《SDH原理》第七章 定时与同步

SDH原理 第七章定时与同步 第七章定时与同步 目标 掌握数字网的同步方式 掌握主从同步方式中,节点从时钟的三种工作模式的特点, 了解SDH的引入对网同步的要求, 知道SDH网主从同步时钟的类型 数字网中要解决的首要问题是网同步问题,因为要保证发端在发送数字脉冲 信号时将脉冲放在特定时间位置上(即特定的时隙中),而收端要能在特定 的时间位置处将该脉冲提取解读以保证收发两端的正常通信,而这种保证收 /发两端能正确的在某一特定时间位置上提取/发送信息的功能则是由收/发两 端的定时时钟来实现的。因此,网同步的目的是使网中各节点的时钟频率和 相位都限制在预先确定的容差范围内,以免由于数字传输系统中收/发定位的 不准确导致传输性能的劣化(误码、抖动)。 7.1同步方式 解决数字网同步有两种方法:伪同步和主从同步。伪同步是指数字交换网中 各数字交换局在时钟上相互独立,毫无关联,而各数字交换局的时钟都具有 极高的精度和稳定度,一般用铯原子钟。由于时钟精度高,网内各局的时钟 虽不完全相同(频率和相位),但误差很小,接近同步,于是称之为伪同步。 主从同步指网内设一时钟主局,配有高精度时钟,网内各局均受控于该全局 即跟踪主局时钟,以主局时钟为定时基准),并且逐级下控直到网络中 的末端网元——终端局 一般伪同步方式用于国际数字网中,也就是一个国家与另一个国家的数字网 之间采取这样的同步方式,例如中国和美国的国际局均各有一个铯时钟,二 者采用伪同步方式。主从同步方式一般用于一个国家、地区内部的数字网

第七章 定时与同步 P 目标 掌握数字网的同步方式 掌握主从同步方式中 节点从时钟的三种工作模式的特点 了解SDH的引入对网同步的要求 知道SDH网主从同步时钟的类型 数字网中要解决的首要问题是网同步问题 因为要保证发端在发送数字脉冲 信号时将脉冲放在特定时间位置上 即特定的时隙中 而收端要能在特定 的时间位置处将该脉冲提取解读以保证收发两端的正常通信 而这种保证收 /发两端能正确的在某一特定时间位置上提取/发送信息的功能则是由收/发两 端的定时时钟来实现的 因此 网同步的目的是使网中各节点的时钟频率和 相位都限制在预先确定的容差范围内 以免由于数字传输系统中收/发定位的 不准确导致传输性能的劣化 误码 抖动 7.1 同步方式 解决数字网同步有两种方法 伪同步和主从同步 伪同步是指数字交换网中 各数字交换局在时钟上相互独立 毫无关联 而各数字交换局的时钟都具有 极高的精度和稳定度 一般用铯原子钟 由于时钟精度高 网内各局的时钟 虽不完全相同 频率和相位 但误差很小 接近同步 于是称之为伪同步 主从同步指网内设一时钟主局 配有高精度时钟 网内各局均受控于该全局 即跟踪主局时钟 以主局时钟为定时基准 并且逐级下控 直到网络中 的末端网元 终端局 一般伪同步方式用于国际数字网中 也就是一个国家与另一个国家的数字网 之间采取这样的同步方式 例如中国和美国的国际局均各有一个铯时钟 二 者采用伪同步方式 主从同步方式一般用于一个国家 地区内部的数字网 SDH原理 第七章 定时与同步 7-1

