Тактовая синхронизация сети SDH
Важной проблемой при строительстве, настройке и технической эксплуатации цифровых сетей связи, в том числе и SDH, является передача информации с высоким качеством, в соответствии с международными нормами. Так, одним из показателей качества передачи цифровых трактов и каналов является наличие проскальзываний (проскальзывания (slips) - исключение или повторение одного или группы передаваемых по сети двоичных символов), приводящих к потере или неверной передаче части информации. Основной причиной проскальзываний является наличие значительного количества оборудования группообразования, которое подстраивает тактовую частоту данного цифрового канала под свой внутренний задающий генератор. Количество таких подстроек и стабильность задающих генераторов приводят к искажению передаваемой информации.
Данная проблема решается несколькими способами – введением балансных битов, буферов памяти, синхронизацией внутренних задающих генераторов и т. д. Однако, при значительном увеличении скорости передачи информации с одной стороны (количество балансных, применяемых для выравнивания скоростей битов по отношению к полезной информации резко увеличивается) и при объединении цифровых систем передачи (ЦСП) с электронными системами коммутации в единую цифровую сеть, обеспечивающую передачу и коммутацию сигналов в цифровой форме с другой стороны. Вследствие данных причин возникает острая необходимость создания системы тактовой синхронизации сети (ТСС).
|
|
|
Задача ТСС и сводится к устранению искажений в передаваемой информации, вызываемых различием частоты передачи/ обработки этой информации на сети и создающих проскальзывания, занимая как можно меньше ресурсов под балансную нагрузку для исправления нестабильности частоты задающих генераторов.
Исходя из вышесказанного, необходима корректно построенная система ТСС сети SDH и узлов коммутации цифровых каналов.
В данной статье рассматривается система ТСС и некоторые требования по ее построению.
Система ТСС SDH является одним из основных факторов, обеспечивающих высокое качество передачи информации и строится по иерархическому принципу.
Верхний уровень иерархии занимает первичный эталонный задающий генератор (primary reference clock, PRC), который вырабатывает сигнал синхронизации высокого качества (долговременная (см. прим.) стабильность частоты PRC составляет не более, чем 1х10-11.
В качестве PRC чаще всего используется цезиевый стандарт частоты.
Возможен прием и подстройка частоты PRC от глобальной системы позиционирования (global positioning system, GPS), в подчиненных цифровых сетях вместо PRC можно использовать тактовые сигналы генераторов высших сетей.
|
|
|
Второй уровень иерархии занимают ведомые задающие генераторы (synchronization supply unit, SSU), которые синхронизируются от генератора более высокого порядка. Собственая долговременная стабильность частоты SSU составляет не более 10-9 (согласно ITU-T G. 812).
Третьим уровнем иерархии являются задающие генератор(ы) оборудования SDH (SDH equipment clock, SEC), подстраиваемые от внешнего источника.
Синхросигнал между PRC/SSU или PRС /SEC распределяется двумя возможными методами.
- каскадным методом, при котором сигналы синхронизации передаются по так называемым трактам синхронизации (в качестве которых используются линейные тракты STM-N). Линейный сигнал непосредственно не несет информацию о синхронизации; на NE подчиненная аппаратура выделяет сигнал тактовой синхронизации из принимаемого линейного сигнала STM-N и синхронизирует SEC и SSU;
- передачей сигнала 2,048 Мбит/c, используя оборудование PDH и линейный тракт, который синхронизирует SSU и, в свою очередь, распределяет синхронизацию по SEC.
Факторы, влияющие на передачу сигналов синхронизации.
Требования к синхронизации цифровых сетей - это компромис между несколькими конфликтующими параметрами. С одной стороны, это конкретные параметры сигналов синхронизации в аппарате, с другой - выполнение данных параметров на сети в целом. Количество синхронизируемых от одного задающего генератора цифровых сетей может быть безгранично, но в какой-то момент происходит ухудшение следующих параметров (с позиции синхронизации):
|
|
|
- фазовый шум оборудования и тракта синхронизации для SSU, SEC, PRС;
- дрейф фазы тракта синхронизации;
- дрожание фазы тракта синхронизации;
- сдвиги фазы, вызванные переходными процессами, вследствие некоторых операций по преобразованию или испытанию (данные операции происходят в среднем не реже 1 раза в месяц, в связи с перестройками и сбоями системы синхронизации для достаточно разветвленной ТСС; поэтому, для разумного снижения качества, которое входит в международные нормы качества было принято, что сдвиг фазы любой полярности между двумя SSU допускается не более 1 мкс в 25 дней.
С учетом перечисленных выше дестабилизирующих факторов (на основании теоретических и практических исследований) были определены структуры, количество цепей и элементов синхронизации - согласно ETS 300 462-2 один PRC распределяет синхронизацию на десять SSU через 20 SEC (возможен вариант 40 SEC между двумя SSU, но данный случай может вызвать ухудшение качества передачи сигналов синхронизации).
|
|
|
Режимы синхронизации оборудования SDH
В SDH возможны два режима синхронизации оборудования - нормальный и аварийный.
1. Нормальный режим
Система ТСС строится по принципу распределительной древовидной (радиально-узловой) структуры. Синхронизация производится передачей сигнала синхронизации от одного задающего генератора элемента сети (network element clock, NEC) к следующему.
