ПЗ ТІМ №4

3.Организация синхронизации в сетях стандарта PDH

Вэтой технологии в каждом узле связи используется свой самостоятельный генератор синхронизации. На скорости основного цифрового канала 64 кбит/с в цифровом транспортном окружении возникает проблема двух генераторов в виде проскальзывания.

На рисунке показано место возникновения проскальзываний отсчетов звуковых сигналов в каналах (проскальзываний циклов) для одного направления передачи цифрового линейного тракта EI2.

Для борьбы с проскальзываниями в цифровом транспортном окружении PDH используют три метода:

1. Синхронизация обоих направлений передачи и приема узлов коммутции или нескольких встречных узлов от одного центрального узла, т.е. от выделителей тактовой частоты приемной части цифрового тракта.

4. Организация синхронизации в сетях стандарта SDH

Стандарты предусматривают четыре режима работы хронирующих источников узлов синхронизации:

1)режим первичного эталонного таймера PRC или генератора ПЭГ (мастер узел);

2)режим принудительной синхронизации – режим ведомого задающего таймера SRC или генератора ВЗГ (транзитный и/или местный узлы);

3)режим удержания с точностью удержания 5•10-10 для транзитного узла и 1•10-8 для местного узла и суточным дрейфом 1•10-9 и 2•10-8 соответственно.

4)свободный режим (для транзитного и местного узлов - точность поддержания зависит от класса источника и может составлять МО" для транзитного и МО" для местного узлов.

Решение проблемы синхронизации - создание общей сети синхронизации в рамках единой цифровой сети связи. Такой сетью является сеть синхронизации страны.

Все телекоммуникационные системы классифицируется по режиму работы на четыре категории:

синхронный - в идеале слипов нет;

псевдосинхронный - допускается <1 слип/70 дней;

плезиохронный - допускается <1 слипа/17 часов;

асинхронный - допускается <1 слипа/7 с.

Ниже приведены данные по точности в режиме свободного хода (показатель точности) и долговременная стабильность (показатель стабильности) для указанных классов таймеров.

Для таймеров класса Stratum n приняты следующие показатели точности и стабильности:

•эталонный таймер Stratum 1 - <1.0 •10-11 (точность);

•эталонный таймер Stratum 2 - <1.6 •10-8 (точность), <1.0 •10-10/сутки (стабильность);

•эталонный таймер Stratum 3 - <4.6 •10-6 (точность), <3.7 •10-7/сутки (стабильность);

•эталонный таймер Stratum ЗЕ - <4.6 •10-6 (точность), <1.0 •10-8/сутки (стабильность);

•эталонный таймер Stratum 4/4Е - <3.2 •10-5 (точность).

Оборудование для синхронизации сети можно условно разделить на две большие категории:

автономные хронирующие источники – сетевые таймеры, использующие различные эталоны времени и частоты,

датчики точного времени – приемники сигналов точного времени, распространяемых (транслируемых) мировыми или региональными системами точного времени.

4. Организация синхронизации в сетях стандарта SDH

Автономные хронирующие источники основаны на прецизионных атомных (рубидиевых или цезиевых) эталонах времени. В связи с развитием синхронных систем связи они стали серийно производиться и стали доступными для установки на сети.

Более простое решение – использование датчиков точного времени, работающих со спутниковыми системами точного времени. Наиболее доступной системой является система мирового координированного времени UTC. Для его трансляции используются несколько систем:

международная спутниковая радионавигационная система LORAN-C,

глобальная система позиционирования GPS, развернутая МО США,

российская система позиционирования ГЛОНАСС, развернутая РКС РФ.

На основе этих систем разработана альтернатива первичным эталонным источникам PRS – технология локальных первичных эталонов LPR, в которой сигналы UTC используются для подстройки частоты управляемых сетевых таймеров. Многие операторы стали использовать эту технологию в местах развертывания GPS для создания альтернативы таймерам класса TNC (в качестве которых обычно устанавливаются улучшенные рубидиевые часы) на транзитных узлах. В комбинации с технологией LPR, использование синхронизации от UTC позволяет получать локальные первичные эталоны, перекрывающие требования по точности 10-11, устанавливаемые стандартами ITU-T и ETSI для первичных эталонных таймеров.

Создание системы распределенных первичных эталонных таймеров не только позволяет увеличить надежность синхронизации цифровых сетей, но и устраняет (при использовании сообщений о статусе синхронизации) возможности нарушения синхронизации.

Необходимость использования единой сети синхронизации, как для станций коммутации, так и для трактовых каналов SDH, вытекает их того, что на мультиплексоры транспортной сети возложены задачи переключения трактов, поступающих от различных генераторов сети связи. В сложных сетях с несколькими переприемами (загрузкой/выгрузкой), удовлетворить требования к фазовым дрожаниям на границах можно только при точной синхронизации всех элементов сети, стремясь избежать каких-либо операций с указателями, которые могут привести к избыточному джиттеру в транспортных компонентных сигналах.

4. Организация синхронизации в сетях стандарта SDH

Передача сигналов синхронизации в сетях SDH не может осуществляться по таким же схемам, как в сетях PDH. В сетях SDH не рекомендуется использовать для синхронизации компонентные потоки PDH, помещенные в агрегатный поток транспортных модулей SТМ (например, 2048Мбит/с). Причина в том, что компонентные сигналы полезной нагрузки не могут эффективно передавать тактовые сигналы из-за избыточного джиттера, возникающего при коррекции указателей.

