1.SDH网同步原则
我国数字同步网采用分级的主从同步方式,即用单一基准时钟经同步分配网的同步链路控制全网同步,网中使用一系列分级时钟,每一级时钟都与上一级时钟或同一级时钟同步。
SDH网的主从同步时钟可按精度分为四个类型(级别),分别对应不同的使用范围:作为全网定时基准的主时钟;作为转接局的从时钟;作为端局(本地局)的从时钟;作为SDH设备的时钟(即SDH设备的内置时钟)。ITU-T将各级别时钟进行规范,时钟质量级别由高到低分列于下:
(1)基准主时钟——满足G.811规范。
(2)转接局时钟——满足G.812规范(中间局转接时钟)。
(3)端局时钟——满足G.812规范(本地局时钟)。
(4)SDH网络单元时钟——满足G.813规范(SDH网元内置时钟)。
在正常工作模式下,传导相应局的各类时钟的性能主要取决于同步传输链路的性能和定时提取电路的性能。在网元工作于保护模式或自由运行模式时,网元所使用的各类时钟的性能,主要取决于产生各类时钟的时钟源的性能(时钟源位于不同的网元节点处),因此高级别的时钟须采用高性能的时钟源。
在数字同步网中传送时钟基准应注意几个问题:
(1)在同步时钟传送时不应存在环路。如图4-69所示。
图4-69 环路时钟传送示意图
(2)尽量减少定时传递链路的长度,避免由于链路太长影响传输的时钟信号的质量。
(3)从站时钟要从高一级设备或同一级设备获得基准。
(4)选择可用性高的传输系统来传递时钟基准。
2.SDH网元时钟源种类
在SDH网元时钟配置中,可选用的时钟源的种类如下:
(1)外部时钟源——由SETPI功能块提供输入接口。
(2)线路时钟源——由SPI功能块从STM-N线路信号中提取。
(3)支路时钟源——由PPI功能块从PDH支路信号中提取,不过该时钟一般不用,因为SDH/PDH网边界处的指针调整会影响时钟质量。
(4)内置时钟源——由SETS功能块提供。(www.xing528.com)
同时,SDH网元通过SETPI功能块向外提供时钟源输出接口。
3.SDH网络常见的定时方式
SDH网络是整个数字网的一部分,它的定时基准应该是这个数字网的统一定时基准。通常,某一地区的SDH网络以该地区高级别局的转接时钟为基本定时源,这个基准时钟可能是该局跟踪的网络主时钟、GPS提供的地区时钟基准(LPR)或本局的内置时钟源提供的时钟(保持模式或自由振荡模式)。在SDH网络要有一个SDH网元主时钟,网上的其他网元时钟跟踪这个主时钟。
从站跟踪主站网元时钟有两种途径。途径一是通过SETPI(同步设备时钟物理接口)提供的时钟输出口将本网元时钟输出给其他SDH网元。途径二是将本SDH主站的时钟发送到SDH网上传输的STM-N信号中,其他SDH网元通过设备的SPI功能来提取STM-N信号中的时钟信息,并进行跟踪锁定。方法二使用居多。
图4-70 链形网组拓扑图
如图4-70所示是一个链形网的拓扑,B站为时钟主站,B网元的外时钟作为定时基准。在B网元将业务复用进STM-N帧时,时钟信息也就随STM-N发送出去。A网元接收B网元的信号,即可从线路W侧端口接收的线路信号中提取定时时钟,作为A网元的本地时钟。同理,网元C可从西向线路端口的接收信号提取B网元的时钟信息作为工作时钟;D网元通过从西向线路端口来自于C网元的线路信号中提取时钟,作为工作时钟。这样通过主从同步方式实现了该SDH网的所有网元的同步。
若网元B的时钟性能劣化,由于ACD三个网元都是跟踪到这个主时钟,因此整个SDH网络时钟性能均劣化;若A网元的同步性能劣化,不会影响到其他网元,没有网元跟踪此设备时钟;若C网元的同步性能劣化,D网元跟踪此设备时钟,故会影响到网元D的时钟性能。
为防止SDH主站的基准时钟源丢失,可将多路基准时钟源输入SDH主站,这多个基准时钟源可按其质量划分为不同级别,SDH主站在正常时跟踪外部高级别时钟,在高级别基准时钟丢失后,转向跟踪较低级别的外部基准时钟,用来提高系统同步性能的可靠性。
与环网时钟的跟踪方式类似,环网拓扑结构如图4-71所示。环网中NE1为时钟主站,其所接的外时钟源为主时钟,其他网元跟踪这个主时钟。环网上网元NE2-NE6均从线路信号上提取时钟。考虑到转接次数和传输距离对时钟信号的影响,从站网元抽取最短路径时钟。
图4-71 环网拓扑结构
4.S1字节及时钟保护原理
SDH网络的业务分插和路由重选能力使得网络的应用具有了前所未有的灵活性和高生存性,同时也使网络的同步定时选择变得更加复杂。在SDH网络中,节点间的定时基准分配是经过大量低等级的SDH网元时钟进行的,因而需要通过一定的手段对定时基准的质量进行标志,同步状态消息(SSM)就是用来显示定时基准质量的信息。
在SDH网络中,一个网元通常有多条同步时钟源的路径。为避免由于一套失踪同步路径的中断,导致整个同步网失步,可启用同步时钟自动保护倒换功能。即,若某个网元多跟踪的同步时钟源丢失了,要求该设备能自动倒换到另一路径时钟源上。为了完成以上功能需要知道各时钟源的同步质量信息(SSM)。SDH复用段开销利用S1字节的第5至第8比特传递SSM信息并可以表示16种不同的同步质量等级,如表4-8所示。
在SDH网络中,节点间的定时基准分配是经过大量较低等级的SDH网络时钟进行的。随着同步链路上网元数量的增加,定时基准信号的质量也逐渐恶化。因此,当网元有多个质量等级相同的同步路径可供选择时,采用经过网元数量最少的同步路径有助于提高SDH网络的定时性能。根据这个原则设计的S1字节算法,可以使网元能够选择质量等级最高、同步路径最短的时钟基准信号,其时钟选择遵循以下原则。
(1)当网元具有多个有效的时钟源可供选择时,网元首先根据时钟源的质量等级信息选择质量等级最高的时钟。
(2)当网元的多个时钟源质量等级一样时,网元根据时钟源传递路径经过的网元数量,选取经过网元数量最少的时钟源。
(3)网元将当前采用的时钟源质量等级信息和经过的网元数量信息通过S1字节传递给下游网元,并向其上游网元发送“不可用”的状态信息。
表4-8 同步状态信息编码
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