SDH原理 第七章定时与同步 它的特点是国家或地区只有一个主局时钟,网上其它网元均以此主局时钟为 基准来进行本网元的定时,主从同步和伪同步的原理如图7-1所示 国外国际局 伪同步 Ms:主从同步 国际局 因际局 M MSMS 市内局 国内局 市内局 局 市内汇接 市内汇接局 内汇接局市内汇接局 Ws 端局 端局 端局 图71伪同步和主从同步原理图 为了增加主从定时系统的可靠性,可在网内设一个副时钟,采用等级主从控 制方式。两个时钟均采用铯时钟,在正常时主时钟起网络定时基准作用,副 时钟亦以主时钟的时钟为基准。当主时钟发生故障时,改由副时钟给网络提 供定时基准,当主时钟恢复后,再切换回由主时钟提供网络基准定时。 我国用的同步方式是等级主从同步方式,其中主时钟在北京副时钟在武 汉。在采用主从同步时,上一级网元的定时信号通过一定的路由——同步链 路或附在线路信号上从线路传输到下一级网元。该级网元提取此时钟信号 通过本身的锁相振荡器跟踪锁定此时钟,并产生以此时钟为基准的本网元所 用的本地时钟信号,同时通过同步链路或通过传输线路(即将时钟信息附在 线路信号中传输)向下级网元传输,供其跟踪、锁定。若本站收不到从上 级网元传来的基准时钟,那么本网元通过本身的内置锁相振荡器提供本网元 使用的本地时钟并向下一级网元传送时钟信号 数字网的同步方式除伪同步和主从同步外,还有相互同步、外基准注入、异 步同步(即低精度的准同步)等。下面讲一下外基准注入同步方式 外基准注入方式起备份网络上重要节点的时钟的作用,以避免当网络重要结 点主时钟基准丢失,而本身内置时钟的质量又不够高,以至大范围影响网元 正常工作的情况。外基准注入方法是利用GPS(卫星全球定位系统),在网 元重要节点局安装GPS接收机,提供高精度定时,形成地区级基准时钟

它的特点是国家或地区只有一个主局时钟 网上其它网元均以此主局时钟为 基准来进行本网元的定时 主从同步和伪同步的原理如图7-1所示 至国外国际局 伪同步 MS：主从同步 MS MS MS MS MS MS MS MS MS MS MS MS MS MS 国际局 国际局 市内局 市内局 国内局 国内局 国内局 国内局 市内汇接局 市内汇接局 市内汇接局 市内汇接局 端局 端局 端局 端局 … … 图7-1 伪同步和主从同步原理图 为了增加主从定时系统的可靠性 可在网内设一个副时钟 采用等级主从控 制方式 两个时钟均采用铯时钟 在正常时主时钟起网络定时基准作用 副 时钟亦以主时钟的时钟为基准 当主时钟发生故障时 改由副时钟给网络提 供定时基准 当主时钟恢复后 再切换回由主时钟提供网络基准定时 我国采用的同步方式是等级主从同步方式 其中主时钟在北京 副时钟在武 汉 在采用主从同步时 上一级网元的定时信号通过一定的路由 同步链 路或附在线路信号上从线路传输到下一级网元 该级网元提取此时钟信号 通过本身的锁相振荡器跟踪锁定此时钟 并产生以此时钟为基准的本网元所 用的本地时钟信号 同时通过同步链路或通过传输线路 即将时钟信息附在 线路信号中传输 向下级网元传输 供其跟踪 锁定 若本站收不到从上一 级网元传来的基准时钟 那么本网元通过本身的内置锁相振荡器提供本网元 使用的本地时钟并向下一级网元传送时钟信号 数字网的同步方式除伪同步和主从同步外 还有相互同步 外基准注入 异 步同步 即低精度的准同步 等 下面讲一下外基准注入同步方式 外基准注入方式起备份网络上重要节点的时钟的作用 以避免当网络重要结 点主时钟基准丢失 而本身内置时钟的质量又不够高 以至大范围影响网元 正常工作的情况 外基准注入方法是利用GPS 卫星全球定位系统 在网 元重要节点局安装GPS接收机 提供高精度定时 形成地区级基准时钟 SDH原理 第七章 定时与同步 7-2

