Разработки схемы сети синхронизации

 

Любая цифровая система в своей основе требует тактовый задающий генератор, который должен тактировать все внутренние и внешние операции.

Синхронизация в транспортной сети необходима для устранения потерь информации из-за колебаний тактовых частот генераторов цифрового оборудования (узлы электронной коммутации, цифровые системы передачи.)

Источниками тактовых сигналов в цифровых системах и сетях являются тактовые генераторы, которые подразделяются на первичный эталонный (ПЭГ), ведомый/вторичный (ВЗГ), генератор сетевого элемента (ГСЭ).

Первичный эталонный генератор (ПЭГ) – высокостабильный генератор, долговременное относительное отклонение частоты, которого от номинального значения не превышает 1∙10^-11

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 стабильность частоты (около 10^-9 ...10^-11) и существенно более низкую относительно ПЭГ долговременную относительную стабильность (около 10^-8).

Генератор сетевого элемента (ГСЭ) - синхронизируемый внешним синхросигналом генератор (обычный кварцевый), помещаемый в мультиплексоры PDH, SDH, ATM, кроссовых коммутаторов и т.д. Такты ГСЭ также подстраиваются под внешние такты, как и ВЗГ, однако их собственная относительная стабильность не превышает 10^-6.

Указанные генераторы имеют следующие иерархические положения по значимости в тактовой сети синхронизации (ТСС).

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 ПЭГ другой сети.

2-й уровень иерархии ТСС - ВЗГ, который представляется как транзитный или оконечный и совмещаемый с узлами автоматической коммутации (УАК) и автоматическими междугородными телефонными станциями (АМТС) или цифровой АТС.

3-й уровень иерархии ТСС - ГСЭ, к которым относятся мультиплексоры СЦИ, кроссовые коммутаторы СЦИ, оконечные цифровые АТС.

В качестве синхросигналов в сети ТСС могут применяться следующие сигналы:

цифровой сигнал 2048 кбит/с с кодированием в третичном коде HDB3;

гармонический одночастотный сигнал с частотой 2048 кГц;

любой из агрегатных сигналов STM-N;

гармонический одночастотный сигнал с частотой 10 МГц или 5 МГц и некоторые другие с относительной стабильностью частоты не хуже 4,6· 10-6.

На узлах и станциях, на которых кроме АМТС, АТС и т.д. установлено другое оборудование, нуждающееся в синхронизации (аппаратура кроссирования, оперативного переключения и т.д.), в качестве ведомых генераторов, которые синхронизируют все оборудование на данном узле, должны использовать выделенные ведомые задающие генераторы, соответствующие рекомендации МСЭ - Т G.812. При этом каждый ВЗГ должен иметь альтернативные входы синхронизации.

Расстановка приоритетов и распределение сигнала синхронизации

В сети ТСС, построенной на основе сети SDH, используется система показателей качества и приоритетов. В заголовке STM-N предусмотрен байт S1, для системы показателей качества, в котором от ГСЭ к ГСЭ может транслироваться сообщение о качестве синхросигнала, переносимого STM-N.

Значения показателей качества приведены в следующей таблице:

Уровень качества	Содержимое байта	Число	Показатель стабильности	Источник Сигнала
Q1	xxxx0010	2	1 * 10 -11	ПЭГ(G.811)
Q2	xxxx0100	4	1 * 10 –9 в сутки	ВЗГ(G.812)
Q3	xxxx1000	8	2 * 10 –8 в сутки	ВЗГ(G.812)
Q4	xxxx1011	В	4.6 * 10 -6	ГСЭ (holdover или free run)
Q5	xxxx0000	0	-	Качество неизвестно
Q6	xxxx1111	F	-	Не использовать

 

В случае, когда качество внешних синхросигналов на входах ГСЭ и ВЗГ независимо и одинаково, вводится система приоритетов. Уровень приоритета определяется его номером. Чем меньше номер, тем выше приоритет. Число приоритетов может быть от 0 до 254. Приоритет отмечается в таблице, размещаемой в памяти контроллера ГСЭ.

Первым приоритетом обычно устанавливается сигнал синхронизации, поступающий от ПЭГ по самому короткому и качественному маршруту, где по пути следования синхросигнала установлено как можно меньше промежуточных ВЗГ. Вторым приоритетом для основного оборудования узла и станции может служить сигнал синхронизации, поступающий от ПЭГ по другому маршруту, чем сигнал первого приоритета. ВЗГ и ГСЭ могут принимать синхросигналы 3-го и 4-го приоритетов и т.д. Последним из приоритетов в любом оборудовании синхронизации является собственный генератор, работающий в режиме запоминания частоты синхросигнала и свободных колебаний. Приоритетом можно также запретить использование входа синхронизации.

В нормальном состоянии на станциях выбирается в качестве источника синхронизации источник с высшим качеством «Q», а из источников с одинаковыми уровнями качества выбирается в качестве опорного тот, который имеет высший уровень приоритета «р».

В случае аварийной ситуации, при выходе из строя участка сети синхронизации должны соблюдаться следующие правила переключения тактирования:

- выбрать из доступных источников тактирования источник с наивысшим уровнем качества;

для источников с одинаковым уровнем качества выбрать источник с наивысшим приоритетом;

- источнику сигнала неисправной линии присваивается Q=6 независимо от значения S1;

- S1 для сигнала, посылаемого в обратном направлении, устанавливается как Q=6.

При обрыве цепи синхронизации генератор сетевого элемента (ГСЭ) переходит в режим удержания частоты и начинает осуществляться поиск высокостабильного источника сигнала синхронизации и далее по цепи передается качество внутреннего источника ГСЭ. Далее в следующем по цепи синхронизации происходит сравнение качества сигналов, выбирается лучший, происходит переход мультиплексора на этот сигнал синхронизации, транслируя сигнал с этим качеством на предыдущую станцию. ГСЭ, который находился в режиме удержания частоты, производит сравнение качества полученного сигнала и собственного выбирает в качестве сигнала синхронизации сигнал второго приоритета, поступающий с линии.

Рекомендации по проектированию сети синхронизации:

1. Для синхронизации всего оборудования узла или станции должен использоваться один источник сигналов синхронизации. Схема соединения должна иметь вид "Звезды" с расходящимися лучами.

2. Схема синхронизации сети должна предусматривать возможность автоматического самовосстановления и исключать при этом появление петель синхронизации.

3. Сообщения о статусе синхронизации отмечается в заголовке цикла передачи (агрегатного сигнала), передаваемого по линии.

 

Рисунок 7 - Схема синхронизации сети