同步网2012课件

第三章 同步网 2 回顾 通信网的功能结构 3 内容 1 数字通信网与同步2 网同步设备与定时分配链路3 网同步技术4 我国的同步网5 同步相关技术指标 4 通信网与同步 同步多个信号的频率或相位保持某种严格的特定关系通信网正常运行的基础模拟通信系统的同步载波传输系统收发终端机的载波频率需要同步 即收发终端机的载波频率应该相等或基本相等数字通信系统的同步时钟同步 相关设备需要相同速率的时标识别和处理信号帧同步 时分复用和时隙交换时 需要以帧为单位进行同步 5 数字通信网的同步需求 接收同步收端判决再生所用时钟信号必须与发端码流频率和相位同步复用同步 多个支路信号必须同步 才能正确地复用同步复用 各支路信息依次插入群路时隙中 要求各支路信号频率和相位严格同步准同步复用 基于码速调整 可将频率容差在一定范围内的支路信号逐级复用至高速码流非同步复用 多位二进制码传送一位码元交换同步 网同步 数字交换时 所有输入数字码流的帧定位信号必须同步 8 同步网中的节点时钟设备 独立型定时供给设备铯原子钟 长期稳定性非常好 但体积大 耗能高 价格贵 维护费用高铷原子钟 短期稳定性好 体积小 重量轻 耗电少 价格低晶体钟 长期和短期稳定性均比原子钟差 但体积小 重量轻 耗电少 费用低 平均故障间隔时间长大楼综合定时系统 BITS 全球定位系统 如GPS 组成的定时系统混合型定时供给设备 通信设备中的时钟单元 9 定时分配 定时分配 将基准定时信号逐级传递到同步通信网中的各种设备局内定时分配在同步网节点上直接将定时信号送给各个通信设备 如在通信楼内直接将通信楼综合定时供给系统 BITS 的输出信号连接到各个通信设备局间定时分配在同步网节点间的定时传递 10 局内定时分配 1 11 局内定时分配 2 当局内的设备较多时 对同一类设备或组成系统的设备 可以通过业务线串接 也可以通过外同步接口连接 12 局间定时分配 定时传递采用树状结构在同步网节点间 通过定时链路将来自基准钟的定时信号逐级向下传递定时链路有两种PDH定时链路SDH定时链路 13 PDH定时链路 采用PDH的2Mb s专线或业务通道 传递同步网定时信号传输设备本身并不受该2Mb s时钟同步主要特点对同步网定时损伤小 适合长距离传递定时传输网结构多为树型 定时链路的规划设计简单定时链路发生故障时 便于定时恢复 14 SDH定时链路 采用STM N信号传递定时在定时链路始端的SDH网元通过外时钟信号输入口接收同步网定时 并将定时信号承载到STM N上SDH网元时钟接收线路信号定时 并为发送的线路信号提供定时网元时钟将串入到定时链路中 使得SDH网元时钟和传输链路成为同步网的组成部分 15 SDH定时链路 续 由于SDH传输网复杂的拓扑结构和灵活的网络保护功能 定时链路的规划设计较为复杂 也给定时链路的恢复带来困难SDH网多采用环形结构 当上游定时链路故障时 会出现高级时钟受低级时钟同步的现象当同步网定时链路规划不合理 或定时参考信号的来源及时钟信号等级不明时 会在同步网内形成定时环ITU T标准规定 基准定时链路上SDH网元时钟个数不能超过60个 因此定时传递距离就会受到限制 16 内容 1 数字通信网与同步2 网同步设备与定时分配链路3 网同步技术4 我国的同步网5 同步相关技术指标 17 网同步与节点时钟控制 单向与双向控制单向 对同步的控制仅在传输链路的一个方向上进行 即仅对链路的一侧有效双向 网同步的控制在传输链路的两个方向上都使用 即链路两侧都受到控制单端与双端控制单端 节点时钟的同步控制信号来自输入时钟信号和本地时钟信号的差值双端 本端输入时钟信号和本地时钟的相位差值 发送时钟信号对端所得到的相位差值共同作为节点时钟的同步控制信号 18 网同步与节点时钟控制 续 a 准同步 b 主从 单端 单向 c 时间基准 双端 单向 d 外部基准 单向 e 单端控制 双向 f 双端控制 19 准同步 准同步方式各交换节点的时钟彼此独立 但要求频率精度保持在极窄的频率容差之中 网络接近于同步工作状态主要优点网络结构简单 增设和改动灵活适合场合国际交换节点之间军用战术移动通信网民用数字通信网所选用的网同步技术出现故障时主要缺点固有的周期性滑动需要高精度原子钟 