Оборудование систем синхронизации для цифровых сетей. Синхронизация в сетях нового поколения: три пути решения проблем
Министерство РФ по связи и информатизации
Уральский Государственный Технический Университет - УПИ
Кафедра "ТиСС"
Отчет
по производственной практике
на ОАО «ЕГУЭС Уралтелеком»
Руководитель практики от предприятия: Клубакова В.Г.
Руководитель практики от УГТУ-УПИ:
Студент: Ковязин Д. А.
Группа: Р-407
Екатеринбург
Список сокращений............................................................................................................................................................................ 3
Введение................................................................................................................................................................................................. 4
1. Необходимость синхронизации............................................................................................................................................. 5
Основные положения..................................................................................................................................................................... 5
Влияние проскальзываний на предоставляемые услуги..................................................................................................... 6
Необходимость синхронизации SDH........................................................................................................................................ 6
Пакеты (паучки) ошибок, вызванные синхронизацией........................................................................................................ 7
Требования к рабочим характеристикам синхронизации - Сети общего пользования.............................................. 8
Требования к рабочим характеристикам синхронизации - Корпоративная (частная сеть)..................................... 8
2. Архитектура синхронизации.................................................................................................................................................. 9
Основы передачи сигналов в сетях SDH.................................................................................................................................. 9
Мультиплексирование в сети SDH............................................................................................................................................. 9
Основные методы синхронизации........................................................................................................................................... 10
Плезиохронная работа................................................................................................................................................................ 10
Иерархический передатчик - приемник.................................................................................................................................. 10
Взаимная синхронизация........................................................................................................................................................... 11
Импульсное дополнение (стаффинг)....................................................................................................................................... 11
Указатели и выравнивание указателей.................................................................................................................................. 11
Размещение полезной нагрузки................................................................................................................................................ 11
Синхронизация телекоммуникаций......................................................................................................................................... 13
Генераторы источника: Первичный эталонный генератор............................................................................................. 14
Генераторы приемника (ведомые задающие генераторы)............................................................................................... 14
Стандарты генераторов.............................................................................................................................................................. 15
3. Характеристики синхронизации.......................................................................................................................................... 16
Влияние первичного эталонного генератора....................................................................................................................... 16
Характеристики устройства...................................................................................................................................................... 16
Влияние генератора приемника............................................................................................................................................... 16
Идеальная работа......................................................................................................................................................................... 17
Работа в условиях стресса - сетевые генераторы............................................................................................................... 17
Работа в условиях стресса - генераторы СРЕ...................................................................................................................... 18
Работа в режиме удержания...................................................................................................................................................... 18
Стандарты сопряжения............................................................................................................................................................... 19
4. Введение в планирование синхронизации........................................................................................................................ 19
Основные принципы..................................................................................................................................................................... 19
5. Планирование синхронизации в сети SDH....................................................................................................................... 21
Распределение опорного сигнала............................................................................................................................................ 21
Требования к источнику-размножителю синхросигналов (SSU).................................................................................... 21
Требования к тактированию сетевого элемента SDH........................................................................................................ 22
Заключение......................................................................................................................................................................................... 23
Литература......................................................................................................................................................................................... 23
Иностранные сокращения.