SDH原理 第七章定时与同步 (LPR),该地区其它的下级网元在主时钟基准丢失后仍采用主从同步方式 跟踪这个GPS提供的基准时钟 7.2主从同步网中从时钟的工作模式 主从同步的数字网中,从站(下级站)的时钟通常有三种工作模式。 正常工作模式——一跟踪锁定上级时钟模式 此时从站跟踪锁定的时钟基准是从上一级站传来的,可能是网中的主时钟, 也可能是上一级网元内置时钟源下发的时钟,也可是本地区的GPS时钟 与从时钟工作的其它两种模式相比较,此种从时钟的工作模式精度最高。 保持模式 当所有定时基准丢失后,从时钟进入保持模式,此时从站时钟源利用定时基 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。也就是说从时 钟有“记忆”功能,通过“记忆”功能提供与原定时基准较相符的定时信号, 以保证从时钟频率在长时间内与基准时钟频只有很小的频率偏差。但是由于 振荡器的固有振荡频率会慢慢地漂移,故此种工作方式提供的较高精度时钟 不能持续很久。此种工作模式的时钟精度仅次于正常工作模式的时钟精度。 自由运行模式——自由振荡模式 当从时钟丢失所有外部基准定时,也失去了定时基准记忆或处于保持模式太 长,从时钟内部振荡器就会工作于自由振荡方式 此种模式的时钟精度最低,实属万不得已而为之。 7.3SDH的引入对网同步的要求 数字网的同步性能对网络能否正常工作至关重要,SDH网的引入对网的同步 提出了更高的要求。当网络工作在正常模式时,各网元同步于一个基准时钟 网元节点时钟间只存在相位差而不会出现频率差,因此只会出现偶然的指针 调整事件(网同步时,指针调整不常发生)。当某网元节点丢失同步基准时 钟而进入保持模式或自由振荡模式时,该网元节点本地时钟与网络时钟将会 出现频率差,而导致指针连续调整,影响网络业务的正常传输

LPR 该地区其它的下级网元在主时钟基准丢失后仍采用主从同步方式 跟踪这个GPS提供的基准时钟 7.2 主从同步网中从时钟的工作模式 主从同步的数字网中 从站 下级站 的时钟通常有三种工作模式 正常工作模式 跟踪锁定上级时钟模式 此时从站跟踪锁定的时钟基准是从上一级站传来的 可能是网中的主时钟 也可能是上一级网元内置时钟源下发的时钟 也可是本地区的GPS时钟 与从时钟工作的其它两种模式相比较 此种从时钟的工作模式精度最高 保持模式 当所有定时基准丢失后 从时钟进入保持模式 此时从站时钟源利用定时基 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 也就是说从时 钟有 记忆 功能 通过 记忆 功能提供与原定时基准较相符的定时信号 以保证从时钟频率在长时间内与基准时钟频只有很小的频率偏差 但是由于 振荡器的固有振荡频率会慢慢地漂移 故此种工作方式提供的较高精度时钟 不能持续很久 此种工作模式的时钟精度仅次于正常工作模式的时钟精度 自由运行模式 自由振荡模式 当从时钟丢失所有外部基准定时 也失去了定时基准记忆或处于保持模式太 长 从时钟内部振荡器就会工作于自由振荡方式 此种模式的时钟精度最低 实属万不得已而为之 7.3 SDH的引入对网同步的要求 数字网的同步性能对网络能否正常工作至关重要 SDH网的引入对网的同步 提出了更高的要求 当网络工作在正常模式时 各网元同步于一个基准时钟 网元节点时钟间只存在相位差而不会出现频率差 因此只会出现偶然的指针 调整事件 网同步时 指针调整不常发生 当某网元节点丢失同步基准时 钟而进入保持模式或自由振荡模式时 该网元节点本地时钟与网络时钟将会 出现频率差 而导致指针连续调整 影响网络业务的正常传输 SDH原理 第七章 定时与同步 7-3

SDH原理 第七章定时与同步 SDH网与PDH网会长期共存, SDH/PDH边界出现的抖动和漂移主要来自指针 调整和净负荷映射过程。 在 SDH/PDH边界节点上指针调整的频度与这种网关节点的同步性能密切相关 如果执行异步映射功能的SDH输入网关丢失同步,则该节点时钟的频偏和频 移将会导致整个SDH网络的指针持续调整,恶化同步性能;如果丢失同步的 网络节点是SDH网络连接的最后一个网络单元,则SDH网络输出仍有指针调 整会影响同步性能;如果丢失同步的是中间的网络节点,只要输入网关仍然 处于与基准时钟(PRC)的同步状态,则紧随故障节点的仍处于同步状态的 网络单元或输出网关可以校正中间网络节点的指针移动,因而不会在最后的 输出网关产生净指针移动,从而不会影响同步性能 74SDH网的同步方式 741SDH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 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(对各级时钟精度进行了规范),时钟质量级 别由高到低分列于下 基准主时钟——满足G811规范。 转接局时钟——满足G.812规范(中间局转接时钟) ■端局时钟——一满足G812规范(本地局时钟)。 SDH网络单元时钟—一满足G813规范(SDH网元内置时钟) 在正常工作模式下,传到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 时钟源相应的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

