3. Сигналы в сети тактовой сетевой синхронизации

В цифровых системах передачи первичным является сигнал со скоростью передачи 2048 кбит/с, вырабатываемый в каналообразующих мультиплексорах. Дальнейшее временное группообразование вторичных, третичных и четверичных цифровых трактов может осуществляться как синхронным, так и асинхронным способами. При синхронном объединении генераторы, входящие в состав передающих частей мультиплексоров компонентных групп, синхронизируются от генератора передающей части мультиплексора более высокого уровня. В случае же асинхронного объединения все эти генераторы работают независимо друг от друга.

В системах плезиохронной цифровой иерархии (ПЦИ) частота цифровых сигналов после их прохождения через оборудование временного группообразования (ОВГ), работающего в режиме согласования скоростей передачи, не изменяется [1]. Поэтому в них нет необходимости в синхронизации генераторов, входящих в состав мультиплексоров всех уровней иерархии. Генераторы сетевых элементов вторичного и более высоких уровней группообразования могут работать автономно, независимо друг от друга и от сети синхронизации. В систему сетевой синхронизации можно включать все устройства цифровой коммутации и транзита (электронные АТС, устройства кроссовой коммутации и т.д.), а также входящие в их состав мультиплексоры, формирующие первичные групповые сигналы со скоростью 2048 кбит/с. Таким образом, использование на цифровой сети ПЦИ асинхронных стыков с согласованием скоростей упрощает сеть синхронизации и, как правило, не требует установки оборудования синхронизации в узлах группового цифрового транзита.

Необходимо отметить, что все модификации аппаратуры ПЦИ с двухсторонним согласованием скоростей (стаффингом) не рекомендуется применять для передачи сигналов синхронизации т.е. для решения этой задачи требуется использовать аппаратуру с односторонним стаффингом [1,3,4]. Кроме того, в настоящее время правила построения схем ТСС в сетях ПЦИ слабо отражены в нормативах и рекомендациях. В последнее время аппаратура ПЦИ используется только на сравнительно коротких линиях отделенческих участков и местной связи. На длинных линиях систем ПЦИ в сигналах 2048 кбит/с неизбежно накапливается джиттер и вандер [ 1,2,3 ]. Поэтому прежде чем использовать сигналы сетей ПЦИ для построения ТСС необходимо провести измерения основных параметров сигналов, используемых для ТСС на предмет соответствия их нормам МСЭ-Т.

Переходя к системам передачи СЦИ, необходимо отметить, что на подавляющем большинстве сетевых стыков аппаратуры ПЦИ и СЦИ предусматривается асинхронный ввод-вывод цифровых сигналов с согласованием скоростей. Это означает, что для взаимодействия сетей ПЦИ и СЦИ в этом случае не требуется обеспечения синхронизации. Однако, для построения сети ТСС, необходимо учитывать особенности передачи сигналов в сетях СЦИ.

С точки зрения синхронизации внутренний генератор синхронного мультиплексора может находиться в одном из трех режимов работы:

1. режим принудительной синхронизации (Locked Mode);

2. режим удержания (Holdover);

3. режим свободных колебаний (Free Running).

Нормальным режимом является режим принудительной синхронизации. Генератор входит в режим удержания, когда пропадает внешний синхросигнал. При этом в силу инерционности генератор продолжает вырабатывать ту же самую частоту, которую он генерировал в режиме принудительной синхронизации, но стабильность этой частоты падает. Продолжительность этого режима ограничена как нормативными документами (не более суток в течение года), так и мешающим влиянием различных дестабилизирующих факторов, в результате действия которых через некоторое время генератор переходит в режим свободных колебаний и вырабатывает частоту, значение которой определяется его резонансными свойствами.

Носителями синхросигнала, подаваемого на синхронный мультиплексор, могут быть [1,2,4]:

1. частота 2048 кГц;

2. цифровой поток 2048 кбит/с;

3. линейный или компонентный сигнал STM – N.

Таким образом, необходимая для синхронизации мультиплексора частота 2048 кГц может быть либо непосредственно подана на мультиплексор, либо выделена из сигналов 2048 кбит/с или STM-N. Отметим, что применительно к некоторым синхронным мультиплексорам приведенный выше “канонический” список может корректироваться в большую или меньшую стороны.