ADM
Ada-Drop Multiplexor Мультиплексор ввода/вывода - МВВ
ANSI
American National Standard Institute Американский национальный институт стандартов
APS
Automatic Protection Switching Автоматическое переключение
ATM
Asynchronous Transfer Mode Режим асинхронной передачи
AD
Administrative Unit Административный блок
AUG
Administrative Unit Group Группа административных блоков
AU-PJE
AU Pointer Justification Event Смещение указателя AU
BBE
Background block error Блок с фоновой ошибкой
BBER
Background block error rate Коэффициент ошибок по блокам с фоновыми ошибками
BER
Bit Error Rate Параметр ошибки по битам, равен отношению количества ошибочных битов к общему количеству переданных
BIN
Binary Двоичное представление данных
BIP
Bit Interleaved Parity Метод контроля четности
B-ISDN
Broadband Integrated Service Digital Широкополосная цифровая сеть с интеграцией Networks служб (Ш-ЦСИС)
CRC
Cyclic Redundancy Check Циклическая проверка по избыточности
CRC ERR
CRC errors Число ошибок CRC
DEMUX
Demultiplexer Демультиплексор
ETS
European Telecommunication Standard Европейский телекоммуникационный стандарт
ETSI
European Telecommunication Standard Institute Европейский институт стандартизации в теле-kоммуникациях, протокол ISDN, стандартизированный ETSI
FEBE
Far End Block Error Наличие блоковой ошибки на удаленном конце
FERF
Far End Receive Failure Наличие неисправности на удаленном конце
HEX
Hexagonal 16-ричное представление информации
НО-РОН
High-order POH Заголовок маршрута высокого уровня
ISDN
Integrated Service Digital Networks Цифровая сеть с интеграцией служб (ЦСИС)
ITU
International Telecommunication Union Международный Союз Электросвязи
ITU-T
International Telecommunication Union-Telephony group Международный Союз Электросвязи подразделение телефонии
LO-POH
Low-order POH Заголовок маршрута низкого уровня
M1, М2
Management Interface 1, 2 Интерфейсы управления
MSOH
Multiplexer Section Overhead Заголовок мультиплексорной секции
MSP
Multiplex Section Protection Цепь резервирования мультиплексорной секции
MUX
Multiplexer Мультиплексор
OSI
Open System Interconnection Эталонная модель взаимодействия открытых систем
РОН
Path Overhead Заголовок маршрута
PTR
Pointer Указатель в системе SDH
RGEN, REG
Regenerator Регенератор
RSOH
Regenerative Section Overhead Заголовок регенераторной секции
SDH
Synchronous Digital Hierarchy Синхронная цифровая иерархия
SDXC
Synchronous Digital Cross Connect Синхронный цифровой коммутатор
SOH
Section Overhead Секционный заголовок
STM
Synchronous Transport Module Синхронный транспортный модуль - стандартный цифровой канал в системе SDH
ТСМ
Tandem Connection Monitoring Мониторинг взаимного соединения
ТМ
Traffic Management Управление графиком
TMN
Telecommunications Management Автоматизированная система управления связью
TU
Tributary Unit Блок нагрузки
TUG
Tributary Unit Group Группа блоков нагрузки
VC
Virtual Container Виртуальный контейнер
Стремительное развитие цифровых систем коммутации и средств передачи информации, внедрение технологий SDH привело к значительному возрастанию роли систем синхронизации в сетях телекоммуникации. Новые сферы применения и виды предоставляемых услуг также вызывают повышенные требования к характеристикам и работе сетей синхронизации.
Точная работа и тщательное планирование систем синхронизации требуется не только для того, чтобы избежать неприемлемых рабочих характеристик, но чтобы ослабить скрытые, дорогостоящие и трудноопределимые проблемы и уменьшить малозаметные взаимные влияния сетей различного подчинения.
Данный документ содержит основные сведения о тактовой сетевой синхронизации. В Разделе I рассмотрены основы синхронизации и доказывается необходимость синхронизации сетей. В качестве примеров приведены некоторые виды сбое, вызванные плохим качеством синхронизации, такие как проскальзывание, пропуски кадров и пучки ошибок. Обсуждается влияние этих сбое на качество предоставляемых услуг и различных применений.
09.07.2012, Пн, 10:07, Мск
Основная проблема в транспортных сетях нового поколения - то, что технология Ethernet изначально проектировалась для локальных вычислительных сетей и никогда не была предназначена для передачи сигналов синхронизации. В сетях с коммутацией каналов в последние десятилетия как транспортная среда доминирует технология синхронной цифровой иерархии (SDH), в ее основу заложена передача синхросигналов. Но даже эта надежная и хорошо себя зарекомендовавшая технология не отвечает требованиям современных приложений.
страницы: 1 | | следующая
В целом принципы синхронизации призваны обеспечить работу цифровых систем сети в единых временных интервалах. Сбои в синхронизации всегда приводили к снижению качества предоставляемых услуг. В статье рассматриваются три метода организации передачи синхронизации в пакетных сетях нового поколения: частотная, фазовая и временная. Данная тема актуальна, так как на основе транспортной пакетной сети появляется все больше сервисов, критичных к строгим нормам по синхронизации.
