北京大學(xué)光網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)-SDH網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)-SDH網(wǎng)同步20

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,#,何永琪,北京大學(xué)電子學(xué)系,Tel,：,62756700,；,Mobile,：,13801196827,Email,：,,SDH,網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),光網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),SDH,網(wǎng)同步,目,錄,概述,數(shù)字同步網(wǎng)結(jié)構(gòu),SDH,網(wǎng)元定時(shí),網(wǎng)同步問題,數(shù)字網(wǎng)同步：屬支撐網(wǎng),作用：準(zhǔn)確地將由基準(zhǔn)時(shí)鐘產(chǎn)生的同步信息傳遞給同步網(wǎng)中各同步節(jié)點(diǎn)，使這些節(jié)點(diǎn)能夠根據(jù)同步信息調(diào)節(jié)時(shí)鐘，建立同步關(guān)系,應(yīng)用：支撐公用電話交換網(wǎng)、數(shù)據(jù)交換網(wǎng)、,SDH,網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)的同步,網(wǎng)同步要求：,保證網(wǎng)絡(luò)中所有交換節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘頻率與相位誤差控制在設(shè)計(jì)容差內(nèi)，使網(wǎng)絡(luò)中各交換節(jié)點(diǎn)能夠正確有效地實(shí)現(xiàn)數(shù)字流交換與傳送,網(wǎng)失步將導(dǎo)致數(shù)字交換機(jī)緩沖器產(chǎn)生信息比特的溢出和取空，造成數(shù)字流滑動(dòng)損傷，使數(shù)據(jù)出錯(cuò)。,SDH,網(wǎng)同步要求：,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)工作在正常模式時(shí)，各節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘同步于一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)鐘，節(jié)點(diǎn)間時(shí)鐘只存在相位差而不會出現(xiàn)頻率差，只會出現(xiàn)偶然的指針調(diào)整事件。,當(dāng)某節(jié)點(diǎn)丟失同步基準(zhǔn)而進(jìn)入保持模式或自由運(yùn)行模式時(shí)，節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘與網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘之間出現(xiàn)頻率差，導(dǎo)致指針連續(xù)調(diào)整（,SDH,指針調(diào)整可減小頻率差，但會使輸出信號產(chǎn)生抖動(dòng)和漂移）。,數(shù)字網(wǎng)同步方式,同步網(wǎng)提供定時(shí)參考信號，是數(shù)字通信實(shí)現(xiàn)網(wǎng)同步的保障,主從同步：主時(shí)鐘向從時(shí)鐘提供定時(shí)信號，從時(shí)鐘從主時(shí)鐘提取信號頻率。,互同步：各時(shí)鐘相互控制實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)同步。,準(zhǔn),/,偽同步：各時(shí)鐘具有統(tǒng)一的標(biāo)稱頻率和容差，獨(dú)立運(yùn)行，互不控制,混合同步：將全網(wǎng)劃分若干同步區(qū)，區(qū)內(nèi)采用主從同步，區(qū)間采用準(zhǔn)同步。