SDH网与PDH网会长期共存 SDH/PDH边界出现的抖动和漂移主要来自指针 调整和净负荷映射过程 在SDH/PDH边界节点上指针调整的频度与这种网关节点的同步性能密切相关 如果执行异步映射功能的SDH输入网关丢失同步 则该节点时钟的频偏和频 移将会导致整个SDH网络的指针持续调整 恶化同步性能 如果丢失同步的 网络节点是SDH网络连接的最后一个网络单元 则SDH网络输出仍有指针调 整会影响同步性能 如果丢失同步的是中间的网络节点 只要输入网关仍然 处于与基准时钟 PRC 的同步状态 则紧随故障节点的仍处于同步状态的 网络单元或输出网关可以校正中间网络节点的指针移动 因而不会在最后的 输出网关产生净指针移动 从而不会影响同步性能 7.4 SDH网的同步方式 7.4.1 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 对各级时钟精度进行了规范 时钟质量级 别由高到低分列于下 基准主时钟 满足G.811规范 转接局时钟 满足G.812规范 中间局转接时钟 端局时钟 满足G.812规范 本地局时钟 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 传到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 时钟源相应的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 SDH原理 第七章 定时与同步 7-4

SDH原理 第七章定时与同步 在数字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。 例如图7-2所示 图7-2网络图 若NE2跟踪NE1的时钟,NE跟踪NE2,NE跟踪NE3的时钟,这时同步时钟 的传送链路组成了一个环路,这时若某一网元时钟劣化,就会使整个环路上 网元的同步性能连锁性的劣化。 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)应从分散路由获得主、备用时钟基准,以防止当主用时钟传递链路中断 后,导致时钟基准丢失的情况。 )选择可用性高的传输系统来传递时钟基准 742SDH网元时钟源的种类 ·外部时钟源——由 SETPI功能块提供输入接口 ·线路时钟源——由SPI功能块从STMN线路信号中提取 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 ·设备内置时钟源——由SETS功能块提供 同时,SDH网元通过 SETPI功能块向外提供时钟源输出接口

在数字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 例如图7-2所示 NE1 NE2 NE3 图7-2 网络图 若NE2跟踪NE1的时钟 NE3跟踪NE2 NE1跟踪NE3的时钟 这时同步时钟 的传送链路组成了一个环路 这时若某一网元时钟劣化 就会使整个环路上 网元的同步性能连锁性的劣化 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 应从分散路由获得主 备用时钟基准 以防止当主用时钟传递链路中断 后 导致时钟基准丢失的情况 5 选择可用性高的传输系统来传递时钟基准 7.4.2 SDH网元时钟源的种类 ü 外部时钟源 由SETPI功能块提供输入接口 ü 线路时钟源 由SPI功能块从STM-N线路信号中提取 ü 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 ü 设备内置时钟源 由SETS功能块提供 同时 SDH网元通过SETPI功能块向外提供时钟源输出接口 SDH原理 第七章 定时与同步 7-5