Сравнение трех видов синхронизации
Частотная подразумевает, что у всех элементов сети значащие моменты соответствуют одной и той же средней частоте. В развитие этой идеи можно предположить, что частоты всех сетевых элементов равны в точности до фазы. Это называется фазовой синхронизацией, и добиться ее в жизни обычно сложнее, чем представить. И следующее, еще более строгое требование – привязать фазу к какой-то временной шкале. На практике обычно используют шкалу всемирного координированного времени (UTC), не привязанную к вращению Земли, а соотносящую с атомным стандартом времени.
Требование по синхронизации в современных сетях
До недавнего времени потребности в синхронизации по фазе и времени в сетях связи не было, поэтому транспортные сети SDH проектировались только с требованием передачи частоты. Строгих требований, изложенных в рекомендациях G.810, G.811, G.812, G.813, хватало на реализацию любых существующих на тот момент сервисов. Широкое распространение сети CDMA стандарта мобильных сетей, в котором, кроме частотного мультиплексирования (FDD), используется и временное (TDD), а так же специальные способы кодирования, открыли пути широкого использования и фазово-временной синхронизации на сетях электросвязи.
Следует отметить, что передача синхросигнала любого типа осуществляется с некоторой точностью, которая должна подчиняться требованиям технологий новых сервисов или нормативным документам. Таким образом, требования к синхронизации определяются в итоге приложениями и сервисами, которые предоставляются операторами связи, но транспортная сеть должна иметь возможность удовлетворить все потребности и соответствовать даже очень строгим нормам. В таблице представлены разные сетевые элементы, используемые для разных приложений, и соответствующие требования по синхронизации.
Нормы синхронизации для современных сетевых технологий
| Сетевой элемент | Нормы по частотной синхронизации | Нормы по фазовой синхронизации |
| cdma2000 BS | 5*e-8 | 3 мкс |
| GSM | 5*e-8 | - |
| UMTS-TDD BS | 5*e-8 | 1,25 мкс |
| UMTS-FDD BS | 5*e-8 | - |
| WiMax BS | 5*e-8 | 1 мкс* |
| LTE BS | 5*e-8** | 1 мкс** |
| APON/GPON OLT | 1*e-11 | - |
| SDH/SONET, ATM | 1*e-11 | - |
** - некоторые сервисы, предоставляемые в сети LTE, требуют более строгих норм - как по частотной, так и по фазовой синхронизации.
Как видно из таблицы, нормы по синхронизации достаточно строгие. На рисунке ниже показаны типовые примеры: имеется транспортная сеть мобильного оператора, сеть доступа PON или оператор кабельного телевидения. Встает вопрос о распространении синхронизации через транспортную среду Ethernet.
Пример типовой сети оператора
Сегодня можно сказать о трех способах решения этой проблемы - с помощью глобальных навигационных спутниковых систем (GNSS), стандарта Sync Ethernet или протокола PTP. Хотя каждому методу может быть посвящена отдельная статья, вкратце остановимся на них и рассмотрим каждый метод на типовом примере bakhaul сети мобильного оператора. Другие примеры идентичны и не нуждаются в дополнительных пояснениях.
Использование глобальных навигационных спутниковых систем (GNSS)
По сути, используя GNSS, мы строим распределенную систему тактовой сетевой синхронизации. Каждая базовая станция и контроллеры базовых стаций имеют приемник GNSS. Из передаваемой информации о времени приемник может получить синхросигнал, который удовлетворяет всем самым строгим требованиям, причем как для частотной, так и для фазово-временной синхронизации. К преимуществам метода можно отнести и то, что метод достаточно старый, и, следовательно, на рынке представлены различные модели приемников разных производителей. Помимо приемников, работающих с американской системой определения местоположения GPS, сейчас все большее распространение получают устройства, поддерживающие и ГЛОНАСС.
