时钟工作原理

目录第5章OptiX2500+时钟配置 15.1OptiX2500+XCS时钟模块 15.2时钟工作模式 15.2.1跟踪工作模式 15.2.2保持工作模式 25.2.3自由振荡工作模式 25.3SSMB和时钟保护倒换概念 25.3.1SSMB概念 25.3.2SSMB在2Mbit/s时钟信号中位置 35.3.3SSMB和S1字节关系 35.3.45.3.4时钟保护倒换概念 45.4时钟参数配置 45.4.1命令行配置 55.4.2网管配置 75.5时钟保护倒换配置和实现 125.5.1时钟保护方案 125.5.2需要配置参数 135.5.3网管中需要进行设置 135.5.4时钟保护实现 15附件OptiX设备时钟保护原理 18附录：缩略语 35OptiX2500+时钟配置SDH网是同时网，网中全部交换节点时钟频率和相位都必须控制在预先确定容差范围内，以确保网中各交换节点全部数字流实现正确有效交换。不然将引发指针频繁调整，造成支路性能劣化。系统中时钟模块主要功效就是向系统提供网同时时钟，从而实现整个网同时。OptiX2500+XCS时钟模块OptiX2500+设备中没有单独时钟板，其时钟模块集成在XCS板上。XCS时钟部分采取晶振和芯片与OptiX155/622设备上SS13STG基本相同，位于XCS板大板上，时钟部分和交叉部分软件采取一起编译方式，能够进行在线加载。XCS时钟模块可完成基本时钟跟踪、同时和时钟输出功效，支持两路2Mbit/s或2MHz外时钟信号输入和输出，支持对S1字节处理以实现时钟保护倒换。对于外时钟接口，只支持75欧姆输入输出阻抗；假如用户端时钟提供设备接口阻抗为120欧姆，需要在OptiX2500+子架外时钟接口上外接一个75欧姆/120欧姆阻抗变换器。外时钟信号模式是2Mbit/s还是2MHz，经过软件设置。XCS时钟模块出厂缺省设置为2Mbit/s75欧姆输出/输入。时钟工作模式时钟模块在正常工作时候，具备三种工作模式：跟踪、保持和自由振荡。跟踪工作模式当初钟源检测模块检测到跟踪时钟基准源可用时，时钟模块即进入跟踪工作模式，经过锁相环使本板输出时钟锁定所跟踪时钟基准源，最终本板输出时钟与基准源时钟同时。当初钟进入锁定状态后，时钟板以一定频率将此时鉴相电路输出数据实时保留到DSP存放器中，以备所跟踪基按时钟源丢失时使用。DSP存放器长二十四小时，采取循环存放方法，超出二十四小时控制数据将覆盖旧数据。保持工作模式当可跟踪全部时钟基准源都丢失情况下，时钟模块进入保持工作模式。此时，时钟板利用在跟踪模式下所保留在DSP存放器中相位比较数据反向读取输出，用来维持对本板时钟控制，使本板输出时钟依然满足系统运行要求。保持记忆功效最大优点是当网元基按时钟源发生短时间丢失时，将不会对系统时钟产生大影响，防止同时光传输系统产生较大指针调整，从而确保了系统工作状态连续性。比如时钟源级别配置为sl5p1&sl6p1&sets，只有当sl5p1和sl6p1都失效后，XCS才转入保持模式（未开启时钟保护倒换）。当初钟源切换时，不去除保持存放器数据，而是接着以每7秒1次频率将新鉴相电路输出数据保留到DSP存放器中，即采取绕接方式。自由振荡工作模式当所跟踪时钟基准源丢失时间超出二十四小时或跟踪模式下储存保持数据已被取空，则时钟模块由保持工作模式进入到自由振荡工作模式。此时，时钟模块输出时钟精度将直接取决于38M晶振输出，完全符合±4.6ppm指标。SSMB和时钟保护倒换概念SSMB概念SSM——SynchronousStatusMessage，即同时状态消息，是同时网中用来表示时钟质量等级一组编码。现在ITU-T提议要求用四个bit来进行编码，这四bit即为同时状态消息字节（SSMB）。在SDH传输网中，SSMB是经过SDH段开销中S1字节（STM-N帧中第一个STM-1帧第一个S1字节）低四位b5~b8来传送；而在BITS设备中，SSMB是经过2Mbit/s时钟信号第一时隙（TS0）某个bit来传送。