北京大学光网络基础-SDH网络基础-SDH网同步20

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,何永琪,北京大学电子学系,Tel,：,62756700,；,Mobile,：,13801196827,Email,：,,SDH,网络基础,光网络基础,SDH,网同步,目,录,概述,数字同步网结构,SDH,网元定时,网同步问题,数字网同步：属支撑网,作用：准确地将由基准时钟产生的同步信息传递给同步网中各同步节点，使这些节点能够根据同步信息调节时钟，建立同步关系,应用：支撑公用电话交换网、数据交换网、,SDH,网等网络的同步,网同步要求：,保证网络中所有交换节点的时钟频率与相位误差控制在设计容差内，使网络中各交

2、换节点能够正确有效地实现数字流交换与传送,网失步将导致数字交换机缓冲器产生信息比特的溢出和取空，造成数字流滑动损伤，使数据出错。,SDH,网同步要求：,当网络工作在正常模式时，各节点时钟同步于一个基准时钟，节点间时钟只存在相位差而不会出现频率差，只会出现偶然的指针调整事件。,当某节点丢失同步基准而进入保持模式或自由运行模式时，节点时钟与网络时钟之间出现频率差，导致指针连续调整（,SDH,指针调整可减小频率差，但会使输出信号产生抖动和漂移）。,数字网同步方式,同步网提供定时参考信号，是数字通信实现网同步的保障,主从同步：主时钟向从时钟提供定时信号，从时钟从主时钟提取信号频率。,互同步：各时钟相互

3、控制实现全网同步。,准,/,伪同步：各时钟具有统一的标称频率和容差，独立运行，互不控制,混合同步：将全网划分若干同步区，区内采用主从同步，区间采用准同步。,市内局,市内局,端局,.,端局,市内局,市内局,端局,.,端局,伪同步,：,各交换局时钟独立,主,从,同,步,受控主局,国际上采用伪同步，我国采用主从同步。,逐级下控,国内局,国内局,市内汇接局,市内汇接局,国内局,国内局,市内汇接局,市内汇接局,国际局,国际局,主从同步方式,主从同步方式使用一系列分级的时钟，每一级时钟都与其上一级时钟同步，在网中的最高一级时钟为基准主时钟或基准时钟（,PRC,）。,ITU-T,将各级时钟分为,4,类：,基

4、准主时钟：精度达,110,-11,，,ITU-T G.811,建议规范；,转接局从时钟：精度达,510,-9,，,ITU-T G.812,（,T,）建议规范；,端局从时钟：精度达,110,-7,，由,ITU-T G.812,（,L,）建议规范；,SDH,网元时钟（,SEC,）：精度达,4.610,-6,，,ITU-T G.813,建议规范。,优势：网络稳定性较好；组网灵活；对从节点时钟的频率精度要求较低；控制简单；网,络滑动性能较好。,劣势：一旦基准,主时钟发生故障,会造成全网的问,题；基准主时钟,应采用多重备份；,同步分配链路尽,可能有备用。,互同步方式,互同步方式在网中不设主时钟，由网内各

5、交换节点的时钟相互控制，最后都调整到一个稳定的、统一的系统频率上，从而实现全网的同步工作。,网频率为各交换节点时钟频率的加权平均值。,优势：网频率的稳定性高；对同步分配链路的失效不甚敏感，适于网孔形结构，对节点时钟要求较低，设备便宜。,劣势：网络稳定性差于主从方式，系统稳态频率不确定且易受外界因素影响。,从时钟工作方式,锁定工作方式：是指在正常业务条件下的工作方式，此时从时钟的振荡频率同步于外部输入的基准时钟信号。,保持工作方式：当从时钟丢失所有定时基准后，进入保持工作方式。其后从时钟利用定时基准信号丢失前所存储的最后频率信息作为其定时基准而工作。,自由运行方式：当从时钟不仅丢失了所有定时基准

6、信息，而且也失去定时基准记忆或者根本没有保持功能时，从时钟内部振荡器工作于自由工作方式。,失效,恢复,设置,未恢复,正常工作,模式,保持模式,自由振荡,模式,缺省值,工作模式间的转换,设备在一启动时可进入缺省状态，,通过软件设置成工作模式，工作模,式指选择线路时钟或支路时钟。,当工作模式失效时，自动转换为保持模式，,即根据失效前所记忆的时钟频率信息，使,内部振荡源以此记忆频率振荡工作，实现,在,24,小时内仍旧保持时钟精度。,当保持模式的时钟精度低于系统自由振荡模式时，转为自由振荡方式。,目,录,概述,数字同步网结构,SDH,网元定时,数字同步网结构,我国数字同步网采用“多基准钟，分区等级主从