Типовая схема синхронизации с использованием GNSS
В ближайшем будущем появятся также китайская и европейская системы. Поэтому метод GNSS не будет сильно зависеть от политической обстановки или военных конфликтов (что важно, т.к. все системы используются для военных нужд). К недостаткам можно отнести обязательное использование антенны и то, что система не может работать в закрытых помещениях. Кроме того, резервирование может быть осуществлено только установкой двух приемников на каждую базовую станцию, что удорожает решение.
Основные понятия принципа синхронизации. Методы синхронизации
Синхронизация – это процесс установления и поддержания определенных временных соотношений между двумя и более процессами.
Типы синхронизации: поэлементная, групповая, цикловая.
Поэлементная синхронизация – обеспечивает на приеме разделение одного единичного элемента от другого и тем самым создает наилучшие условия для его регистрации.
Групповая синхронизация - обеспечивает разделение принятой последовательности на кодовые комбинации.
Цикловая синхронизация – разделение циклов временного объединения элементов на приеме.
Процесс синхронизации может обеспечиваться за счет как автономного источника (эталона времени) , так и принудительной синхронизации. В качестве автономного источника обычно используется местный (локальный) генератор с высокой стабильностью. Принудительная синхронизация может основываться на использовании отдельного канала, по которому передаются импульсы, необходимые для подстройки местного генератора, или на информационной (рабочей) последовательности передаваемых сигналов.
Рис. 8.1 Временные диаграммы тактовых импульсов
а) передатчика б) приемника
для синхронизации в сети необходим наилучший источник синхронизации – тактовый генератор или таймер для всех узлов сети. Система или сеть синхронизации имеет определенную иерархию. В узлах сети размещают первичный таймер, сигналы которого затем распределяются по сети, создавая вторичные источники – вторичный или ведомый эталонный генератор (ВЭГ) тактовых импульсов SRC (Secondary Reference Clock) , или вторичный таймер, реализуемый в виде в виде таймера или транзитного узла TNC (Transit Node Clock), или локального (местного) узла LNC (Local Node Clock). Первичный таймер обычно представляет собой хронирующий атомный источник тактовых импульсов (цезиевые или рубидиевые часы) с точностью не ниже 10 -11 …. 10 -14 . его калибруют вручную или автоматически по сигналам мирового скоординированного времени UTC (Universal Time Coordinated). Эти сигналы затем распространяются по наземным линиям связи для реализации того или иного метода синхронизации.
Принцип объединения и разделения цифровых потоков европейской ПЦИ показан на рис. 8.1. Очевидно, что оконечные станции должны иметь только половину показанного оборудования. При выделении низкоскоростного потока (например, со скоростью 2 Мбит/с, как показано на рис. 8.1) на промежуточной станции, последняя должна иметь все оборудование, показанное на рис. 8.1.
Рис. 8.1. Схема объединения цифровых потоков европейской ПЦИ
На сети связи эксплуатируются ЦСП ПЦИ отечественного и зарубежного производства. Отечественные системы носят название ЦСП с ИКМ (цифровые системы передачи с импульсно-кодовой модуляцией). Вместо уровня иерархии в обозначении системы указывается число информационных ОЦК данной системы. Так, ЦСП первого уровня иерархии обозначается ИКМ-30, второго - ИКМ-120 и т.д. В настоящее время разработан и представлен на сети полный спектр аппаратуры, реализующей европейскую ПЦИ.
Принципы синхронизации ЦСП. В плезиохронных ЦСП используется принцип ВРК, поэтому правильное восстановление исходных сигналов на приеме возможно только при синхронной и синфазной работе генераторного оборудования (ГО) на передающей и приемной станциях. Для нормальной работы плезиохронных ЦСП должны быть обеспечены следующие виды синхронизации:
· тактовая синхронизация обеспечивает равенство скоростей обработки цифровых сигналов в линейных и станционных регенераторах, кодеках и других устройствах ЦСП, осуществляющих обработку сигнала с тактовой частотой F Т;
- цикловая синхронизация обеспечивает правильное разделение и декодирование кодовых групп цифрового сигнала и распределение декодированных отсчетов по соответствующим каналам в приемной части аппаратуры;
- сверхцикловая синхронизация обеспечивает на приеме правильное распределение сигналов управления и взаимодействия (СУВ) по соответствующим телефонным каналам. СУВ представляют собой набор сигналов, управляющих работой АТС (набор номера, ответ, отбой, разъединение и пр.)
