Построение системы синхронизации

Работу цифровой сети поддерживают три системы:

• синхронизации;

• сигнализации;

• управления сетью.

При этом система синхронизации также обеспечивает работу системы сигнализации и системы управления сетью.

Технология ATM обеспечивает асинхронное мультиплексирование данных в выходной поток, но требует синхронную работу АТМ-коммутаторов и синхронизацию потоков на входе и выходе сети. Поэтому все актуальные вопросы тактовой синхронизации имеют место в АТМ-сети.

Основные типы синхронизации

В современной связи существуют три основных вида синхронизации:

• тактовая или частотная;

• фазовая;

• временная.

Наиболее важной является тактовая синхронизация. Она означает согласованность различных цифровых устройств по частоте. В этом случае в идеале все генераторы в сети работают с одинаковой частотой, и тогда скорость передачи с высокой точностью равна скорости приема. Это означает, что потерь информации нет.

Фазовой синхронизацией называется соответствие фаз приемного и передающего сигнала. Эта синхронизация важна внутри цифровых устройств.

Временная синхронизация предусматривает, что все устройства в сети имеют единое время, которое согласуется с всемирным скоординированным временем. Временная синхронизация обычно имеет место во вторичных сетях и выполняется с помощью временных меток.

Сигналы синхронизации

Для достижения синхронизации в сети необходимо передавать информацию о тактовой частоте всем устройствам. Для этого используются синхросигналы, которые передаются либо в виде отдельных сигналов, либо непосредственно в линейных сигналах. Линейные сигналы подвергаются различным вредным воздействиям при передаче, и в результате ухудшается качество синхросигналов.

Ухудшение качества синхросигналов проявляется в нестабильности частоты синхросигнала. Нестабильность частоты синхросигнала называют фазовым дрожанием или джиттером. Различают высокочастотное фазовое дрожание (джиттер) с частотой выше 10Гц и низкочастотное фазовое дрожание (вандер) с частотой ниже 10Гц.

Наибольшее влияние на качество синхронизации оказывает вандер, т.к. он имеет способность накапливаться в сети и воздействовать на систему синхронизации.

Причинами нестабильности тактовой частоты являются:

• электромагнитная интерференция;

• шум и помехи, воздействующие на цепь синхронизации в приёмнике;

• изменение длины тракта;

• нерегулярное поступление хронирующей информации;

• алгоритмические причины, связанные с выравниванием скоростей при бит или байтстаффинге.

Понятие проскальзывания

Нарушения в системе синхронизации могут привести к значительному ухудшению качества услуг связи. Основным следствием влияния синхронизации на параметры каналов связи является появление проскальзывания. Проскальзывание – повторение или исключение группы символов в синхронной или плезиохронной последовательности двоичных символов в результате различия между скоростями считывания и записи в буферной памяти.

П окажем механизм проскальзывания на рисунке 49:

Рис.49. Механизм возникновения проскальзывания.

Цифровое устройство 1 генерирует цифровой сигнал с частотой f1. Этот сигнал с частотой f1 записывается в буфер. Устройство 2 считывает из буфера с частотой f2. Частоты передачи и считывания задаются генераторами Г1 и Г2 соответственно.

Если f1>f2, то буфер постепенно переполнится. Это приведёт к потере информации в объеме буфера. Возникает положительное проскальзывание (потери). Если f1<f2, то устройство 2 рано или поздно начнёт считывать информацию с дублированием (повторное считывание). Возникает отрицательное проскальзывание.