7、同步”方式,在北京、武汉、西安各建一个以铯（,Cs,）钟为主的（包括,GPS,接收机）高精度基准钟（,PRC,）。,在其他,29,个省中心城市（北京、武汉、西安除外）各建一个以,GPS,接收机为主（包括铷,Rb,钟）的高精度区域基准钟（,LPR,）。,LPR,以,GPS,信号为主用，当,GPS,信号发生故障或降质时，该,LPR,转为经地面数字电路跟踪于北京或武汉的,PRC,。,各省以本省中心的,LPR,为基准钟组建数字同步网。,地面传输同步信号,一般采用,2Mbit/s,（,2Mbit/s,专线或局,间中继）,PDH,，在,缺乏,PDH,链路而,SDH,已具备传输定,时的条件下，可采,用,ST

8、M-N,线路码流,传输定时信号。,时钟等级和类型,我国同步网时钟采用三种等级：,1,级时钟：由原子钟加,GPS,构成，频率准确度优于,110,-11,全国基准（,PRC,）为国家时钟基准源；,区域基准（,LPR,）设置在省、自治区和直辖市通信中心。,2,级时钟：由石英晶振组成，频率准确度优于,1.610,-8,设置在省、自治区和直辖市通信大楼、地市级长途楼及重要汇接局。,3,级时钟：由石英晶振组成，频率准确度优于,4.610,-6,未设置,1,、,2,级时钟的汇接局和端局都应设置,3,级时钟。,时钟类型：,铯（,Cs,）原子钟：长期频偏优于,110,-11,，可以作为全网同步的最高等级的基准主

9、时钟。缺点是可靠性较差。,铷原子钟：性能（稳定度和精确度）和成本介于上述两种时钟之间。适于作为同步区的基准时钟。,石英晶体振荡器：可靠性高，寿命长，价格低，频率稳定度范围很宽，缺点是长期频率稳定度不好。一般作为长途交换局和端局的从时钟。,全球定位系统（,GPS,）：利用多颗低轨道卫星进行全球定位的导航系统。民用的时钟精度可达,110,-13,。,大楼综合定时供给系统（,BITS,）,可以滤出传输过程中的瞬断、抖动和漂移，隔离链路中断和故障，将高精度的同步信号提供给楼内所需同步的各种设备。,网络维护简单，无需给每个业务设备专门提供同步分配链路和维护同步链路。,新业务增加不受同步的限制。,可以提供

10、完善的监视和信息提供功能。,性能稳定，可靠精度可达二级钟或三级钟水平。,具有同步状态信息（,SSM,）功能和其他一些避免定时环路的功能。,具有方便在线升级改造的能力。,定时基准的分配,局内定时传递结构,局内定时分配是指同步网内各种设备直接从同步网节点上获取定时信息。,当局内设有不低于,3,级或,2,级的,ITU-T G.812,时钟时，局内所有其它网络单元的,ITU-T G.813,时钟作为低一级时钟，并以此时钟为局内最高时钟基准。,局内同步分配采用星型拓扑结构。,局间定时传递结构,同步网中各节点间定时信息的传递称为局间定时的传递，局间同步定时分配采用树型拓扑结构。,局间同步定时信号的传送，必

11、须确保低等级的时钟只能接收高等级时钟的定时信号，并避免形成定时环。,局内,分配的同步网结构,局,间分配的同步网结构,SDH,网同步方式,SDH,网同步方式：同步方式、伪同步方式，准同步方式和异步方式。,同步方式：,网中所有时钟都能最终跟踪到网络惟一的基准主时钟。,在单一网络运行者所管辖的范围内，该方式是正常工作方式。,伪同步方式：,当网中有两个以上都遵守,ITU-T G.811,建议要求的基准时钟时，为伪同步方式。,通常在国际网络之间、分布式多个基准时钟控制的全同步网之间以及不同的经营者网络之间，该方式是正常工作方式。,准同步方式：,当网同步中有一个节点或多个节点时钟的同步路径和替代路径都不能

