2. Оборудование тактовой сетевой синхронизации
К оборудованию тактовой сетевой синхронизации относится, прежде всего, аппаратура, генерирующая тактовые сигналы, аппаратура, восстанавливающая требуемое качество тактовых сигналов и аппаратура распределения сигналов.
В качестве источников сигналов синхронизации используются первичные эталонные источники (ПЭИ), характеристики которых регламентируются международными Рекомендациями. Для выходных сигналов ПЭИ максимально допустимое относительное отклонение частоты от номинального значения составляет величину порядка 10-13 при всех возможных условиях окружающей среды и времени наблюдения не менее недели. В качестве ПЭИ обычно используются цезиевые или водородные генераторы. Оборудованием, непосредственно обеспечивающим сигнал синхронизации для сети ТСС, является первичный эталонный генератор (ПЭГ), обозначаемый также PRC (Primary Reference Clock), в состав которого входят аппаратурно резервированные ПЭИ (устанавливается не менее трёх ПЭИ). Так как сигнал на выходе ПЭИ является весьма слабым, то на выходе ПЭГ включается ведомый задающий генератор (ВЗГ), более подробно о котором будет сказано ниже. Выходным сигналом ПЭГ является частота 2048 кГц, для которой максимально допустимое относительное отклонение частоты от номинального значения в соответствии с Рекомендацией МСЭ-Т G.811 не должно превышать величины 1*10-11 . В аппаратуре ПЭГ, кроме тройного резервирования ПЭИ, предусмотрено резервирование остального оборудования, входящего в состав ВЗГ. Двойное резервирование может применяться и для выходных интерфейсов ПЭГ. Как правило, аппаратура ПЭГ имеет не менее 16-ти выходов тактовой частоты. Если этого в конкретном узле окажется мало, ПЭГ может доукомплектовываться аппаратурой распределения сигнала синхронизации (АРСС).
На второй и третьей ступенях иерархии системы ТСС находятся ведомые задающие генераторы (ВЗГ), иногда обозначаемые как SSU (Sуnchronization Supply Unit). Они подразделяются на ВЗГ транзитного узла ВЗГ-Т (SSU-T) и местного узла ВЗГ-М (SSU-L) в соответствии с Рекомендациями MСЭ-Т G.812Т и G.812L. При нормальных условиях работы они используются для восстановления и поддержания необходимого качества сигналов синхронизации при их распространении по сети, когда ВЗГ работает в режиме принудительной синхронизации. Дело в том, что при передаче синхросигналов от одного сетевого элемента к другому, их качество ухудшается вследствие накопления фазовых дрожаний значащих моментов цифрового сигнала от их идеальных положений во времени (“джиттер” и “вандер”). Для улучшения качества синхронизации в цепочке каскадно включенных сетевых элементов устанавливают ВЗГ, обеспечивающих фазовую автоподстройку частоты, которая способствует подавлению фазовых дрожаний. Кроме того, в аварийных ситуациях, ВЗГ берут на себя функции задающих генераторов. Этим и объясняется их противоречивое на первый взгляд название – ведомый задающий генератор.
Транзитные ВЗГ-Т в сравнении с местными ВЗГ-М имеют более стабильное и, соответственно, дорогое генераторное оборудование. Оно способно обеспечить возможность довольно длительной работы системы ТСС при потере внешнего сигнала синхронизации, а также эффективно подавлять фазовые флюктуации. Поэтому местные ВЗГ-М применяются на участках сети, с которых сигналы синхронизации не поступают на другие участки с ВЗГ, так как они не могут обеспечить требуемого качества транзита.
Как правило, на ВЗГ поступают не менее двух сигналов 2048 кГц. Как и ПЭГ, ВЗГ имеет не менее 16-ти выходов. В случае если необходимо больше, добавляется аппаратура АРСС.