表5-1是ITU-T已定义同时状态信息（SSM）编码，表示16种同时源质量等级信息。SSMB=2对应时钟质量等级最高，SSMB＝f对应时钟质量等级最低。同时状态信息编码S1(b5-b8)SSMBSDH同时质量等级描述00000x00同时质量不可知（现存同时网）00010x01保留00100x02G.811时钟信号（PRC，通常为铯钟）00110x03保留01000x04G.812转接局时钟信号（SSU-A，通常为铷钟）01010x05保留01100x06保留01110x07保留10000x08G.812当地局时钟信号（SSU-B，通常为铷钟或晶体钟）10010x09保留10100x0a保留10110x0b同时设备定时源（SETS）信号（SEC，通常为晶体钟）11000x0c保留11010x0d保留11100x0e保留11110x0f不应用作同时SSMB在2Mbit/s时钟信号中位置如我们所知，BITS外时钟为2Mbit/s时，其结构和PCM2M基群结构是一样，每一帧分为32个时隙（TS0~TS31）。只不过，BITS时钟信号中此32个时隙大部分是没有意义，只有第一个时隙（TS0）部分比特用来传输同时状态信息字节（SSMB）。BITS2Mbit/s时钟信号也分为偶帧和奇帧，奇帧TS0用来传CRC码和帧同时信息，这与PCM2M中TS0作用是一样；偶帧TS0部分比特就用来传SSMB。在“s1slot”参数配置中，能够配成sa4、sa5、sa6、sa7、sa8，其含义就是指四个bitSSMB在BITS时钟信号偶帧TS0中位置。以s1slot=sa4为例，这就是指每一个偶帧TS0八个bit中第四个bit用来传送SSMB。但SSMB需要有四个bit组成，怎样实现？就采取连续四个偶帧TS0第四个bit，组成四个bitSSMB。这就是s1slot=sa4含义，其实质是指明SSMB在BITS时钟信号中位置。假如s1slot=sa5，一样，SSMB是在连续四个偶帧TS0第五个bit传送。一样sa6,sa7,sa8。SSMB和S1字节关系需要说明是，SSMB和S1字节概念是有不一样：SSMB是一组消息编码，用来表明时钟质量等级；而S1字节是SDH段开销中一个字节，S1字节低四位即为SSMB。5.3.4时钟保护倒换概念在SDH网中，各个网元经过一定时钟同时路径一级一级地跟踪到同一个时钟基准源，从而实现整个网同时。通常，一个网元取得时钟基准源路径并非只有一条。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，也可能来自于不一样质量时钟基准源（比如一主一备BITS）。在同时网中，保持各个网元时钟尽可能同时是极其主要。为防止因为一条时钟同时路径中止，造成整个同时网失步，有必要考虑同时时钟自动保护倒换问题。也就是说，当一个网元所跟踪某路同时时钟源发生丢失时候，要求它能自动地倒换到另一路时钟源上。这一路时钟源，可能与网元先前跟踪时钟源都是源于同一个时钟基准源，也可能是另一个质量稍差时钟基准源。这就是时钟自动保护倒换。时钟保护倒换示意图以下列图5-1所表示：时钟保护倒换示意图ITU-T定义SSMB和S1字节，正是用来传递时钟源质量信息。利用这一信息，遵照一定倒换协议，就可实现同时网中同时时钟自动保护倒换功效。时钟参数配置对于通常应用场所——既无外时钟输入输出，又不要求使用S1字节进行时钟保护倒换，则时钟板配置比较简单，仅需配置时钟源级别。当初钟基准源为外接BITS时钟并要求时钟保护倒换功效时，配置相对复杂。此时除了需要配置时钟源级别外，还需要配置外接BITS类型、BITS信号中SSMB位置（S1参数）等。命令行配置OptiX2500+命令行配置时钟参数主要命令为“:cfg-set-stgpara;”，其全部参数详细说明参见《4.05命令行列表》，以下对该命令惯用参数进行深入说明。时钟源级别（syncclass）对于通常应用场所——既无外时钟输入输出，又不要求使用S1字节进行时钟保护倒换，则只需要配置这一个参数。