХТ ПЭГ, 1 х10-11 +            
Агрегатный сигнал STM-N (Запад) ПЭИ, 1 х10-11   +          
Агрегатный сигнал STM-N (Восток) ПЭИ, 1 х10-11     +        
Компонентный сигнал 2 Мбит/с АМТС (ВЗГ),
2 х10-8
      +      
Собственный тактовый генератор (ГСЭ) ГСЭ, 4,6 х10-6         +    

Таблица 2.16 отражает основное рабочее состояние сетевого элемента в сети синхронизации. Таблица останется неизменной и в случае нарушения схемы распределения синхронизма, которая будет определяться, прежде всего, показателями качества, и только при одинаковых показателях в сетевом элементе вводится в действие указанная таблица.



2.6.7. Основные принципы восстановления ТСС

Одним из главных требований при организации ТСС является наличие альтернативных источников синхронизма для каждого сетевого элемента. Для выбора источника синхросигнала необходим определенный алгоритм, который должен учитывать структуру ТСС и весь характер распределения сигналов. Для формирования такого алгоритма должен соблюдаться ряд принципов:

  • при восстановлении синхронизации сети необходимо избегать формирования замкнутых петель, т.е. ни один из хронирующих источников не должен синхронизироваться своим собственным сигналом (такие петли нестабильны и приводят к уходу частоты тактового генератора от номинального значения); - если тактовый генератор работает в режиме удержания, он не должен служить эталоном для хронирующего источника более высокого -уровня качества;
  • каждый сетевой элемент должен синхронизироваться от хронирующего источника более высокого уровня качества, чем уровень ГСЭ;
  • должно быть наличие небольшого (ограниченного) числа источников.


2.6.8. Методы восстановления синхронизации сети

Известно несколько методов восстановления нарушенного тактового синхронизма:

  • ручное переключение источников синхронизма;
  • использование системы управления сетью;
  • метод приоритетных таблиц;
  • метод сообщения о статусе синхросигнала.

Ручное переключение источников синхронизма применяется только в узлах, которые имеют собственные высокостабильные тактовые генераторы (не ниже качества Q2). Такое переключение очень длительно, т.к. требуются согласования для принятия решения. Достоинство метода состоит в том, что оператор легко разбирается с общей топологией сети и принимает решение без использования сложного и дорогостоящего программного обеспечения. Недостаток - необходимость установления связи с экспертами сети, длительный временной интервал принятия решения.

Восстановление синхронизма при помощи системы управления (программы сетевого менеджера). Это путь автоматизированного решения проблемы, исключающий оператора - человека из принятия решения. Это ускорение процесса (сокращение с часов до минут) переключения. Недостаток метода состоит в высоких затратах на решение целого ряда технических и организационных задач по разработке алгоритмов управления. Метод применим в сетях с распределенными ПЭГ в которых несколько хронирующих источников располагаются в различных сетевых узлах и любой из них может взять на себя функции основного.

Методы восстановления синхронизма на основе таблиц приоритетов и сообщений о статусе синхронизма отличаются от выше рассмотренных высоким быстродействием. При этих методах переключения синхросигналов происходят за время менее одной секунды. Быстрое переключение предполагает, что у ГСЭ с невысокой стабильностью (около 10-6) в режиме удержания уход фазы не превысит 1 мкс.

Идея метода таблиц приоритетов рассмотрена выше. В синхронизируемом СЭ сигнал с наивысшим приоритетом выбирается в качестве основного. При этом остальные находятся в ожидании. Переключение происходит после исчезновения основного сигнала синхронизации из-за пропадания сигнала на линейном (агрегатном) интерфейсе, потери цикла передачи, при сигнале аварийного состояния или других отказах сети. Переключение на резервный синхросигнал возможно и в случае ухода фазы или частоты опорного сигнала. Переключение может быть реализовано с возвратом или без него (т.е. с ручным обратным восстановлением источника синхронизма).

Достоинство метода приоритетных таблиц состоит в его относительной простоте и высокой скорости переключения. Кроме того, принятие решения о переключении на резерв принимается только в одном узле на основе собранной информации о качестве синхронизма. При этом нет необходимости задействовать систему управления сетью.