На разветвленной сети СЦИ происходит обмен контейнерами различных рангов между мультиплексорами СЦИ, которые не всегда синхронизированы друг с другом. В этом случае возможно переполнение или полное опустошение буферных запоминающих устройств на входах мультиплексоров. Это обусловлено несовпадением частот записи и считывания, что, в свою очередь, приводит к проскальзываниям. Для предотвращения этого эффекта существует процедура изменения численного значения указателей (pointer adjusting, pointer action), которая является причиной возникновения дополнительных фазовых флуктуаций в передаваемых информационных сигналах. По сравнению с фазовыми дрожаниями, вносимыми согласованием скоростей в ПЦИ и на стыках СЦИ-ПЦИ, когда шаг подстройки равен одному биту, изменение численного значения указателей в СЦИ вносит фазовые дрожания значительно большей величины. Поэтому согласно Рекомендации G.803 первичные групповые сигналы 2048 кбит/с, прошедшие через сеть СЦИ, не должны использоваться в качестве синхросигналов, так как они могут иметь недопустимо большие фазовые дрожания в случае изменения численного значения указателей. С другой стороны, в настоящее время на эксплуатации находится значительное количество электронных АТС, для синхронизации которых требуется именно цифровой поток 2048 кбит/с. Выходом из положения является процедура ресинхронизации потока 2048 кбит/c, прошедшего через сеть СЦИ (retiming). Упрощенно принцип работы соответствующего устройства заключается в следующем. В буферную память записывается поток 2048 кбит/с со своей тактовой частотой, а считывание происходит с частотой сигнала синхронизации 2048 кГц. Считанный цифровой поток 2048 кбит/с уже может быть использован для целей синхронизации.

Для переноса синхроинформации через СЦИ должны использоваться линейные сигналы STM-N (N=0, 1, 4, 16, 64, 256), которые не подвержены влиянию фазовых дрожаний от обработки указателей. При этом генераторное оборудование синхронных мультиплексоров обеспечивает выделение из линейных сигналов STM-N сигнала синхронизации 2048 кГц, который может подключаться в качестве источника внешней синхронизации к другому оборудованию узла.

Рекомендацией МСЭ-Т [4] определены четыре режима работы сети синхронизации:

1. синхронный;

2. псевдосинхронный;

3. плезиохронный;

4. асинхронный.

Синхронный режим является нормальным режимом работы цифровой сети. В идеально работающей цифровой сети при этом режиме возможность возникновения проскальзываний исключена.

Псевдосинхронный режим возникает при условии независимой работы на сети двух (или нескольких) первичных эталонных генераторов, со стабильностью частоты не менее 1  10^-11, что соответствует Рекомендации G.811. При этом ухудшение качества для всех видов связи будет практически неощутимым (одно проскальзывание за 70 суток). В частности, такой режим возникает при взаимодействии двух регионов синхронизации (этот термин будет пояснен ниже).

Плезиохронный режим работы возникает, когда генератор какого-либо ведомого узла теряет возможность внешней принудительной синхронизации. В этом случае генератор переходит в режим удержания (Holdover), при котором продолжает генерировать частоту сети с принудительной синхронизацией. Длительность работы в режиме удержания для выполнения норм по частоте проскальзываний должна быть жестко ограничена во времени. Частоты ведомых задающих генераторов, используемых в этом режиме, должны удовлетворять Рекомендации G.812.

Асинхронный режим характеризуется значительно большим расхождением частот генераторов и в России неприменим.

На схемах ТСС сигналы синхронизации обозначаются линиями, соединяющими оборудование, с указанием направления передачи сигналов (рис. 3.1.).

	Основное направление синхронизации по системе передачи СЦИ
	Резервное направление синхронизации по системе передачи СЦИ
	Основное направление синхронизации по системе передачи ПЦИ
	Резервное направление синхронизации по системе передачи ПЦИ

Рис. 3.1

Отметим, что в разветвленных сетях СЦИ может быть предусмотрено большое количество резервных путей передачи синхросигналов.