,市內(nèi)局,市內(nèi)局,端局,.,端局,市內(nèi)局,市內(nèi)局,端局,.,端局,偽同步,：,各交換局時(shí)鐘獨(dú)立,主,從,同,步,受控主局,國際上采用偽同步，我國采用主從同步。,逐級下控,國內(nèi)局,國內(nèi)局,市內(nèi)匯接局,市內(nèi)匯接局,國內(nèi)局,國內(nèi)局,市內(nèi)匯接局,市內(nèi)匯接局,國際局,國際局,主從同步方式,主從同步方式使用一系列分級的時(shí)鐘，每一級時(shí)鐘都與其上一級時(shí)鐘同步，在網(wǎng)中的最高一級時(shí)鐘為基準(zhǔn)主時(shí)鐘或基準(zhǔn)時(shí)鐘（,PRC,）。,ITU-T,將各級時(shí)鐘分為,4,類：,基準(zhǔn)主時(shí)鐘：精度達(dá),110,-11,，,ITU-T G.811,建議規(guī)范；,轉(zhuǎn)接局從時(shí)鐘：精度達(dá),510,-9,，,ITU-T G.812,（,T,）建議規(guī)范；,端局從時(shí)鐘：精度達(dá),110,-7,，由,ITU-T G.812,（,L,）建議規(guī)范；,SDH,網(wǎng)元時(shí)鐘（,SEC,）：精度達(dá),4.610,-6,，,ITU-T G.813,建議規(guī)范。,優(yōu)勢：網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性較好；組網(wǎng)靈活；對從節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的頻率精度要求較低；控制簡單；網(wǎng),絡(luò)滑動(dòng)性能較好。,劣勢：一旦基準(zhǔn),主時(shí)鐘發(fā)生故障,會造成全網(wǎng)的問,題；基準(zhǔn)主時(shí)鐘,應(yīng)采用多重備份；,同步分配鏈路盡,可能有備用。,互同步方式,互同步方式在網(wǎng)中不設(shè)主時(shí)鐘，由網(wǎng)內(nèi)各交換節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘相互控制，最后都調(diào)整到一個(gè)穩(wěn)定的、統(tǒng)一的系統(tǒng)頻率上，從而實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的同步工作。,網(wǎng)頻率為各交換節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘頻率的加權(quán)平均值。,優(yōu)勢：網(wǎng)頻率的穩(wěn)定性高；對同步分配鏈路的失效不甚敏感，適于網(wǎng)孔形結(jié)構(gòu)，對節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘要求較低，設(shè)備便宜。,劣勢：網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性差于主從方式，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)頻率不確定且易受外界因素影響。,從時(shí)鐘工作方式,鎖定工作方式：是指在正常業(yè)務(wù)條件下的工作方式，此時(shí)從時(shí)鐘的振蕩頻率同步于外部輸入的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號。,保持工作方式：當(dāng)從時(shí)鐘丟失所有定時(shí)基準(zhǔn)后，進(jìn)入保持工作方式。其后從時(shí)鐘利用定時(shí)基準(zhǔn)信號丟失前所存儲的最后頻率信息作為其定時(shí)基準(zhǔn)而工作。,自由運(yùn)行方式：當(dāng)從時(shí)鐘不僅丟失了所有定時(shí)基準(zhǔn)信息，而且也失去定時(shí)基準(zhǔn)記憶或者根本沒有保持功能時(shí)，從時(shí)鐘內(nèi)部振蕩器工作于自由工作方式。,失效,恢復(fù),設(shè)置,未恢復(fù),正常工作,模式,保持模式,自由振蕩,模式,缺省值,工作模式間的轉(zhuǎn)換,設(shè)備在一啟動(dòng)時(shí)可進(jìn)入缺省狀態(tài)，,通過軟件設(shè)置成工作模式，工作模,式指選擇線路時(shí)鐘或支路時(shí)鐘。