此参数形式为“syncclass=para1¶2¶3”，最多能够设99个源，不能重复，优先级由高到低，取值为每个IU板位最多4个共48线路源，以及两个外部源和一个内部源。线路源表示为“slipj”，表示第个i个IU板位第j个光口对应线路源。对于支路提供时钟源为转义光口号，PD1、PQ1、PM1：提供两路源，光口号为1或2；PL3：只提供一路源，光口号为1。ex18k表示外部源1，ex28k表示外部源2，sets表示内部源。此参数“syncclass”缺省值为sets，设备缺省使用优先级最高源作为当前时钟源。配置级别时，内部时钟源必选，而且其级别应为最低。举例：:cfg-set-stgpara:syncclass=sl5p1&sl6p1&sets;当前时钟源应该从单板查询，参见stg-get-synsource命令。外部时钟源输入模式选择（insynmode）表示输入时钟为2Mbit/s还是2MHz。参数值为大小为2数组，对应两路外时钟输入，取值为byte和hz。举例：:cfg-set-stgpara:insynmode=byte&byte;外部时钟源输出模式选择（outsynmode）表示输出时钟为2Mbit/s还是2MHz。参数值为大小为2数组，对应两路外时钟输出，取值为byte和hz。举例：:cfg-set-stgpara:outsynmode=byte&byte;2MPLL锁相源选择（2mpll）即子架上时钟输出端子输出2M时钟锁相源选择，取值为时钟源（参数取值同时钟源级别解释），不能配置为外部时钟源。当需要时钟板提供外时钟输出时，需要配置此项。也就是说，时钟板外时钟输出时钟源可经过软件设定，该锁相源与本板锁定同时源没有直接关系。为了确保输出时钟和本站时钟同时，通常配置此项为内置时钟源。举例：:cfg-set-stgpara:syncclass=sl5p1&sl6p1&sets:2mpll=sets;指定S1字节接收时隙（s1slot）此参数在外时钟接入点设置，用以指示SSMB在2Mbit/s外时钟信号中位置，方便时钟模块能从这一时隙位置正确地接收SSMB。参数值为大小为2数组，分别对应外部源1和外部源2时隙数；取值为sa4、sa5、sa6、sa7或sa8。举例：:cfg-set-stgpara:s1slot=sa4&sa4;人工配置SSMB（s1class）现在对于2Mbit/s和2MHz外时钟输入信号，以及支路时钟信号，能够经过此参数人工设置其SSMB值。参数取值为“时钟源&质量”；时钟源取值同“syncclass”参数；质量取值为0x00、0x02、0x04、0x08、0x0b、0x0f或0xff；其中0x00和0xff表示取消配置。举例：:cfg-set-stgpara:s1class=ex18k&4;假如原来外时钟信号“ex18k”中无SSMB，或携带SSMB为“0f”；则此命令设置后，能够了解为人工设置SSMB覆盖了原来值，其结果就等同于外时钟信号“ex18k”中携带SSMB为“4”，其示意图以下列图5-2所表示：人工设置SSMB示意图实际配置结果应该从单板查询，参见stg-get-cfgs1命令。S1字节模式下配置时钟源ID（clkid）在要实现时钟保护倒换时，需要在外时钟接入点设置此参数。参数取值为“时钟子网号&时钟源&ID&时钟源&ID&时钟源&ID”，以时钟源为0xff表示结束。时钟子网号保留给网管使用，可依照实际需要取值。ID取值0x00~0x0f，其中0x00表示取消。时钟源直接使用数字编码，计算公式为(i-1)*8+(j-1)，其中i为IU槽位号，j为光口号(PDH为转义光口号)；外部时钟源1、2对应时钟源取值为96和97；内置时钟源取值为98。举例：:cfg-set-stgpara:clkid=1&96&1&97&2;实际时钟源ID应该从单板查询，参见stg-get-id命令。是否启停S1字节协议（s1mode）一个参数，0=表示禁止；1=表示开启。