SDH原理 第七章定时与同步 743SDH网络常见的定时方式 SDH网络是整个数字网的一部分,它的定时基准应是这个数字网的统一的定 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准定 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)或干脆是本局的内置时钟源提供的时钟(保持模式或自由运行模 式)。那么这个SDH网是怎样跟踪这个基准时钟保持网络同步呢?首先,在 该SDH网中要有一个SDH网元时钟主站,这里所谓的时钟主站是指该SDH网 络中的时钟主站,网上其它网元的时钟以此网元时钟为基准,也就是说其它 网元跟踪该主站网元的时钟,那么这个主站的时钟是何处而来?因为SDH网 是数字网的一部分,网上同步时钟应为该地区的时钟基准时,该SDH网上的 主站一般设在本地区时钟级别较高的局,SDH主站所用的时钟就是该转接局 时钟。我们在讲设备逻辑组成时,讲过设备有 SETPI功能块,该功能块的作 用就是提供设备时钟的输入输出口。主站SDH网元的SETS功能块通过该时 钟输入口提取转接局时钟,以此作为本站和SDH网络的定时基准。若局时钟 不从 SETPI功能块提供的时钟输入口输入SDH主站网元,那么此SDH网元可 从本局上/下的PDH业务中提取时钟信息(依靠PPI功能块的功能)作为本 SDH网络的定时基准 △注意 后一种方法不常用,因为 SDH/PDH网络边界处(也即是PDH<SDH处〕指针 调整较多,信号抖动较大,影响时钟信号的质量 此SDH网上其它SDH网元是如何跟踪这个主站SDH网时钟呢?可通过两种方 法,一是通过SETP提供的时钟输出口将本网元时钟输出给其它SDH网元 因为 SETPI提供的接口是PDH接口,一般不采用这种方式(指针调整事件较 多)。最常用的方法是将本SDH主站的时钟放于SDH网上传输的STMN信号 中,其它SDH网元通过设备的SPI功能块来提取STMN信号中的时钟信息 并进行跟踪锁定,这与主从同步方式相一致。下面以几个典型的例子来说明 此种时钟跟踪方式

7.4.3 SDH网络常见的定时方式 SDH网络是整个数字网的一部分 它的定时基准应是这个数字网的统一的定 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准定 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 或干脆是本局的内置时钟源提供的时钟 保持模式或自由运行模 式 那么这个SDH网是怎样跟踪这个基准时钟保持网络同步呢 首先 在 该SDH网中要有一个SDH网元时钟主站 这里所谓的时钟主站是指该SDH网 络中的时钟主站 网上其它网元的时钟以此网元时钟为基准 也就是说其它 网元跟踪该主站网元的时钟 那么这个主站的时钟是何处而来 因为SDH网 是数字网的一部分 网上同步时钟应为该地区的时钟基准时 该SDH网上的 主站一般设在本地区时钟级别较高的局 SDH主站所用的时钟就是该转接局 时钟 我们在讲设备逻辑组成时 讲过设备有SETPI功能块 该功能块的作 用就是提供设备时钟的输入/输出口 主站SDH网元的SETS功能块通过该时 钟输入口提取转接局时钟 以此作为本站和SDH网络的定时基准 若局时钟 不从SETPI功能块提供的时钟输入口输入SDH主站网元 那么此SDH网元可 从本局上/下的PDH业务中提取时钟信息 依靠PPI功能块的功能 作为本 SDH网络的定时基准 注意 后一种方法不常用 因为SDH/PDH网络边界处 也即是PDHÛSDH处 指针 调整较多 信号抖动较大 影响时钟信号的质量 此SDH网上其它SDH网元是如何跟踪这个主站SDH网时钟呢 可通过两种方 法 一是通过SETPI提供的时钟输出口将本网元时钟输出给其它SDH网元 因为SETPI提供的接口是PDH接口 一般不采用这种方式 指针调整事件较 多 最常用的方法是将本SDH主站的时钟放于SDH网上传输的STM-N信号 中 其它SDH网元通过设备的SPI功能块来提取STM-N信号中的时钟信息 并进行跟踪锁定 这与主从同步方式相一致 下面以几个典型的例子来说明 此种时钟跟踪方式 SDH原理 第七章 定时与同步 7-6