К недостаткам метода следует отнести недостаточную гибкость в поддержке различных сетевых топологий (кольцевые, сложные линейные, ячеистые) с большим числом промежуточных ГСЭ.

Места применения метода приоритетных таблиц: коммутаторы, кроссовые узлы на пересечении ячеистых сетей, в ПЦИ сетях, работающих внутри СЦИ сетей.

Идея метода показателей качества рассмотрена выше. Преимущества этого метода по сравнению с методом приоритетных таблиц заключается в том, что он может применяться в сетях с любой топологией. Метод, основанный на сообщениях о статусе синхронизации, может рассматриваться как дополнение к предыдущему, поскольку обеспечивает в каждом узле сети дополнительную информацию, которая поступает в форме сообщений в заголовках сигналов STM–N или Е1. Эти сообщения позволяют по-разному реагировать в сетевых элементах на различные ситуации. При этом не требуется использование системы управления. Таким образом, метод приоритетных таблиц и метод сообщений о статусе являются мощными средствами для автоматического восстановления синхронизации в сети связи. Они позволяют предотвратить создание замкнутых петель синхронизации и нарушение иерархии уровней качества хронирующих источников.



2.6.9. Примеры восстановления тактового синхронизма

Рисунок 2.54. Схема восстановления тактового синхронизма в линейной цепи

Рисунок 2.54. Схема восстановления тактового синхронизма в линейной цепи

Пример восстановления цепи синхронизации приведен в схеме на рисунке 2.54 который повторяет цепочечную конфигурацию сети передачи, изображенную на рисунке 2.52.

На рисунках 2.55…2.57 представлена динамика изменений в сети синхронизации, обслуживающей кольцевую транспортную сеть СЦИ. Необходимые пояснения приведены на схемах. Эти примеры базируются на схеме рисунка 2.53 и сохраняют другую (вторую) систему условных обозначений статуса синхронизации.

Рисунок 2.55. Аварийное состояние синхронизации

Рисунок 2.55. Аварийное состояние синхронизации

Рисунок 2.56. Состояние изменения маршрута синхронизации

Рисунок 2.56. Состояние изменения маршрута синхронизации

Рисунок 2.57. Конечное состояние восстановления синхронизации в кольцевой сети

Рисунок 2.57. Конечное состояние восстановления синхронизации в кольцевой сети



2.6.10. Ресинхронизация в транспортной сети

Ресинхронизация сигналов 2 Мбит/с в транспортной сети (ретайминг) на основе SDH используется для трансляции тактового синхронизма в местные сети. При поступлении сигнала 2 Мбит/c в транспортную сеть SDH происходит его упаковка в VC12. Далее происходит выравнивание VC12 в TU12 и в контейнерах высшего порядка (VC4/3), а затем их передача через сеть. Во время передачи через сеть SDH может происходить сдвиг VC12 в TU12. Таким образом полезная нагрузка может “плавать” в пределах TU12. По этой причине информация о фазе сигнала 2 Мбит/с внутри VC12 не может использоваться. Для устранения фазовой неопределенности тактов 2 Мбит/c сигнала производится ресинхронизация.

Для синхронизации сигнала 2 Мбит/c с частотой ПЭГ в сети SDH выполняется распаковка VC12 и сохранение сигнала в эластичном буфере. Из него выполняется пересылка, и тогда ресинхронизированный сигнал будет переносить частоту ПЭГ. После этого он может использоваться в качестве опорного синхросигнала за пределами сети SDH. На рисунке 2.58 представлена диаграмма ресинхронизации.

Рисунок 2.58. Ресинхронизация сигнала 2 Мбит/c

Рисунок 2.58. Ресинхронизация сигнала 2 Мбит/c

Интегральные и оптические сети





Добавить страницу в закладки ->
© Банк лекций Siblec.ru
Электронная техника, радиотехника и связь. Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные и гуманитарные науки.

Новосибирск, Екатеринбург, Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Ростов-на-Дону, Чебоксары.

E-mail: formyneeds@yandex.ru