举例：:cfg-set-stgpara:s1mode=1;以上仅仅对“cfg-set-stgpara”命令惯用参数进行了说明。假如需要知道设置结果，以及查询其余时钟参数，还有很多命令能够使用，参见《4.05命令行列表》。网管配置在网管中选中对应网元，然后选择[配置/时钟板]，即可进行网元各项时钟配置。下面以NES4.3.1为例，简单介绍各个选项卡设置项，详细介绍参见对应NES和RMS网管《操作手册》。“时钟源优先级表”选项卡对于通常应用，在选项卡“时钟源优先级表”中设置即可，相当于命令行中设置“syncclass”参数，如图5-3所表示：简单应用下时钟配置该菜单中“外部源阈值”选项相当于命令行中“synbolt”参数，通常不用设置。假如选中“外部时钟源1”，再单击右边<设置>按钮，能设置“外部时钟源模式”和“同时状态字节”，相当于命令行中“insynmode”和“s1slot”参数，如图5-4所表示。外部时钟源参数设置同时状态”选项卡如图5-5所表示，这个选项卡不是用来设置，而是用来查看系统时钟工作状态。在故障处理过程中，假如需要查看时钟方面状态，这个选项卡是必查内容。“同时状态”选项卡最下面一行“同时源”显示是网元当前跟踪是哪一个时钟源，而不一定是优先级表中最高优先级时钟源。比如时钟源优先级表参数配置为“syncclass=sl5p1&sl6p1&sets”，现在时钟源“sl5p1”失效，则“同时源”一栏显示信息应该是“6-S16-1”，即对应是“sl6p1”时钟源。“同时源跟踪模式”显示当前时钟工作在“跟踪”，还是“保持”，还是“自由振荡”模式。假如在图5-3所表示菜单中选中“显示高级配置项”，则菜单中会显示很多项选择项卡，如图5-6所表示：时钟配置高级配置项“2M锁相源”选项卡如图5-6所表示，此选项卡中设置都是决定OptiX网元时钟输出方式选项，只有在网元输出时钟时需要设置。“网元同时时钟输出（2M锁相源）”设置项，同命令行“2mpll”参数，通常选择为“内部时钟源”；“2M输出同时源失效后外部时钟输出方式”同命令行“synlos”参数；“输出阻抗”同命令行“stge1eq”参数；“输出模式”同命令行“outsynmode”参数。“时钟源恢复参数”选项卡如图5-7所表示，“高优先级时钟源恢复方式”同命令行“backsyn”参数；“时钟源等候恢复时间”同命令行“synrec”参数。通常选择“高优先级时钟源自动恢复”，等候恢复时间通常使用缺省值。“时钟源恢复参数”选项卡“SSM输出控制”选项卡如图5-8所表示，能够设置是否禁止线路端口输出SSM信息，同命令行“inhibssm”参数。通常都设置为“允许”。“SSM输出控制”选项卡“时钟源质量”选项卡“时钟源质量”选项卡如图5-9所表示，选中某一时钟源，再按<设置>按钮，就能够人工设置此时钟源质量等级（SSMB），同命令行“s1class”参数。通常应用下，我们都不人工设置SSMB，而是采取“自动提取”。假如要查询各时钟源质量等级信息（SSMB），按<查询实际质量>按钮查询。“时钟源失效条件”选项卡如图5-10所表示，能够选择线路和支路“发生AIS告警”、“出现误码越限”作为时钟源失效判断条件，能够复选。“时钟源失效条件”选项卡时钟保护倒换配置和实现时钟保护方案以下列图5-11所表示系统时钟图为例，6个网元经过5、6板位S16板组成一个STM-16环，NE1为主用外时钟接入点；NE4为备用外时钟接入点。主备用时钟模式为2Mbit/s，其SSMB所在位置为sa4，主用BITS时钟SSMB为4，备用BITS时钟SSMB为8。全网所要求达成时钟保护方案为：正常状态下，NE1跟踪主用BITS，NE2、NE3、NE4站点西向跟踪，NE5、NE6站点东向跟踪，最终全网时钟基准源统一为主用BITS；当发生断纤时，受影响站点时钟源能自动倒换，最终全网时钟基准源依然统一于主用BITS；当主用BITS失效后，全网时钟基准源最终能统一于备用BITS。