SDH原理 第七章定时与同步 见图7-3 STM-N B TM ADM ADM 主站外时钟 图73网络图 上图是一个链网的拓扑,B站为此SDH网的时钟主站,B网元的外时钟(局时 钟)作为本站和此SDH网的定时基准。在B网元将业务复用进STMN帧时, 时钟信息也就自然而然的附在STMN信号上了。这时,A网元的定时时钟可 从线路w侧端口的接收信号STMN中提取(通过SPI),以此作为本网元的本 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 以此作为本网元的本地时钟,同时将时钟信息附在STMN信号上往下级网元 传输:D网元通过从西向线路端口的接收信号STMN中提取的时钟信息完成 与主站网元B的同步。这样就通过一级一级的主从同步方式,实现了此 SDH网的所有网元的同步。 当从站网元A、C、D丢失从上级网元来的时钟基准后,进入保持工作模式 经过一段时间后进入自由运行模式,此时网络上网元的时钟性能劣化 △ 注意 A网元同步性能劣化不会影响到网元C和网元D,而C网元同步性能劣化会影 响到网元D,因为网元C是网元D的时钟跟踪的上一级网元,即对网元D来说, 网元C是它的主站 不管上一级网元处于什么工作模式,下一级网元一般仍处于正常工作模式 跟踪上一级网元附在STMN信号中的时钟。所以,若网元B时钟性能劣化, 会使整个SDH网络时钟性能连锁反应,所有网上网元的同步性能均劣化(对 应于整个数字网而言,因为此时本SDH网上的从站网元还是处于时钟跟踪状 态)a

见图7-3 A B C D TM ADM ADM ADM w w e w e w STM-N 主站 外时钟 图7-3 网络图 上图是一个链网的拓扑 B站为此SDH网的时钟主站 B网元的外时钟 局时 钟 作为本站和此SDH网的定时基准 在B网元将业务复用进STM-N帧时 时钟信息也就自然而然的附在STM-N信号上了 这时 A网元的定时时钟可 从线路w侧端口的接收信号STM-N中提取 通过SPI 以此作为本网元的本 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 以此作为本网元的本地时钟 同时将时钟信息附在STM-N信号上往下级网元 传输 D网元通过从西向线路端口的接收信号STM-N中提取的时钟信息完成 与主站网元B的同步 这样就通过一级一级的主从同步方式 实现了此 SDH网的所有网元的同步 当从站网元A C D丢失从上级网元来的时钟基准后 进入保持工作模式 经过一段时间后进入自由运行模式 此时网络上网元的时钟性能劣化 注意 A网元同步性能劣化不会影响到网元C和网元D 而C网元同步性能劣化会影 响到网元D 因为网元C是网元D的时钟跟踪的上一级网元 即对网元D来说 网元C是它的主站 不管上一级网元处于什么工作模式 下一级网元一般仍处于正常工作模式 跟踪上一级网元附在STM-N信号中的时钟 所以 若网元B时钟性能劣化 会使整个SDH网络时钟性能连锁反应 所有网上网元的同步性能均劣化 对 应于整个数字网而言 因为此时本SDH网上的从站网元还是处于时钟跟踪状 态 SDH原理 第七章 定时与同步 7-7

SDH原理 第七章定时与同步 当链很长时,主站网元的时钟传到从站网元可能要转接多次和传输较长距离 这时为了保证从站接收时钟信号的质量可在此SDH网上设两个主站,在网上 提供两个定时基准。每个基准分别由网上一部分网元跟踪,减少了时钟信号 传输距离和转移次数。不过要注意的是这两个时钟基准要保持同步及相同 的质量等级 技术细节 为防止SDH主站的外部基准时钟源丢失,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, 这样提高了系统同步性能的可靠性 那么环网的时钟是如何跟踪的呢?如图7-4所示 外部时钟源 STM-N 图74环形网网络图 环中NEl为时钟主站,它以外部时钟源为本站和此SDH网的时钟基准,其它 网元跟踪这个时钟基准,以此作为本地时钟的基准,在从站时钟的跟踪方式 上与链网基本类似,只不过此时从站可以从两个线路端口西向/东向 (ADM有两个线路端口)的接收信号STMN中提取出时钟信息,不过考虑到 转接次数和传输距离对时钟信号的影响,从站网元最好从最短的路由和最少 的转接次数的端口方向提取。例如NE5网元跟踪西向线路端口的时钟, NE3跟踪东向线路端口的时钟较适合