Для обеспечения высоконадежной работы системы синхронизации NEC обязательно резервируется и передается по системам, изолированным от синхронизируемой сети (в идеальном случае).
В качестве переносчиков синхроинформации в системах SDH используются линейные сигналы STM-N, т. к. они не подверженны согласованию указателей (pointer justification). Информацию о синхронизации содержит первый ряд STM-1 SOH (который не скремблируется), в байте S1 (биты 5-8) находится информация о статусе синхронизации. Информация, принятая в байте S1, сравнивается с ожидаемым значением и в случае пяти последовательных несовпадений генерируется аварийный сигнал.
Для обеспечения надежности подачи сигнала синхронизации оборудование SDH имеет возможность синхронизироваться от нескольких источников, для каждого из которых задается соответствующий приоритет использования (так называемая таблица приоритетов). Так, при пропадании источника синхронизации с высшим выбранным приоритетом происходит автоматический переход на более низший.
Ниже показаны возможные приоритеты синхронизации аппарата SDH:
- от внешнего источника 1 - аппарат синхронизируется от внешнего синхросигнала, физически подаваемого на разъем 1;
- от внешнего источника 2 - аппарат синхронизируется от внешнего синхросигнала, физически подаваемого на разъем 2;
- от линии 1 - аппарат синхронизируется по синхросигналу, восстановленному из линейного сигнала STM-N, принимаемого с линии 1;
- от линии 2 - аппарат синхронизируется по синхросигналу, восстановленному из линейного сигнала STM-N, принимаемого с линии 2;
- от порта распределительного блока - аппарат синхронизируется по синхросигналу, восстановленному из одного входного компонентного сигнала (2 Мбит/с, 34 Мбит/с, 140 Мбит/с).
Непосредственно для синхронизации оборудования, расположенного на узлах и станциях цифровой сети, в оборудовании SDH обычно предусматривается несколько выходов синхронизации 2,048 кбит/с.
2. Аварийный режим
Если NE теряет принудительную синхронизацию (внешнюю, линейную), аппаратура способна продолжать синхронизацию передаваемого сигнала от NEC. Так, в случае потери сигналов синхронизации от ведущего NEC ведомый NEC переходит в режим удержания (holdover), что соответствует переходу данного участка сети SDH в плезиохронный режим. В этом режиме частота и фаза отражает последнюю известную частоту и фазу синхронизации еще некоторое время с достаточной точностью с отклонением не более + 2,0 ppm (миллионных долей) в течение около 48 часов, а затем переходит в режим свободного генерирования (free running) c отклонением тактовой частоты от номинальной величины не более + 4,6 ppm.
После устранения неисправности автоматически возвращается источник синхронизации высшего приоритета.
Топология организации системы ТСС
С точки зрения топологии построения синхронной сети необходимо правильно выставить приоритеты синхронизации каждого аппарата (NE) в отдельности и всей сети в целом, так ТСС должна строится по следующим принципам:
- удовлетворять по всем параметрам рекомендациям ITU-T;
- не должна оказывать какие-либо отрицательные влияния на устойчивость сети (предполагаться резервирование наиболееважных синхротрасс и задающих генераторов);
- должна быть рассчитана на работу в условиях постоянно перестраивающейся и модернизирующейся сети и обладать достаточной гибкостью для перестройки и модернизации в режиме действующего трафика.
Рассмотрим организацию передачи сигналов синхронизации по стандартным топологиям сети SDH.
При топологии цепь и звезда сигналы синхронизации обычно передаются в цикле STM-N без резервирования, для резервирования применяются другие сети.
В случае, когда сеть SDH строится по топологии кольцо, появляется возможность в полной мере использовать ресурсы резервирования синхронизации при потере или ухудшении качества синхросигнала. Однако, при неправильной расстановке приоритетов синхронизации и при определенных обстаятельствах ухудшения основного сигнала синхронизации (при переходе на на источник более низкого приоритета) происходит не восстановление системы синхронизации, а переход части аппаратов в режим работы от внутреннего генератора (кольцо по синхронизации).
Поэтому должен выдерживаться строго иерархический принцип распределения синхронизирующего сигнала при установке приоритетов синхронизации. Для избежания изменения системы ТСС синхронизации при нарушениях в работе части кольца и спонтанного перехода аппаратов на другие приоритеты используется протокол информациии о статусе синхронизации (synhronisation status message, SSM).
В байте S1 секционного заголовка STM-N SOH передается информация, являющаяся причиной закрытия внешних выходов синхронизации (распространения синхронизации на другие NEC), когда принимаемый сигнал синхронизации более низкого качества, чем от внутреннего генератора NE.
Дополнительное применение протокола SSM - это управление системой синхронизации цепи или кольца. Каждой подсеть меняет направление синхронизации, при потере главного пути, но для того, чтобы сохранилась строго иерархическая структура, т. е. избежания колец по синхронизации, каждый NE должен послать сообщение “Не использовать” обратно в тот NE, из которого он берет синхронизацию, чтобы отдающий синхронизацию аппарат при потере собственных источников синхронизации не переключился на использование синхросигнала от аппаратов, которым он должен распределять синхросигнал.
От SDH к NGSDH
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 497; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!