时钟保护倒换示例需要配置参数各网元需要配置时钟参数以下所表示：NE1：syncclass=ex18k&sl5p1&sl6p1&sets:insynmode=byte&byte:s1slot=sa4&sa4;NE2：Syncclass=sl5p1&sl6p1&sets;NE3：syncclass=sl5p1&sl6p1&sets;NE4：syncclass=sl5p1&sl6p1&ex18k&sets:insynmode=byte&byte:s1slot=sa4&sa4;NE5：syncclass=sl6p1&sl5p1&sets;NE6：Syncclass=sl6p1&sl5p1&sets;对于外时钟接入点NE1和NE4，还需要配置时钟ID。经过命令行能够配置，不过通常使用网管<分配ID>功效更方便，而且不需要理会时钟ID分配标准，参见下面网管设置项。网管中需要进行设置以上经过命令行设置了各网元时钟参数后，还不能实现时钟保护倒换功效，还需要在网管中设置“时钟保护子网”参数，并开启保护。1.创建“时钟保护子网”进入网管菜单[维护/时钟功效设置/时钟保护]，以下列图5-12所表示：NES网管中时钟保护设置按<新建子网>按钮创建“时钟子网1”，然后按<增加网元>将NE1~NE6加入此子网，如图所表示。最终点击<应用>。分配时钟源ID依然在图5-12所表示菜单中，选中“时钟源”选项卡，然后选中其中全部网元全部时钟源，再选中<分配ID>按钮，系统将自动分配时钟源ID，如图5-13所表示。再点击<应用>。分配时钟源ID注意，在这里另外有一个<指定ID>按钮。“指定ID”指人工设定ID，和命令行设置时钟源ID效果相同，通常不采取；我们通常采取“分配ID”，即由网管自动，结果NE1“外部时钟源1”自动分配了一个ID为“1”，NE4“外部时钟源1”自动分配了一个ID为“2”。开启时钟保护最终，依然在此图5-12所表示菜单中，选择<允许保护>，并点击<应用>，这么就开启了时钟保护，如图5-14所表示。开启时钟保护至此，时钟保护各项设置完成，包含了命令行设置和网管设置，当然命令行设置能够由网管操作取代。注意：假如要更改网元时钟设置，要求在此菜单中按下<禁止保护>按钮，即停顿时钟保护后，再更改相关时钟配置参数。时钟保护实现QL_enable模式和QL_disable模式QL，即“QualityLevel”，质量等级。QL_enable模式为质量等级使能模式，或者称为SSM模式、S1模式；在此模式下，网元检测SSMB，并以此作为选择当前同时源依据。开启了时钟保护后（比如在网管中设置“允许保护”），网元即工作在该模式下。QL_disable模式为质量等级不激活模式。在此模式下，网元不检测外时钟和线路、支路信号中SSMB，仅依据时钟源优先级表来选择当前同时源。OptiX2500+中时钟保护实现从外时钟接口接收SSMB直接发送到XCS板时钟模块，线路板接收S1字节也经过485总线，直接上报到XCS板；所以在OptiX2500+设备中，时钟保护倒换不需要主机参加。假如XCS板从以上源接收到SSMB发生了改变，则在XCS板内经过软件协议分析，系统重新确定该跟踪哪一个时钟源，从而实现了时钟同时源倒换。该跟踪哪一个时钟源呢？在QL_enable模式下，时钟同时源选择标准，能够简单概括为以下两点：配置了时钟源优先级后，网元首先从全部可用时钟源中，选择质量级别（SSM）最高时钟源作为同时源；当存在相同质量级别多个时钟源时，网元选择配置优先级最高时钟源作为同时源。断纤状态下时钟跟踪如图5-11所表示配置和时钟跟踪方案下，当某处断纤、时钟发生保护倒换后，全网时钟跟踪以下列图5-15所表示（假设NE2和NE3之间断纤）：NE2和NE3之间断纤后全网时钟跟踪主用BITS失效后时钟跟踪如图5-11所表示配置和时钟跟踪方案下，当主用BITS失效、时钟发生保护倒换后，全网时钟跟踪以下列图5-16所表示：主用BITS失效后全网时钟跟踪附件OptiX设备时钟保护原理一、时钟保护基本概念1.1时钟保护定义在SDH网中，各个网元经过一定时钟同时路径一级一级地跟踪到同一个时钟基准源，从而实现整个网同时；如图1-1所表示，全部网元时钟同时于一个基准源——主用BITS。