当链很长时 主站网元的时钟传到从站网元可能要转接多次和传输较长距离 这时为了保证从站接收时钟信号的质量可在此SDH网上设两个主站 在网上 提供两个定时基准 每个基准分别由网上一部分网元跟踪 减少了时钟信号 传输距离和转移次数 不过要注意的是 这两个时钟基准要保持同步及相同 的质量等级 & 技术细节 为防止SDH主站的外部基准时钟源丢失 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 这样提高了系统同步性能的可靠性 那么环网的时钟是如何跟踪的呢 如图7-4所示 w w w w w w e e e e e e STM-N NE1 NE2 NE3 NE4 NE5 NE6 外部时钟源 图7-4 环形网网络图 环中NE1为时钟主站 它以外部时钟源为本站和此SDH网的时钟基准 其它 网元跟踪这个时钟基准 以此作为本地时钟的基准 在从站时钟的跟踪方式 上与链网基本类似 只不过此时从 站可 以从两 个线路 端口 西向 /东 向 ADM有两个线路端口 的接收信号STM-N中提取出时钟信息 不过考虑到 转接次数和传输距离对时钟信号的影响 从站网元最好从最短的路由和最少 的转接次数的端口方向提取 例如NE5网元跟踪西向线路端口的时钟 NE3跟踪东向线路端口的时钟较适合 SDH原理 第七章 定时与同步 7-8

SDH原理 第七章定时与同步 再看图7-5: 外部时钟源 STM-M STM-N NE4 NE3 注N>M 图75网络图 图中NE5为时钟主站,它以外部时钟源(局时钟)作为本网元和SDH网上所 有其它网元的定时基准。NE5是环带的一个链,这个链带在网元NE4的低速 支路上 NEI、NE2和NE3通过东/西向的线路端口跟踪、锁定网元NE4的时钟,而网 元NE4的时钟是跟踪主站NE5传来的时钟(放在STM-M信号中)。怎样跟踪 呢?网元NE4通过支路光板的SP模块提取NE5通过链传来的STMN信号的时 钟信息,并以此同步环上的下级网元(从站) 7.5S1字节和SDH网络时钟保护倒换原理 1.S1字节工作原理 随着SDH光同步传输系统的发展和广泛应用,越来越多的人对ⅠTU-T定义的 有关同步时钟S1字节的原理及其应用显示出浓厚的兴趣。这里介绍S1字节的 工作原理以及利用S字节实现同步时钟保护倒换的控制协议。并通过一个例 子说明了S1字节的应用。 在SDH网中,各个网元通过一定的时钟同步路径一级一级地跟踪到同一个时 钟基准源,从而实现整个网的同步。通常,一个网元获得同步时钟源的路径 并非只有一条。也就是说,一个网元同时可能有多个时钟基准源可用。这些 时钟基准源可能来自于同一个主时钟源,也可能来自于不同质量的时钟基准 源。在同步网中,保持各个网元的时钟尽量同步是极其重要的。为避免由于 一条时钟同步路径的中断,导致整个同步网的失步,有必要考虑同步时钟的 自动保护倒换问题。也就是说,当一个网元所跟踪的某路同步时钟基准源发

再看图7-5 STM-N STM-M NE1 NE2 NE4 NE3 NE5 外部时钟源 注N>M 图7-5 网络图 图中NE5为时钟主站 它以外部时钟源 局时钟 作为本网元和SDH网上所 有其它网元的定时基准 NE5是环带的一个链 这个链带在网元NE4的低速 支路上 NE1 NE2和NE3通过东/西向的线路端口跟踪 锁定网元NE4的时钟 而网 元NE4的时钟是跟踪主站NE5传来的时钟 放在STM-M信号中 怎样跟踪 呢 网元NE4通过支路光板的SPI模块提取NE5通过链传来的STM-N信号的时 钟信息 并以此同步环上的下级网元 从站 7.5 S1字节和SDH网络时钟保护倒换原理 1. S1字节工作原理 随着SDH光同步传输系统的发展和广泛应用 越来越多的人对ITU-T定义的 有关同步时钟S1字节的原理及其应用显示出浓厚的兴趣 这里介绍S1字节的 工作原理以及利用S1字节实现同步时钟保护倒换的控制协议 并通过一个例 子说明了S1字节的应用 在SDH网中 各个网元通过一定的时钟同步路径一级一级地跟踪到同一个时 钟基准源 从而实现整个网的同步 通常 一个网元获得同步时钟源的路径 并非只有一条 也就是说 一个网元同时可能有多个时钟基准源可用 这些 时钟基准源可能来自于同一个主时钟源 也可能来自于不同质量的时钟基准 源 在同步网中 保持各个网元的时钟尽量同步是极其重要的 为避免由于 一条时钟同步路径的中断 导致整个同步网的失步 有必要考虑同步时钟的 自动保护倒换问题 也就是说 当一个网元所跟踪的某路同步时钟基准源发 SDH原理 第七章 定时与同步 7-9