Нарушение хотя бы одного из видов синхронизации приводит к потере связи по всем каналам ЦСП.
Система тактовой синхронизации включает в себя (Рис.8.2) задающий генератор (ЗГ), входящий в состав ГО передающего оборудования оконечной станции (Пер) и вырабатывающий импульсную последовательность тактовой частоты F Т, и устройства выделения тактовой частоты (ВТЧ), устанавливаемые в том оборудовании, где осуществляется обработка сигнала с частотой F Т: в линейных регенераторах (ЛР) и приемном оборудовании (Пр) оконечной станции.
Рис. 8.2. Структурная схема тактовой синхронизации
Наиболее распространенным методом выделения тактовой частоты является метод пассивной фильтрации , который состоит в том, что из спектра группового цифрового сигнала с помощью ВТЧ, содержащего высокодобротные резонансные контуры, фильтры-выделители или избирательные усилители, выделяется тактовая частота. Этот способ характеризуется простотой реализации ВТЧ, но имеет существенный недостаток: стабильность выделения тактовой частоты зависит от стабильности параметров фильтра-выделителя и структуры цифрового сигнала (при появлении длинных серий нулей или кратковременных перерывов связи затрудняется процесс выделения тактовой частоты).
Перспективным для высокоскоростных ЦСП, но более сложным, является способ тактовой синхронизации с применением устройств автоподстройки частоты генератора тактовой частоты приемного оборудования (способ активной фильтрации ).
Цикловая синхронизация осуществляется следующим образом. На передающей станции в состав группового цифрового сигнала в начале цикла вводится цифровой синхросигнал (СС). На приемной станции устанавливается приемник синхросигнала (ПСС), который выделяет цикловой синхросигнал из группового цифрового сигнала и тем самым определяет начало цикла передачи. Цикловой синхросигнал должен обладать определенными отличительными признаками, в качестве которых используется заранее определенная и неизменная структура синхросигнала (например, 0011011 в ЦСП ИКМ-30). Групповой цифровой сигнал в силу случайного характера информационных сигналов такими свойствами не обладает.
К системе цикловой синхронизации предъявляются следующие требования:
- время вхождения в синхронизм при первоначальном включении аппаратуры и время восстановления синхронизма при его нарушении должно быть минимально возможным;
- приемник синхросигнала должен обладать высокой помехоустойчивостью, т.е. иметь защиту от установления ложного синхронизма и от ложного выхода из синхронизма;
- число символов синхросигнала и частота повторения должны быть минимально возможными.
Эти требования носят противоречивый характер, поэтому приходится принимать компромиссные решения.
Схемы ПСС (Рис. 8.3) обычно включают в себя блоки обнаружения СС на основе схем совпадения, счетчики обнаружения СС в данной временной позиции, счетчики-накопители по входу в синхронизм и выходу из синхронизма.
Рис. 8.3. Структурная схема приемника синхросигнала
Работа системы сверхцикловой синхронизации, как и работа системы цикловой синхронизации, основана на передаче сверхциклового синхросигнала (СЦС) в одном из циклов сверхцикла. Принцип работы приемника СЦС аналогичен работе ПСС.
Генераторное оборудование ЦСП. Все процессы обработки сигналов в ЦСП строго регламентированы по времени. Последовательность обработки сигнала в оборудовании ЦСП задается генераторным оборудованием.
ГО обеспечивает формирование и распределение всех импульсных последовательностей, управляющих процессами преобразования сигналов в ЦСП. В ГО передающей станции импульсные последовательности получают путем деления тактовой частоты высокостабильного задающего генератора ЗГ.
Обычно предусматриваются следующие режимы работы ГО: внутренней синхронизации, при котором осуществляется работа от высокостабильного автономного ЗГ (с относительной нестабильностью 10 -5 ..10 -6); внешнего запуска, при котором осуществляется работа внешнего ЗГ; внешней синхронизации, при котором осуществляется подстройка частоты ЗГ с помощью ФАПЧ, управляемой внешним сигналом.