,當(dāng)工作模式失效時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換為保持模式，,即根據(jù)失效前所記憶的時(shí)鐘頻率信息，使,內(nèi)部振蕩源以此記憶頻率振蕩工作，實(shí)現(xiàn),在,24,小時(shí)內(nèi)仍舊保持時(shí)鐘精度。,當(dāng)保持模式的時(shí)鐘精度低于系統(tǒng)自由振蕩模式時(shí)，轉(zhuǎn)為自由振蕩方式。,目,錄,概述,數(shù)字同步網(wǎng)結(jié)構(gòu),SDH,網(wǎng)元定時(shí),數(shù)字同步網(wǎng)結(jié)構(gòu),我國數(shù)字同步網(wǎng)采用“多基準(zhǔn)鐘，分區(qū)等級主從同步”方式,在北京、武漢、西安各建一個(gè)以銫（,Cs,）鐘為主的（包括,GPS,接收機(jī)）高精度基準(zhǔn)鐘（,PRC,）。,在其他,29,個(gè)省中心城市（北京、武漢、西安除外）各建一個(gè)以,GPS,接收機(jī)為主（包括銣,Rb,鐘）的高精度區(qū)域基準(zhǔn)鐘（,LPR,）。,LPR,以,GPS,信號為主用，當(dāng),GPS,信號發(fā)生故障或降質(zhì)時(shí)，該,LPR,轉(zhuǎn)為經(jīng)地面數(shù)字電路跟蹤于北京或武漢的,PRC,。,各省以本省中心的,LPR,為基準(zhǔn)鐘組建數(shù)字同步網(wǎng)。,地面?zhèn)鬏斖叫盘?一般采用,2Mbit/s,（,2Mbit/s,專線或局,間中繼）,PDH,，在,缺乏,PDH,鏈路而,SDH,已具備傳輸定,時(shí)的條件下，可采,用,STM-N,線路碼流,傳輸定時(shí)信號。,時(shí)鐘等級和類型,我國同步網(wǎng)時(shí)鐘采用三種等級：,1,級時(shí)鐘：由原子鐘加,GPS,構(gòu)成，頻率準(zhǔn)確度優(yōu)于,110,-11,全國基準(zhǔn)（,PRC,）為國家時(shí)鐘基準(zhǔn)源；,區(qū)域基準(zhǔn)（,LPR,）設(shè)置在省、自治區(qū)和直轄市通信中心。,2,級時(shí)鐘：由石英晶振組成，頻率準(zhǔn)確度優(yōu)于,1.610,-8,設(shè)置在省、自治區(qū)和直轄市通信大樓、地市級長途樓及重要匯接局。,3,級時(shí)鐘：由石英晶振組成，頻率準(zhǔn)確度優(yōu)于,4.610,-6,未設(shè)置,1,、,2,級時(shí)鐘的匯接局和端局都應(yīng)設(shè)置,3,級時(shí)鐘。,時(shí)鐘類型：,銫（,Cs,）原子鐘：長期頻偏優(yōu)于,110,-11,，可以作為全網(wǎng)同步的最高等級的基準(zhǔn)主時(shí)鐘。缺點(diǎn)是可靠性較差。,銣原子鐘：性能（穩(wěn)定度和精確度）和成本介于上述兩種時(shí)鐘之間。適于作為同步區(qū)的基準(zhǔn)時(shí)鐘。,石英晶體振蕩器：可靠性高，壽命長，價(jià)格低，頻率穩(wěn)定度范圍很寬，缺點(diǎn)是長期頻率穩(wěn)定度不好。一般作為長途交換局和端局的從時(shí)鐘。,全球定位系統(tǒng)（,GPS,）：利用多顆低軌道衛(wèi)星進(jìn)行全球定位的導(dǎo)航系統(tǒng)。民用的時(shí)鐘精度可達(dá),110,-13,。,大樓綜合定時(shí)供給系統(tǒng)（,BITS,）,可以濾出傳輸過程中的瞬斷、抖動(dòng)和漂移，隔離鏈路中斷和故障，將高精度的同步信號提供給樓內(nèi)所需同步的各種設(shè)備。,網(wǎng)絡(luò)維護(hù)簡單，無需給每個(gè)業(yè)務(wù)設(shè)備專門提供同步分配鏈路和維護(hù)同步鏈路。,新業(yè)務(wù)增加不受同步的限制。,可以提供完善的監(jiān)視和信息提供功能。,性能穩(wěn)定，可靠精度可達(dá)二級鐘或三級鐘水平。,具有同步狀態(tài)信息（,SSM,）功能和其他一些避免定時(shí)環(huán)路的功能。,具有方便在線升級改造的能力。,定時(shí)基準(zhǔn)的分配,局內(nèi)定時(shí)傳遞結(jié)構(gòu),局內(nèi)定時(shí)分配是指同步網(wǎng)內(nèi)各種設(shè)備直接從同步網(wǎng)節(jié)點(diǎn)上獲取定時(shí)信息。