SDH原理 第七章定时与同步 生丢失的时候,要求它能自动地倒换到另一路时钟基准源上。这一路时钟基 准源,可能与网元先前跟踪的时钟基准源是同一个时钟源,也可能是一个质 量稍差的时钟源。显然,为了完成以上功能,需要知道各个时钟基准源的质 量信息 ITU-T定义的S字节,正是用来传递时钟源的质量信息的。它利用段开销字 节S1字节的高四位,来表示16种同步源质量信息 表7-1是ITUJ-T已定义的同步状态信息编码。利用这一信息,遵循一定的倒换 协议,就可实现同步网中同步时钟的自动保护倒换功能。 表7-1同步状态信息编码 S1(b5-b8 字节 sDH同步质量等级描述 同步质量不可知〔现存同步网 G811时钟信号 保留 G.812转接局时钟信号 0111 保留 1000 G812本地局时钟信号 0x09 1010 保留 同步设备定时源〔SETS〕信号 1110 1111 在SDH光同步传输系统中,时钟的自动保护倒换遵循以下协议: 规定一同步时钟源的质量阈值,网元首先从满足质量阈值的时钟基准源中选 择一个级别最高的时钟源作为同步源。并将此同步源的质量信息(即S1字节) 传递给下游网元 若没有满足质量阈值的时钟基准源,则从当前可用的时钟源中,选择一个级 别最高的时钟源作为同步源。并将此同步源的质量信息(即S字节)传递给 下游网元

生丢失的时候 要求它能自动地倒换到另一路时钟基准源上 这一路时钟基 准源 可能与网元先前跟踪的时钟基准源是同一个时钟源 也可能是一个质 量稍差的时钟源 显然 为了完成以上功能 需要知道各个时钟基准源的质 量信息 ITU-T定义的S1字节 正是用来传递时钟源的质量信息的 它利用段开销字 节S1字节的高四位 来表示16种同步源质量信息 表7-1是ITU-T已定义的同步状态信息编码 利用这一信息 遵循一定的倒换 协议 就可实现同步网中同步时钟的自动保护倒换功能 表7-1 同步状态信息编码 1111 0x0F 不应用作同步 1110 0x0E 保留 1101 0x0D 保留 1100 0x0C 保留 1011 0x0B 同步设备定时源 SETS 信号 1010 0x0A 保留 1001 0x09 保留 1000 0x08 G.812本地局时钟信号 0111 0x07 保留 0110 0x06 保留 0101 0x04 保留 0100 0x04 G.812转接局时钟信号 0011 0x03 保留 0010 0x02 G.811时钟信号 0001 0x01 保留 0000 0x00 同步质量不可知 现存同步网 S1 b5-b8 S1字节 SDH同步质量等级描述 在SDH光同步传输系统中 时钟的自动保护倒换遵循以下协议 规定一同步时钟源的质量阈值 网元首先从满足质量阈值的时钟基准源中选 择一个级别最高的时钟源作为同步源 并将此同步源的质量信息 即S1字节 传递给下游网元 若没有满足质量阈值的时钟基准源 则从当前可用的时钟源中 选择一个级 别最高的时钟源作为同步源 并将此同步源的质量信息 即S1字节 传递给 下游网元 SDH原理 第七章 定时与同步 7-10