Структура ГО приемной станции отличается тем, что тактовая частота подается не от ЗГ, а от ВТЧ, а установка ГО приема по циклу и сверхциклу осуществляется с помощью сигналов, поступающих от приемников синхросигналов.
2.6 Тактовая сетевая синхронизация
Любая цифровая система в своей основе требует тактовый задающий генератор, который должен тактировать все внутренние и внешние операции по обработке цифровых данных. Наибольшие сложности в цифровых системах возникают, когда необходимо наладить взаимодействие различных в своей основе цифровых систем, т.е. систем с различными тактовыми генераторами и функциональными реализациями (системы передачи и коммутации). Даже внутри одной системы, например, системы передачи, требуется синхронизировать приемник сигнала с передатчиком (тактовый синхронизм, цикловой синхронизм, сверхцикловой синхронизм). Применение разных тактовых генераторов может повлечь за собой сбои передачи, если не произвести принудительной синхронизации генератора приемника генератором передатчика. При этом на стабильность частот генераторов на обоих концах линии цифровой передачи будут влиять различные физические факторы, которые вызывают дрожание фазы тактирующих импульсов.
Этими факторами являются:
Шум и помехи, действующие на цепь синхронизации в приемнике;
- изменение длины пути передачи сигнала, обусловленные температурными перепадами, рефракцией в атмосфере и т. д.;
- изменение скорости распространения сигналов в физической среде (в проводных и беспроводных линиях);
- нарушение регулярности поступления хронирующей информации;
- доплеровские сдвиги от подвижных оконечных устройств;
- переключения в линиях (срабатывание автоматического резервирования);
- систематические дрожания фазы цифрового сигнала, возникающие в регенераторах (повторителях).
Для решения проблем накопления фазовых дрожаний различного происхождения применяется ряд специальных мер.
Применение эластичной памяти для компенсации кратковременной нестабильности тактовой частоты. Пример использования такой памяти приведен на рисунке 2.47.
Применение высокостабильных генераторов тактовых частот для сетей связи. Как правило, эти генераторы выполнены на основе атомного эталона частоты (цезиевые, водородные, рубидиевые) и обеспечивают долговременную стабильность тактов в заданных пределах, например
10 -12 .
Применение таких генераторов позволяет организовать принудительную иерархическую систему управления множеством тактовых генераторов.
Термины и определения ТСС первоначально приведены в рекомендации МСЭ-Т G.810. Ряд терминов и определений, которые необходимы для дальнейшего изложения материала, приведены ниже.
В цифровых системах
понятие "синхронизм" тесно связано с понятием "проскальзывания"
(slips).
Проскальзывание - исключение или повторение в цифровом сигнале одного
или нескольких бит, происходящее вследствие различия в скоростях записи
и считывания двоичных данных в буферных устройствах.
Проскальзывание может быть управляемым или неуправляемым.
Проскальзывание, которое не приводит к сбою цикловой синхронизации, называют управляемым. При этом сигнал с потерями восстанавливает синхронизм.
При неуправляемом проскальзывании моменты потери и повторения позиций в цифровом сигнале невосполнимы.
Фазовые дрожания - кратковременные отклонения значащих моментов цифрового сигнала от их идеальных положений во времени. Если частота отклонений превышает 10 Гц, то их называют джиттером (Jitter). Если частота отклонений не превышает 10 Гц, то их называют блужданиями или вандером (Wander). На рисунке 2.48 представлены характеристики импульсного сигнала с изменением значащих моментов.
В современной технологии
контроля получила распространение практика измерения амплитуды дрожания
цифрового сигнала в единицах времени: абсолютных мкс (микросекунды)
или приведенных - единичных интервалах UI (Unit Interval). Одним единичным
интервалом называется время необходимое для передачи одного бита информации
с заданной скоростью передачи.
Источниками тактовых сигналов в цифровых системах и сетях являются тактовые
генераторы, которые подразделяются на первичный эталонный (ПЭГ), ведомый/вторичный
задающий (ВЗГ), генератор сетевого элемента (ГСЭ).Дрожащий цифровой
сигнал
Рисунок 2.48 Временные диаграммы дрожащего цифрового сигнала и тактовой последовательности, выделенной из идеального цифрового сигнала
Первичный эталонный генератор (ПЭГ) - высокостабильный генератор, долговременное относительное отклонение частоты которого от номинального значения поддерживается не превышающим 1x10 -11 при контроле по универсальному координированному времени.