,當(dāng)局內(nèi)設(shè)有不低于,3,級或,2,級的,ITU-T G.812,時(shí)鐘時(shí)，局內(nèi)所有其它網(wǎng)絡(luò)單元的,ITU-T G.813,時(shí)鐘作為低一級時(shí)鐘，并以此時(shí)鐘為局內(nèi)最高時(shí)鐘基準(zhǔn)。,局內(nèi)同步分配采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。,局間定時(shí)傳遞結(jié)構(gòu),同步網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)間定時(shí)信息的傳遞稱為局間定時(shí)的傳遞，局間同步定時(shí)分配采用樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。,局間同步定時(shí)信號的傳送，必須確保低等級的時(shí)鐘只能接收高等級時(shí)鐘的定時(shí)信號，并避免形成定時(shí)環(huán)。,局內(nèi),分配的同步網(wǎng)結(jié)構(gòu),局,間分配的同步網(wǎng)結(jié)構(gòu),SDH,網(wǎng)同步方式,SDH,網(wǎng)同步方式：同步方式、偽同步方式，準(zhǔn)同步方式和異步方式。,同步方式：,網(wǎng)中所有時(shí)鐘都能最終跟蹤到網(wǎng)絡(luò)惟一的基準(zhǔn)主時(shí)鐘。,在單一網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行者所管轄的范圍內(nèi)，該方式是正常工作方式。,偽同步方式：,當(dāng)網(wǎng)中有兩個(gè)以上都遵守,ITU-T G.811,建議要求的基準(zhǔn)時(shí)鐘時(shí)，為偽同步方式。,通常在國際網(wǎng)絡(luò)之間、分布式多個(gè)基準(zhǔn)時(shí)鐘控制的全同步網(wǎng)之間以及不同的經(jīng)營者網(wǎng)絡(luò)之間，該方式是正常工作方式。,準(zhǔn)同步方式：,當(dāng)網(wǎng)同步中有一個(gè)節(jié)點(diǎn)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的同步路徑和替代路徑都不能使用時(shí)，時(shí)鐘將進(jìn)入保持模式或自由運(yùn)行模式，即為準(zhǔn)同步方式。,異步方式：,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘出現(xiàn)大的頻率偏差時(shí)，則網(wǎng)絡(luò)工作于異步方式。,如果節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘頻率準(zhǔn)確度低于,ITU-T G.813,要求時(shí)，,SDH,網(wǎng)絡(luò)不再維持正常業(yè)務(wù)，而將發(fā)送,AIS,信號。,發(fā)送,AIS,所需的時(shí)鐘精度只要求有,2010,-6,即可。,目,錄,概述,數(shù)字同步網(wǎng)結(jié)構(gòu),SDH,網(wǎng)元定時(shí),SDH,同步定時(shí)工作方式,定時(shí)信號來源,定 時(shí) 方 式,從外部定時(shí)源（,BITS,）獲取,外同步輸入定時(shí),從接收的,STM-,N,信號中提取,通過定時(shí),/,環(huán)路定時(shí),/,線路定時(shí),從設(shè)備內(nèi)部振蕩器獲取,內(nèi)部定時(shí),外同步定時(shí)源：,SDH,網(wǎng)元時(shí)鐘定時(shí)基準(zhǔn)由外部定時(shí)源提供,從接收,STM-N,信號中提取定時(shí)：,通過定時(shí)：,SDH,網(wǎng)元從同方向終結(jié)的,STM-N,輸入信號中提取定時(shí)信號，再對輸出的,STM-N,發(fā)送信號進(jìn)行定時(shí)。,ADM,和,REG,可采用此方式,環(huán)路定時(shí)：,SDH,網(wǎng)元輸出的,STM-N,信號的發(fā)送時(shí)鐘從相應(yīng)的,STM-N,接收信號中提取。