ВЗГ может быть укомплектован устройством преобразования сигналов синхронизации (ПСС). С их помощью восстанавливаются исходные характеристики тактовой частоты в информационных сигналах 2048 кбит/с, пришедших на данный узел из линии ПЦИ или выделенных из систем СЦИ. Этот сигнал обозначают как «Е1/Т» и его можно использовать далее для синхронизации. Иногда, в качестве ВЗГ могут использоваться блоки сетевой синхронизации (БСС) коммутационных станций, при условии, что их характеристики удовлетворяют Рекомендации MСЭ-Т G.812.
Условные обозначения, применяемые в схемах тактовой синхронизации для ПЭГ и ВЗГ, приведены на рис. 2.1.
ПЭГ
ВЗГ
БСС
Рис. 2.1
Генераторы ВЗГ используют в различных вариантах включения. На железнодорожном транспорте, где распространены цепочки с большим количеством последовательно включенных мультиплексоров, ВЗГ наиболее часто используется для восстановления тактовых интервалов. Отметим, что в Рекомендациях МСЭ-Т существуют определенные нормы на число последовательно включаемых генераторов сетевых элементов и ВЗГ.
Рекомендуемая эталонная цепь синхронизации сети показана на рис. 2.2.
Здесь в цепочку генераторов сетевых элементов (ГСЭ), которые иногда обозна-
чаются как SEC (SDH Equipment Clock)), для подавления фазовых дрожа-
ний включаются ВЗГ. При этом ограничивается число ГСЭ между ПЭГ и
ВЗГ или между двумя ВЗГ (не более 20), число последовательно вклю-
ченных ВЗГ (не более 10), а также общее число ГСЭ в цепочке (не более
60). Отметим, что условия обеспечения сетей связи сигналами синхро-
низации могут быть различными. Поэтому вводится понятие “классов
присоединения”, которые соответствуют условиям получения сигналов
синхронизации (от ПЭГ, от ВЗГ, от синхронного мультиплексора, от се-
ти ПЦИ). Разным классам присоединения соответствуют разные ограни-
чения для соответствующих цепочек сетевых элементов [ 4 ].
Рис. 2.2
На рис. 2.3 показано взаимодействие мультиплексора СЦИ уровня STM-N и ВЗГ на промежуточных узлах, где происходит улучшение качества сигнала синхронизации путем подавления фазовых дрожаний. На ВЗГ, через мультиплексор, поступает сигнал синхронизации, выделенный из линейного сигнала STM-N, который обрабатывается ВЗГ и возвращается в мультиплексор для синхронизации его внутреннего генератора, то есть ГСЭ.
Рис. 2.3
Возможен вариант использования ВЗГ для синхронизации крупного узла связи или участка низовой цифровой сети (рис.2.4). Обычно для этой цели устанавливают ВЗГ местного уровня.
Рис. 2.4.
Как уже отмечалось, для распределения и размножения сигналов тактовой синхронизации служит АРСС, условное обозначение которой приведено на рис. 2.5.
На АРСС может подаваться два сигнала синхронизации – основной и резервный. Выбор производится в соответствии с установленным приоритетом. Из выбранного сигнала формируюся выходные сигналы в виде последовательностей 2048 кГц или 2048 кбит/с. Некоторые АРСС комплектуются преобразователями (ПСС). Тогда выбранный на входе сигнал синхронизации может быть использован для обработки какого - либо информационного сигнала Е1 для восстановления в нем тактовой частоты 2048 кГц, пригодной для использования в системе тактовой синхронизации. Эта операция называется ресинхронизацией потока 2048 кбит/c или ретаймингом (retiming). Подвергнутый такой обработке поток обозначается как Е1/Т.
Рис. 2.5
Так как АРСС не имеет в своем составе генератора, следует учитывать, что при пропадании входных сигналов синхронизации вместо сигнала Е1/Т на выход ПСС будет проходить сигнал Е1 без преобразований.
При проектировании ТСС необходимо проанализировать технические характеристики генераторного оборудования сетевых элементов, так как ряд производителей оборудования СЦИ выпускают мультиплексоры с встроенными ПСС, что может существенно упростить схемы синхронизации на узлах.