Ведомый задающий генератор (ВЗГ) - генератор, фаза которого подстраивается по входному сигналу, полученному от генератора более высокого или того же качества. ВЗГ обеспечивает, как правило, высокую кратковременную относительную стабильность частоты (около 10 -9 - 10 -11)и существенно более низкую относительно ПЭГ долговременную относительную стабильность.
Генератор сетевого элемента (ГСЭ) - синхронизируемый внешним синхросигналом генератор (обычный кварцевый), помещаемый в мультиплексоры ПЦИ, СЦИ, АТМ, кроссовых коммутаторов и т. д. Такты ГСЭ так же подстраиваются под внешние такты, как и в ВЗГ, однако их собственная относительная долговременная стабильность не превышает 10 -6 .
Указанные генераторы имеют следующие иерархические положения по значимости в тактовой сети синхронизации (ТСС).
1-й или высший уровень иерархии ТСС - ПЭГ (иногда называемый нулевым).
1-й уровень иерархии ТСС-ПЭИ (первичный эталонный источник), не являющийся составной частью ТСС, например, международный навигационный спутник GPS или российский ГЛОНАСС, или ПЭГ другой сети.
2-й уровень иерархии ТСС - ВЗГ, который представляют как транзитный или оконечный и совмещаемый с узлами автоматической коммутации (УАК) и автоматическими междугородными телефонными станциями (АМТС) или цифровыми АТС.
3-й уровень иерархии ТСС - ГСЭ, к которым относятся мультиплексоры СЦИ, кроссовые коммутаторы СЦИ, оконечные цифровые АТС.
Источники тактового синхронизма могут быть включены в определенные сетевые конфигурации и образовывать различные сети ТСС.
Централизованная сеть распределения синхросигналов от единственного ПЭГ. Эта синхронная сеть. в которой значащие моменты сигналов подстраиваются таким образом, чтобы установить синхронизм, при котором значащие моменты повторяются с некоторой средней точностью. Это принудительная синхронизированная сеть.
Совокупность централизованных подсетей, каждая из которых содержит ПЭГ. При отсутствии взаимосвязи между ПЭГ такая сеть синхронизации обеспечивает псевдосинхронный режим работы соответствующих цифровых подсетей.
Плезиохронный режим сети ТСС может возникнуть в цифровой сети, когда генератор ведомого узла (ВЗГ или ГСЭ) полностью теряет возможность внешней принудительной синхронизации из-за нарушения как основного, так и всех резервных путей синхронизации. В этом случае генератор переходит в режим удержания (в англоязычной литературе -holdover), при котором запоминается частота сети принудительной синхронизации. По мере ухода с течением времени частоты генератора из-за дрейфа от величины, зафиксированной в начальный момент в памяти, он переходит в так называемый свободный режим (в англоязычной литературе - free-run mode). Этот режим синхронизации уже называется асинхронным и характеризуется большим расхождением частот генераторов, при котором, однако, еще не нарушается процесс передачи информационной нагрузки в сети связи.
Сеть синхронизации ТСС образуется совокупностью генераторов (ПЭГ, ВЗГ, ГСЭ), системой распределения синхросигналов в узлах связи SASE (Stand Alone Synchronization Equipment - отдельное оборудование синхронизации) или блоки сетевой синхронизации (БСС) и между ними и самими синхросигналами, которые транслируются в определенном порядке.
В качестве синхросигналов в сети ТСС могут применяться следующие сигналы:
а) цифровой сигнал 2048 кбит/с с кодированием в троичном коде HDB3;
б) гармонический одночастотный сигнал с частотой 2048 кГц;
в) гармонический одночастотный сигнал с частотой 10 МГц или 5 МГц и некоторые другие (8кГц, 64кГц).