Наилучшим способом передачи синхросигнала в сети SDH является его передача непосредственно в групповых сигналах SТМ-N. На этот сигнал воздействует только джиттер, вносимый линией, например, джиттер вследствие теплового шума. На стабильность этого сигнала не влияют последствия битового выравнивания компонентных сигналов.

Следует отметить, что абсолютно жесткая синхронизация практически невозможна – колебания частоты или фазы внутри определенных пределов неизбежны. Поэтому синхронизацию следует понимать как динамический процесс, при котором устройства синхронизации (автогенераторы) согласовывают свою работу, используя передачу, выделение и захват частоты (отслеживание фазы) сигналов. Повышая требования к сетям синхронизации, при жестком захвате тактовой частоты можно обеспечить мезохронный режим. В таких условиях говорят о синхронной работе оборудования, а синхронная сеть определяется как сеть, в которой все устройства синхронизации при нормальных условиях работают с одинаковой долговременной точностью частоты. Это означает, что устройства синхронизации подчинены некоторой общей дисциплине по поддержанию точности и стабильности синхросигналов за счет использование систем фазовой автоподстройки частоты для синхронизации устройств.

Система SDH привносит свои проблемы, вызванные использованием указателей и наличием плавающего размещения полезной нагрузки в контейнерах, что приводит к определенной асинхронности ее транспортировки. Последнее делает невозможным использовать выделенный поток Е1 при демультиплексировании STM-N для целей синхронизации.

Однако технология SDH предлагает и свои специфические методы решения проблем синхронизации. В каждом узле сети SDH сигнал таймера восстанавливается непосредственно из линейного сигнала STM-N, а сигнал Е1, восстановленный из сигнала STM-N, для целей синхронизации не используется. В этой ситуации целостность синхронизации сети SDH поддерживается за счет использования распределенных первичных эталонных источников PRS. Это позволяет устранить эффект "каскадирования сигналов таймеров» - последовательного накопления ошибки в узлах сети автономных таймеров.

4. Организация синхронизации в сетях стандарта SDH

Сети SDH используют наряду с топологией точка-точка кольцевую и ячеистую топологии, что приводит к изменению процесса функционирования сетей синхронизации из-за изменения маршрутов сигналов.

Сети SDH имеют несколько дублирующих источников синхронизации, которые делятся на два класса:

1.Внешняя синхронизация:

сигнал внешнего сетевого таймера – первичный эталонный таймер PRC – сигнал 2048 кГц;

сигнал с трибного интерфейса канала доступа – аналог таймера транзитного узла TNC – сигнал с частотой 2048 кГц, выделяемый из первичного потока 2048 кбит/с;

линейный сигнал STM-N – линейный таймер – сигнал 2048 кГц, выделяемый из линейного сигнала STM-1 (155,52 Мбит/с) или STM-N (N х 155,52 Мбит/с).

2.Внутренняя синхронизация:

сигнал внутреннего таймера – таймера ведомого локального узла LNC – сигнал 2048 кГц.

Точность сигналов внутренней синхронизации для мультиплексоров SDH составляет обычно 4,6·10-6. Так как трибы 2 Мбит/с, пришедшие из сетей SDH, отображаются в потоке виртуальных контейнеров

VC-12 и могут плавать в рамках структуры вложенных контейнеров, то их сигналы не используются в схеме синхронизации сети SDH.

Точность внутреннего таймера узла SDH мала и если использовать его сигнал для восстановления сигнала внутреннего таймера следующего по пути следования узла, то возникает опасность накапливания ошибки в процессе так называемого "каскадирования сигналов таймеров". Такой метод восстановления синхронизации может использоваться только локально на небольших участках сети.

Наиболее надежными источниками синхронизации являются сигнал внешнего сетевого таймера и линейный сигнал STM-N.

Предусмотрено четыре режима работы источников узлов синхронизации :

•первый – режим первичного эталонного таймера PRC, используется в мастер узлах;

•второй – режим ведомого задающего генератора SRC, используется в транзитных и/или местных узлах, точность удержания 1·10-8;

•третий – режим удержания с точностью удержания 5·1011 для транзитного узла и 1·1011для местного узла с суточным дрейфом 1·10-9 и 2·10-8 соответственно;

•четвертый – свободный режим (для транзитного и местного узлов), точность поддержания которого зависит от класса источника.

4. Организация синхронизации в сетях стандарта SDH

Наличие нескольких режимов, а также трансляция сигнала синхронизации делают необходимым для системы управления иметь возможность с одной стороны переключать эти режимы, а с другой - иметь показатель, на основе которого принимается решение о необходимости такого переключения.

Таким показателем является уровень качества хронирующего источника. Значение этого уровня передается в виде сообщения о статусе синхронизации SSM. Передача реализуется через заголовок фрейма STM-N, в котором резервируются под эти цели биты 5-8 байта синхронизации S1. В обоих случаях при сбое в сети, узел сети, ответственный за распространение SSM, имеет возможность послать сообщение системе управления о необходимости использования альтернативного сигнала синхронизации.

Современные системы управления сетью могут использовать до шести уровней качества хронирующего источника.

Аттестация источника типа "уровень качества неизвестен" означает, что сигнал хронирующего источника получен со старого оборудования SDH, на котором не реализован сервис сообщений о статусе синхронизации SSM. Сообщение типа "не используется для целей синхронизации" может прийти от блока, чей интерфейс STM-N используется в данный момент для целей синхронизации.