12、使用时，时钟将进入保持模式或自由运行模式，即为准同步方式。,异步方式：,当网络节点时钟出现大的频率偏差时，则网络工作于异步方式。,如果节点时钟频率准确度低于,ITU-T G.813,要求时，,SDH,网络不再维持正常业务，而将发送,AIS,信号。,发送,AIS,所需的时钟精度只要求有,2010,-6,即可。,目,录,概述,数字同步网结构,SDH,网元定时,SDH,同步定时工作方式,定时信号来源,定 时 方 式,从外部定时源（,BITS,）获取,外同步输入定时,从接收的,STM-,N,信号中提取,通过定时,/,环路定时,/,线路定时,从设备内部振荡器获取,内部定时,外同步定时源：,SDH,网元时

13、钟定时基准由外部定时源提供,从接收,STM-N,信号中提取定时：,通过定时：,SDH,网元从同方向终结的,STM-N,输入信号中提取定时信号，再对输出的,STM-N,发送信号进行定时。,ADM,和,REG,可采用此方式,环路定时：,SDH,网元输出的,STM-N,信号的发送时钟从相应的,STM-N,接收信号中提取。,TM,可采用此方式,线路定时：,SDH,网元所有输出的,STM-N,信号的发送时钟都同步于从某一特定的,STM-N,信号中提取的定时信号。,ADM,和,DXC,可采用此方式,内部定时源：,当所有外同步定时源都丢失时，可采用内部定时方式。,当内部定时源具有保持能力时，首先工作于保持模

14、式；失去保持后，还可以工作于自由振荡模式。,当内部定时源无保持能力时，只能工作于自由振荡模式,定时环路的产生,从定时可靠性考虑，一个,SDH,设备可能需要定义一个以上的基准时钟源，如第,1,基准（,P,）和第,2,基准（,S,）等。,正常运行情况下，各设备从第,l,基准获得定时信号时不会出现定时环路。,当出现故障时，部分设备可能倒换到从第,2,基准取得定时信号，如果第,2,基准设置不当就可能产生定时环路。,链路故障下产生定时环路,定时环路的防止方法,在同步规划中对每个设备时钟来源合理地设置优先级，按优先级次序选择，当高优先级的时钟可用时就不选低优先级的时钟。,合理使用,STM-N,信号中同,步

15、状态信息字节（,S1,），,使每个设备通过查收,S1,，,了解是否可以用作定时基准。,对于某些不提供,S1,字节的,老设备，可只设主用同步,链路。如果主用同步链路,失效，设备时钟即转入保,持工作状态，这样也可以,防止产生定时环路。,同步状态信息（,SSM,）：,用于在同步定时传递链路,中直接反映同步定时传递,链路信号等级。,线形网中使用,S1,字节防止产生定时环路,同步状态信息比特的使用,同步状态信息（,SSM,）比特是,SDH,帧结构的段开销字节,S1,中用于传送同步状态信息的专用字节；其作用是在同步定时传递链路中直接反映同步定时信号的质量等级。,S1(b5b8),SDH,同步质量等级描述,

16、S1(b5b8),SDH,同步质量等级描述,0000,同步质量,未知,1000,SSU-B,0001,保留,1001,保留,0010,ITU-T G.811,时钟信号,1010,保留,0011,保留,1011,ITU-T G.813 SEC,0100,SSU-A,1100,保留,0101,保留,1101,保留,0110,保留,1110,保留,0111,保留,1111,不作同步应用,SEC,：,SDH,设备时钟,SSU,：同步供给单元,SSU-A,：转接局从时钟,SSU-B,：端局从时钟,RSOH,MSOH,同步设备定时源,SETS,定时信息的提取,T1,：直接从,STM-N,线路信号中提取定时。,T2,：直接来自交换机的,2Mbit/s,业务信号。,T3,：直接来自外部时钟源的信号。,T4,：外时钟输出口，为其他设备提供定时，提供,2Mbit/s,和,2MHz,信号。,T0,：为本身各功能块提供定时，承载在,STM-N,上为其他设备提供定时。,选择器,A,禁止,选择器,C,禁止,SETG,OSC,选择器,B,内部,同步设备定时发生器,SETS,（同步设备定时源）,T4,T0,T1,T2