数字同步网
目录 |
数字同步网是通信网中三大支撑网之一，由节点时钟设备和定时链路组成物理网络，为业务网络提供同步参考信号。实现业务网同步，是现代通信网络必不可少的重要组成部分?，它能准确地将同步信息从基准时钟向同步网络的各个节点传递，调节网络时钟，保持同步，满足电信网络传递业务信息对传输、交换、数据的性能要求，保证通信网中各种业务运行的基础。
数字同步网的构成[1]
数字同步网由基准时钟、各级大楼综合时钟供给设备BITS(BuildingIntegratedTimingSystem)或称同步信号源单元SSU(Synchronization Source Unit)、传输链路及网管监控系统等4个基本部分组成，如图所示。
1.基准时钟
基准时钟是指为全国或同步区内提供的最高精度等级的时钟。它与世界协调时UTC高度一致，不受外界因素干扰，独立地为同步网提供定时信号。我国的时钟基准是在北京和武汉各建成的由3台铯钟组成的铯钟组，以保证我国同步网在任何情况下都能正常运行。铯钟精度很高，约10一l3即30多万年误差为1S。铯钟组的标准输出信号为2．048MHz，但也可以根据需要配置64kHz、lMHz、5MHz及10MHz信号。所谓世界协调时UTC，是因为铯钟是原子时．其秒长比世界时(以地球自转的周期1天作为定义秒的基础，即ld=3600x24s)秒长略长，通过对原子时修正(闰秒)，而形成UTC，这样UTC既具有原子时的均匀又与世界时接近。
配备铯原子钟或铷原子钟的GPS(全球卫星定位系统)接收机所提供的定时信号也可视为时钟基准信号。GPS定时信号具有相当高的精度，约10—12即3万多年误差为1s。但GPS属美国军方所有，随时受他们的控制，并只能使用加有干扰信号“选择性供给”的C／A码信号。
2.大楼综合供给系统BITS
BITS是本地时钟源，即本地系统的时钟由BITS提供。BITS的心脏是其内部时钟，一般为铷钟或高稳晶振。BITS在正常工作状态(跟踪状态)下，内部时钟(从钟)受两方面的影响，一方面受上级参考信号控制，与参考信号因各种原因存在一定的误差，如抖动、漂移等；另一方面，BITS本身的质量和结构也会影响内部时钟。
3.定时信号的传输链路
定时信号的传输链路包括基准时钟与BITS之间、上级BIrrS与下级BIrS之间、同级BIrS设备之问的定时信号传输。基准时钟与BITS之间的连接常采用直接连接方法。BITS与BITS之间的定时信号传输分为以下几种方式：
①利用PDH电路传输定时信号。利用PDH电路传输定时信号是目前比较理想的方法，尤其是利用直埋光缆的PDH专线电路，传输质量稳定可靠，而且比较安全。但如果PDH电路带业务，则输出的定时信号电平较低，且可靠性也受到影响。
②利用SDH电路传输定时信号。SDH设备一般设有时钟信号输出端口，此端口输出的时钟信号是从STM—N中提取的。如果SDH电路各节点时钟设置正确，该信号的质量不受指针调节的影响，可以作为定时信号传输路由，但必须注意的是，SDH系统中一个节点时钟接入上级BITS定时信号，设置成外部基准信号定时方式，而除该点以外的所有节点时钟设置成STM—N(同步传送模块STM—N是SDH系统中的基本信息结构，N代表数字，例如STM一1等)定时方式，直至下级BITS。另外还要注意，使用同步状态信息比特SSMB(Synchr0nizationStatusMessagesBit)以防构成定时环路和定时信号级别下降。
BITS输出端口与被同步设备之间的传输原则上也应和BITS与BITS之问传输的要求一致，但由于它们之间的距离一般较短，影响面也不是太大，所以要求可适当放松一些。例如，可以较多地使用带业务的PDH电路，使用SDH的STM—N传输时也不一定强调SSMB等。
同步状态信息比特SSMB是SDH的帧结构的段开销字节中用于SDH系统同步状态信息的专用字节。为适应SDH系统的需要，同步网设备也具有发送、识别SSMB的功能，否则SDH系统的同步状态完善和利用SDH系统传送定时信号都是十分困难的，尤其可能构成“定时环路”，严重影响数字同步网的质量。
4.网管监控系统
我国数字同步网采取集中监控、集中维护的管理方式，设立国家级和省级监控中心，负责监控全国所有同步网中BITS的运行情况。
数字同步网的同步方式[2]
(1)全同步方式
数字设备的时钟经数字链路联接成网，网内配备必要的设备及相应的控制系统，使网内设备的时钟都由一个或几个一级基准时钟控制．或采用时钟互控办法，使时钟都运行在相同的频率，达到全网时钟同步。这种同步方式称为全(网)同步：全同步方式又分为主从同步方式和互同步方式。
主从同步方式是以主基准时钟的频率控制从钟的信号频率，也就是数字阿中的同步节点和数字设备的时钟都受控于主基准时钟的同步信息，此信息从一个时钟按规定顺序传至另一个时钟．同步信息可以从包含在传送业务的数字信号中的时标中提取，也可以用指定链路专门传送．从主基准钟送出的定时基准信号中提取。定时信号还可以经过同步节点将收到的基准信号经过处理向外转发，主从同步网的优点：(a)各同步节点和设备的时钟纳入主从同步网后，都能直接或问接地同步于主基准时钟，具有与主基准时钟相同的精度，因而在正常情况下不会产生滑动；(b)除要求高性能的主基准时钟外，其余从钟与准同步方式的独立时钟相比，由于性能要求低，所以建网费用也低：(c)没有准同步所不可避免的周期性滑动。
主从同步方式的缺点：(a)在传进定时信号的链路和设备中，如有任何故障或扰动，都将影响同步信号的传送，而且产生的扰动会沿传输途径逐段累积；(b)当等级同步方式用于较复杂的数字网络时，必须避免造成定时环路，尤其是用于SDH系统的环路形网或网孔形的传输网时，由于有保护倒换和主、备用定时信号的倒换．使同步阿的规划和设计变得复杂。
虽然等级主从同步方式有缺点，但网络系统灵活，时钟费用低，滑动性能好。国内的同步网基本上采取等级主从同步方式。
(2)准同步方式(独立时钟方式)
准同步方式的特点是网内的时钟独立运行，互不控制，网内所有交换节点都采用高精度的时钟。虽然时钟频率不能绝对相等，但频差很小，产生的滑动可以满足指标要求。由于没有时钟间的控制问题，所以网络简单．灵活。缺点是时钟的性能要求高，费用贵，同时还存在周期性滑动。
(3)主从同步和准同步相结台的混台方式
由主从同步和准同步相结合的混合方式组成混台网，可减少串联链路中时钟的数量，缩短定时信号的传送链路，使整个同步网性能改善，管理同步的分配也较为容易。预计分布式混合网将成为发展趋势。