Синхронный Eth
•Идея транспортировки сигналов синхронизации в среде Ethernet в условиях перехода к пакетным технологиям NGN была предложена на рассмотрение экспертов Исследовательской Комиссии (ИК-15) МСЭ-Т в 2004 г. Инициаторами такого подхода стали представители крупных европейских телекоммуникационных операторов (в частности, British Telecom), которые, построив пакетные транспортные сети нового поколения, столкнулись с необходимостью обеспечения тактовой сетевой синхронизации (ТСС) ряда важных приложений. Усилия экспертов МСЭ-Т были направлены на разработку для пакетных сетей простого и эффективного механизма ТСС, который обеспечил бы для тех приложений, которым это необходимо, стабильность тактовых сигналов на уровне традиционных сетей с СРП (СЦИ). Из практических соображений в качестве транспортной среды для но-вого способа распределения синхросигналов была выбрана наиболее распространенная пакетная транспортная технология физического и канального уровней – Ethernet
В результате работы, подкрепленной экспериментальными исследованиями и разработкой необходимой элементной базы, идея синхронного Ethernet (SyncE) была изложена в первой редакции G.8261 в 2006 г. Сегодня SyncE представляет достаточно хорошо отработанную и стандартизованную технологию, совместимую с традиционными сетями синхронизации, опирающимися на инфраструктуру СЦИ, и обеспечивает простое и эффективное взаимодействие с пакетными сетями. Описание принципов работы SyncE, технические требования к оборудованию и рекомендации по применению содержатся в Рек. МСЭ-Т G.8261, G.8262, G.8264 и G.781.
Технология SyncE
•основные требования ITU G.8262/Y1362.
–Точность в автономном режиме: точность выходного сигнала схемы ФАПЧ, когда она не управляется опорным сигналом, должна быть равной или выше чем ±4,6 ppm в течение одного года. Это очень высокая точность относительно точности традиционной Ethernet-сети (±100 ppm).
–Режим удержания: система ФАПЧ постоянно рассчитывает среднее значение частоты синхронизированного опорного сигнала. В случае если опорный сигнал не поступает, а также отсутствуют другие опорные сигналы, ФАПЧ переходит в режим удержания и генерирует выходной синхросигнал на основе расчетного среднего значения. Устойчивость режима зависит от разрешения усредняющего алгоритма и стабильности частоты генератора, используемого в качестве задающего тактового генератора ФАПЧ.
–Контроль за опорным сигналом: система ФАПЧ должна постоянно контролировать качество входных опорных сигналов. Если оно ухудшается (сигнал исчезает, или дрейфует частота), блок ФАПЧ подает сигнал тревоги (прерывания) и переключается на другой действующий опорный сигнал.
–Переключение опорного сигнала без паузы: если ФАПЧ-система не обнаруживает опорного сигнала, она захватывает другой опорный сигнал. При этом фаза сигнала не изменяется.
–Фильтрация джиттера и стабилизация дрейфа (вандер): блок ФАПЧ можно рассматривать как фильтр для джиттера и средство стабилизации дрейфа. Чем уже ширина полосы петли, тем меньше джиттер и дрейф.
–Устойчивость к джиттеру и дрейфу: система ФАПЧ должна быть устойчивой к большому джиттеру и дрейфу на входе и поддерживать синхронизацию, не генерируя сигнала тревоги.
Эти жесткие требования можно удовлетворить только с помощью цифровой системы ФАПЧ (DPLL), схожей с той, которая используется для синхронизации сети SDH. Основное различие заключается в том, что система SyncE DPLL должна захватывать и генерировать тактовые частоты, используемые в Ethernet (25, 125 и 156,25 MГц), тогда как в SDH задействованы другие значения тактовых частот (19,44 и 155,52 MГц).
Реализация систем SyncE
•Синхронизация времени в промышленных сетях необходима для согласования работы устройств и приложений, осуществляющих обработку данных в режиме реального времени. Помимо этого, синхронизация требуется в системах мониторинга и управления с целью протоколирования возникающих событий и своевременного реагирования на них.
•В зависимости от решаемых задач, могут потребоваться разные уровни точности синхронизации времени. Так одной из наиболее чувствительных к точности времени систем является система автоматизации на энергетических подстанциях. Современная система автоматизации подстанции описана в стандарте МЭК 61850, в котором указано, что точность синхронизации времени на шине процессов должна быть не хуже 1 мкс.