管理维护费用较高 20 主从同步 21 主从同步 续 所有节点都以主节点时钟作为基准 将本地振荡器相位锁定到所接收的定时基准上 使节点时钟从属于主节点时钟主要优点避免了准同步网中固有的周期性滑动本地振荡器只要求较低的频率精度控制简单 适用于星型或树型网主要缺点传输链路中的扰动导致定时基准的扰动 且逐段累积从节点定时基准完全依赖于主节点基准时钟和传输链路 22 相互同步 相互同步无主节点和时钟基准 每个节点本地时钟通过锁相环路受接收到的所有外来数字链路定时信号的共同加权控制 达到一个稳定的系统频率 实现全网同步主要优点某些传输链路或节点时钟发生故障时 网络仍能同步工作对于节点时钟频率稳定度要求不高适用于分布式网路主要缺点系统稳态频率取决于起始条件 时延 增益和加权系数等 容易受到扰动系统稳态频率不确定 很难与其他同步系统兼容整个同步网为闭路反馈系统 相关参数变化容易影响系统性能 23 外时间基准同步所有节点的时间基准依赖于该节点接收到的外来基准信号 实现全网同步主要特点外来基准信号频率精度很高传输路径与网络信息通路无关只有在外时间基准信号的覆盖区才能采用外时间基准信号通常来自于GPS GlobalPositioningSystem GPS卫星时钟 铷原子钟 受控于地面的GPS主时钟地面的GPS主时钟由铯原子钟与协调世界时 UTC UniversalTimeCoordinated 比对后产生 24 通信楼综合定时供给系统 BITS 25 全同步网 单一基准时钟 26 全同步网 多个基准时钟 27 全准同步网 28 混合同步网 29 内容 1 数字通信网与同步2 网同步设备与定时分配链路3 网同步技术4 我国的同步网5 同步相关技术指标 30 我国的同步网 分布式的 多个基准时钟控制的全同步网 分为四级第一级 一级基准时钟 PRC PrimaryReferenceClock 由铯 原子 钟或GPS配铷钟组成 北京和武汉 第二级 地区级基准时钟 LPR LocalPrimaryReference 有保持功能的高稳时钟 受控铷钟和高稳定度晶体钟 A类 六个大区中心及五个边远省会中心 同时增配GPS定时接收设备B类 其余30个省 市 自治区的长途通信大楼内的BITS 31 我国的同步网 第三级时钟 各省内的汇接局和端局 有保持功能的高稳定度晶体时钟第四级时钟 设置在远端模块 数字终端设备和数字用户交换设备当中 一般晶体时钟 32 全国数字同步骨干网 33 同步区 34 内容 1 数字通信网与同步2 网同步设备与定时分配链路3 网同步技术4 我国的同步网5 同步相关技术指标 35 同步技术指标 数字通信网中的传输损伤误码 抖动 漂移 滑动 延时 帧失步网同步相关传输损伤滑动 抖动 漂移 延时 36 滑动示例 时分交换时的输入缓冲 37 滑码 缓冲器容量为1bit 滑码所引起的帧失步期间 全部码元丢失解决方法 扩大缓冲器容量 38 滑帧 缓冲器容量为1帧 可将滑码所引起的码元损失控制为1帧减少了滑码的次数防止帧失步 39 滑动的影响 语音通信影响较小信令传输随路信令 复帧失步会引起信令短时间中断公共信道信令引起信令信息错误 但No 7信令的自动请求重传 ARQ 可以应对数字通信需要上层协议识别错误并重传 40 滑码速率 滑码速率 单位时间内滑动的次数表征滑动引起的传输损伤设N为滑码一次增加或丢失的码元数 T0为码元周期 则读写时差大于NT0或小于0时就产生滑码设f为基准时钟频率 Df为时钟频率与基准频率的偏差 显然Df f为节点时钟频率的相对误差 2Df f为两个节点的最大频率相对误差 则两次滑码的时间间隔 41 滑码速率 续 滑码速率为 其中Fs为帧频 示例 假设两个时钟的相对频差为1 10 11 滑码一次增加或丢失的码元数为256bit 对2 048Mb s的基群码流 最大可能的滑码速率为Rs 2Df f Fs 1 6250000s 1 72 34天 42 抖动示例 43 抖动和漂移 抖动 数字信号的有效瞬间在时间上偏离其理想位置的短期变化变化频率超过10Hz在节点设备中容易过滤漂移 数字信号的有效瞬间在时间上偏离其理想位置的长期变化变化频率小于10Hz难于滤除传输累积主要受噪声和时钟同步的影响 44 时间间隔误