Блоки сетевой синхронизации (БСС) или SASE выполняются в соответствии с концепцией построения интегрированных сетей синхронизации, например, в Северной Америке BITS (Building Integrated Timing Supply). Интеграция при построении ТСС предполагает объединение транспортных сетей, сетей доступа, вторичных сетей для поддержки синхронизма. При этом сеть синхронизации должна проектироваться и создаваться как наложенная сеть.
Нормирование частоты проскальзываний введено с рекомендации МСЭ-Т G.822 для стандартного цифрового условного эталонного соединения длиной 27500 км основного цифрового канала 64 кбит/с между абонентскими окончаниями. Это соединение представляет собой соединение двух национальных сетей через несколько международных транзитов и насчитывает в общей сложности до 13 узлов и станций (из них пять центров международной коммутации и на каждой национальной сети по третичному, вторичному и первичному центру коммутации).
В таком соединении может происходить:
а) не более пяти проскальзываний за 24 часа в течение 98,9% времени работы;
б) более пяти проскальзываний за 24 часа, но менее 30 за один час в течение 1 % времени работы;
в) более 30 проскальзываний за один час в течение 0,1% времени работы.
Время работы - не менее одного года.
Качество, обозначенное а),
соответствует псевдосинхронному режиму сети.
Качество, обозначенное б), оценивается как пониженное качество, при
котором сохраняется трафик.
Качество, обозначенное в), считается неудовлетворительным и соответствует
нарушению соединения.
Проскальзывания в явной форме отражаются на качестве услуг электросвязи:
Совершенное время – для Symmetricom это больше чем слоган.
Во всем мире Symmetricom продукты обеспечивают точность, необходимую для установки часов по международной шкале времени. Это означает, что миллионы людей зависят от цезиевых, рубидиевых и кварцевых генераторов Symmetricom , которые обеспечивают точность атомных часов.
Продукция Symmetricom обеспечивает целостность ИТ-систем крупных транснациональных компаний на всех континентах, используется в спутниках, самолетах, электростанциях, ракетах одновременно обеспечивая выполнение критически важных приложений в правительствах, метрологии и аэрокосмической промышленности.
Синхронизация сетей связи
Точный счет времени - залог безопасности и надежности работы как небольших локальных, так и крупнейших межнациональных цифровых сетей. В основе лежит тактовая синхронизация - выделение сигнала синхронизации из структуры информационного сигнала. Это обеспечивается за счет использования специального оборудования: стандартов частоты, первичных и вторичных генераторов, интеллектуальных систем синхронизации генераторов и других приборов. Оборудование объединяется в систему тактовой сетевой синхронизации (ТСС). Системы ТСС представляют собой сложные многоуровневые структуры, залогом бесперебойной работы которых является использование надежного и качественного оборудования.
Первичный эталонный генератор ПЭГ формирует эталонные тактовые последовательности, в сооответствие с которыми синхронизируется все оборудование узла связи. Первичный генератор может работать как в синхронизации с высшими по иерархии источниками, так и полностью автономно. Как правило, генератор принимает сигналы от радио или спутниковых источников и выполняет их фильтрацию.
Тактовая синхронизация
В состав первичного генератора входят источник-размножитель сигналов и ПЭИ - первичный эталонный источник. В качестве первичного эталонного источника могут выступать цезиевый или водородный стандарт частоты или спутниковые системы (GPS или ГЛОНАСС).
Чаще всего синхронизация первичных генераторов осуществляется по спутникам GPS или ГЛОНАСС. До недавнего времени использовалась синхронизация по GPS как более точная. С усовершенствованием российской навигационной системы все актуальнее становилась синхронизация ГЛОНАСС как более надежная в северных широтах. Сегодня синхронизация по российским спутникам используется в некоторых странах Скандинавии.
Вторичный задающий генератор ВЗГ - следующее после первичного генератора звено в обеспечении синхронизации. Вторичный генератор отслеживает и принимает синхросигналы, оценивает их качество, выбирает один входной сигнал, фильтрует тактовый сигнал источника и направляет конечные тактовые последовательности с заданной частотой на входы оборудования и распределяет между другими элементами узла. Синхронизация крупных сетей может требовать работы множества вторичных генераторов, объединенных в многоуровневую иерархическую структуру с одним первичным эталонным генератором.