,TM,可采用此方式,線路定時(shí)：,SDH,網(wǎng)元所有輸出的,STM-N,信號的發(fā)送時(shí)鐘都同步于從某一特定的,STM-N,信號中提取的定時(shí)信號。,ADM,和,DXC,可采用此方式,內(nèi)部定時(shí)源：,當(dāng)所有外同步定時(shí)源都丟失時(shí)，可采用內(nèi)部定時(shí)方式。,當(dāng)內(nèi)部定時(shí)源具有保持能力時(shí)，首先工作于保持模式；失去保持后，還可以工作于自由振蕩模式。,當(dāng)內(nèi)部定時(shí)源無保持能力時(shí)，只能工作于自由振蕩模式,定時(shí)環(huán)路的產(chǎn)生,從定時(shí)可靠性考慮，一個(gè),SDH,設(shè)備可能需要定義一個(gè)以上的基準(zhǔn)時(shí)鐘源，如第,1,基準(zhǔn)（,P,）和第,2,基準(zhǔn)（,S,）等。,正常運(yùn)行情況下，各設(shè)備從第,l,基準(zhǔn)獲得定時(shí)信號時(shí)不會出現(xiàn)定時(shí)環(huán)路。,當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，部分設(shè)備可能倒換到從第,2,基準(zhǔn)取得定時(shí)信號，如果第,2,基準(zhǔn)設(shè)置不當(dāng)就可能產(chǎn)生定時(shí)環(huán)路。,鏈路故障下產(chǎn)生定時(shí)環(huán)路,定時(shí)環(huán)路的防止方法,在同步規(guī)劃中對每個(gè)設(shè)備時(shí)鐘來源合理地設(shè)置優(yōu)先級，按優(yōu)先級次序選擇，當(dāng)高優(yōu)先級的時(shí)鐘可用時(shí)就不選低優(yōu)先級的時(shí)鐘。,合理使用,STM-N,信號中同,步狀態(tài)信息字節(jié)（,S1,），,使每個(gè)設(shè)備通過查收,S1,，,了解是否可以用作定時(shí)基準(zhǔn)。,對于某些不提供,S1,字節(jié)的,老設(shè)備，可只設(shè)主用同步,鏈路。如果主用同步鏈路,失效，設(shè)備時(shí)鐘即轉(zhuǎn)入保,持工作狀態(tài)，這樣也可以,防止產(chǎn)生定時(shí)環(huán)路。,同步狀態(tài)信息（,SSM,）：,用于在同步定時(shí)傳遞鏈路,中直接反映同步定時(shí)傳遞,鏈路信號等級。,線形網(wǎng)中使用,S1,字節(jié)防止產(chǎn)生定時(shí)環(huán)路,同步狀態(tài)信息比特的使用,同步狀態(tài)信息（,SSM,）比特是,SDH,幀結(jié)構(gòu)的段開銷字節(jié),S1,中用于傳送同步狀態(tài)信息的專用字節(jié)；其作用是在同步定時(shí)傳遞鏈路中直接反映同步定時(shí)信號的質(zhì)量等級。,S1(b5b8),SDH,同步質(zhì)量等級描述,S1(b5b8),SDH,同步質(zhì)量等級描述,0000,同步質(zhì)量,未知,1000,SSU-B,0001,保留,1001,保留,0010,ITU-T G.811,時(shí)鐘信號,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,不作同步應(yīng)用,SEC,：,SDH,設(shè)備時(shí)鐘,SSU,：同步供給單元,SSU-A,：轉(zhuǎn)接局從時(shí)鐘,SSU-B,：端局從時(shí)鐘,RSOH,MSOH,同步設(shè)備定時(shí)源,SETS,定時(shí)信息的提取,T1,：直接從,STM-N,線路信號中提取定時(shí)。,T2,：直接來自交換機(jī)的,2Mbit/s,業(yè)務(wù)信號。,T3,：直接來自外部時(shí)鐘源的信號。,T4,：外時(shí)鐘輸出口，為其他設(shè)備提供定時(shí)，提供,2Mbit/s,和,2MHz,信號。,T0,：為本身各功能塊提供定時(shí)，承載在,STM-N,上為其他設(shè)備提供定時(shí)。,選擇器,A,禁止,選擇器,C,禁止,SETG,OSC,選擇器,B,內(nèi)部,同步設(shè)備定時(shí)發(fā)生器,SETS,（同步設(shè)備定時(shí)源）,T4,T0,T1,T2