光纤数字通信系统同步方式浅谈

马红梅

(中国联通甘肃分公司,甘肃兰州　730000)

摘　要:通过对光纤数字通信系统同步方式的原理分析,探讨时钟同步级别的设置原则。关键词:时钟;同步方式;优先权;设置原则中图分类号:TN 914.3

1　同步需求

在数字通信系统中,为了使网络中各节点的时钟频率和相位都在预先确定的容差范围内,以便使数字网的全部数字流实现正确的传输,避免在传输过程中产生信息比特的溢出和取空,并导致数字流的滑动和损伤。由于时钟频率不同步产生的滑动会在使用同一时钟的所有系统中都会出现,影响范围很大,因此必须采用有效措施进行同步。不管是在PDH 环境下还是在SDH 环境下,都要求所有设备之间保持同步,以确保任意两点间的码流信息达到位同步、帧同步,即收端与发端之间在各帧上、各比特位上都一一对应。这就要求任意两点间的时钟不仅频率相同,而且相位相同,这就类似于模拟系统的载频同步,只不过在模拟系统中要求载频同频率,对相位不做要求。

2　数字通信中的同步方式

根据数字通信时钟的构成方式,理论上要求提

供下列四种同步方式:2.1　外同步方式

网络单元的同步由外部定时供给,各节点都使用上一级传过来的高精度、高稳定的时钟信号,确保两端之间同步。SDH 设备中的SET P I (称同步设备定时物理接口)模块提供了输出定时和输入定时的接口,当时钟方式选择外部2M 时钟接口时,外部提供的定时源一般有三种:

(1)一种精度绝对准确的振荡器输出的时钟。一般在规模较大的电信运营商枢纽局中,有一种称为大楼综合定时供给系统(B IT S )的设备可提供时钟源。

(2)接收卫星GPS (全球定位系统)的定时基准同步为时钟源,这样可保证全网时钟都一致。

(3)其它传输网络输出的定时源。就是利用数字通信一级一级将甲地产生的高精度时钟传递至各枢纽局,保证全网时钟都一致。如图1所示

:

2.2　主从同步方式

在主从同步技术中,一个参考时钟被定义为网络的主时钟,其他节点的时钟都直接或间接地同步于主时钟。一般来说,分级的主从同步应用较多(如图2所示),采用树形结构。在这种方式下,网络被划

分为不同的级别,每一级别的时钟都同步于高一级别的时钟,时钟参考信号通过传输网络设备被送至网内各节点,然后通过锁相环使本地时钟的相位锁定在收到的定时基准上,从而使网内的各节点时钟都与基准主时钟同步。这是一种单端控制方式。在

第19卷　第6期2003年6月

甘肃科技

Gan su Science and T echno logy

V ol .19　N o .6J un .　2003

实际运用中主从同步主要采用从不受指针调整影响的STM -N 接收信号中提取定时,即以某站为主时钟(例如用该站的内部振荡器或用外部2M 时钟),而其它各站均为提取时钟,从而确保任意两端同步。常把某站称为主站,其它各站称为从站

。

2.3　保持同步方式

保持同步方式是当外部定时源全部中断,系统节点接收不到外时钟与码流信息时,在控制电路的作用下,该节点时钟方式进入保持状态,即利用定时基准信号丢失之前所存储记忆的最后定时频率作为当前定时基准。这相当于模拟通信中具有记忆性能的导控系统中的技术。这种同步方式可以应付长达数天的外时钟中断故障,在实际运用中,要求转接站、端站时钟和一些重要的网络单元时钟都应具备保持模式功能,简单的网络单元(如R EG 等)可以不具备这些功能。2.4　同步方式

网络单元都具备内部定时源,以便在外同步源丢失,或没有保持模式功能时,可以使用收、发两端各自内部自身的定时源(即各自的时钟振荡器),使时钟频率都为各自的内时钟,但要求两端的时钟频率在允许的偏差±∃P 内。这就好比模拟通信中的两端载频各自产生。

3　时钟同步级别的设置原则

根据网络结构和网元类型,一个SDH 节点可以有一个或多个定时输入,定时源的选择可依据预定义的优先级别表或SS M 的使用情况,且在任何情况下都应选择最优的定时源。在故障情况下,若第一级定时丢失,SDH 节点应自动转到下一级定时,若所有的定时源都已丢失,节点定时将工作于保持状态。由此可见,必须要设置好系统同步方式的优先级别,同步方式优先权的确定就是指以上四种同步方式的

先后次序,一般情况设置如下:

若采用外同步方式,应设置为第一级别(即时钟处于外部2M 时钟输入)

第2级别为主从同步方式(即处于提取时钟方式)

第3级别为保持同步(即时钟处于保持模式)第4级别为同步(即处于内时钟方式)那么应该如何正确设置基群复用设备和2M 以上设备之间的同步方式呢?

3.1　对于基群复用设备之间的同步方式,一般设一方为主时钟,另一方为从时钟,即:主时钟的站　　　　　　从时钟的站

　　第1级别:内部振荡　　　第1级别:提取时钟　　第2级别:提取时钟　　　第2级别:内部振荡3.2　对于2M 以上的设备之间的同步方式,基本原则如下

(1)若有高精度的外部时钟源,设备也有外部时钟接口,应作为第1级别;

(2)一般较大的通信站为主时钟,如果有外部时钟作为第2级别,则该站的内部振荡为最后级别;

(3)其它站一般为从时钟,级别在前的是提取,根据具体构网,在提取时钟内还可分出不同级别,根据设备水平,依次为保持时钟和内部振荡。

(4)举例:

主时钟的站:

第1级别:外部时钟(若具备条件)

第2级别:提取时钟(提取来自光纤2上的码流,假设比光纤4的码流质量要好)

第3级别:提取时钟(提取来自光纤4上的码流)

第4级别:保持时钟(设备有此功能时)第5级别:内部振荡从时钟的站:

第1级别:外部时钟(若具备条件)

第2级别:提取时钟(根据构网,可选来自不同方向的码流,依次定出第3、第4……级别)

第m 级别:保持时钟(设备有此功能时)第n 级别:内部振荡

由此可见,由于各厂家设备的时钟方式不同,所以不一定能同时实现这四种同步方。

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3　　　　　　　　　　　　　　　　　　　甘　肃　科　技　　　　　　　　　　　　　　　　第19卷