通常，一个网元取得时钟基准源路径并非只有一条，比以下列图1-1中所表示，NE4既能够跟踪西向时钟，也能够跟踪东向时钟，这两个时钟源都起源于同一个基准。SDH网时钟同时在同时网中，保持各个网元时钟尽可能同时是极其主要。为防止因为一条时钟同时路径中止，造成整个同时网失步，有必要考虑同时时钟自动保护倒换问题。也就是说，当一个网元所跟踪某路同时时钟源发生丢失时候，要求它能自动地倒换到另一路时钟源上。这一路时钟源，可能与网元先前跟踪时钟源都是源于同一个时钟基准源，也可能是另一个质量稍差时钟基准源（比如另外一个备用BITS）。这就是时钟自动保护倒换。时钟保护倒换示意图以下列图1-2所表示：时钟保护倒换示意图1.2时钟保护倒换实现条件那么何时才能实现时钟保护倒换呢？先看一个没有时钟保护例子，如图1-3所表示，假设各网元OptiX155/622主机为4.01.16.01。无时钟保护下SDH网同时各网元时钟配置以下：NE1 :cfg-set-stgpara:syncclass=intr;NE2～NE6 :cfg-set-stgpara:syncclass=w1s8k&intr;这种配置就是我们在很多低级别SDH网络中（比如C4以下）所用到时钟配置，非常简练，配置也不轻易犯错。在该图所表示SDH网中，正常状态下，即使各网元时钟都同时于同一个时钟基准源——NE1内部时钟源“intr”，不过全网没有实现时钟保护。因为假设当NE3和NE4之间光纤断掉后，NE4依据时钟配置将转为自由振荡。这时，全网业务即使因为通道保护功效能够实现保护，不过全网已经有了两个时钟基准源：NE1“intr”（NE1、NE2、NE3同时于此），和NE4“intr”（NE4、NE5、NE6同时于此）。这么业务即使能够保持通畅，不过因为全网时钟不一样时于同一个基准源，所以指针调整是必定了，大家在试验中能够注意观察几十分钟。那么何时才能实现时钟保护呢？条件就是：全部网元要激活S1字节（或者SSM）检测，并开启时钟保护协议。在4.01.15.52及以后主机版本中，主机软件开启时钟保护协议与时钟板进入SSM模式（即检测SSM）结合在一起：当主机侧开启时钟保护协议时，自动下发命令给时钟板，使其也进入SSM模式；主机禁止时钟保护协议同时下发命令给时钟板退出SSM模式。所以，在网管中“允许”时钟保护，就同时完成了协议开启和S1字节激活。合理时钟配置包含合理时钟源优先级配置、时钟ID配置，以及时钟子网划分等，将在后面讲述。在进行时钟子网划分中，现在并没有尤其限制和规则，通常将需要跟踪同一个时钟源全部网元划分到同一个子网中；但在进行设计时，要遵照“时钟跟踪链不宜太长”标准，以免时钟精度劣化。需要注意是，基于SSM时钟保护网元必须划分到时钟保护子网中，不然没有被划分到时钟保护子网中网元SSM不会被开启，会引发时钟跟踪倒换不正确。二、时钟保护协议和物理实现2.1时钟保护倒换协议在OptiX同时传输系统中，同时时钟自动保护倒换遵照以下三点协议：配置了时钟源优先级后，网元首先从全部可用时钟源中，选择质量级别（SSM）最高时钟源作为同时源，并将此同时源质量信息（即S1字节）传递给下游网元；当存在相同质量级别多个时钟源时，网元选择配置优先级最高时钟源作为同时源，并将此同时源质量信息（即S1字节）传递给下游网元；若网元B当前跟踪时钟同时源是网元A时钟，则网元B时钟对于网元A来说为不可用同时源。关于第三点，实现过程是这么：比如网元B跟踪网元A时钟，网元A传送S1字节（假如为02，G.811时钟）给网元B，则网元B因为跟踪A时钟，就回送一个S1字节给网元A，内容为0f，即为“不应用作同时”。2.2时钟保护中，网管和各单板完成功效时钟保护倒换，和复用段保护倒换类似，也需要开启协议，也需要时钟板、光板甚至SCC板参加；而和复用段保护倒换不一样是，时钟保护倒换需要时钟板参加，而不是交叉板了。在时钟保护倒换中，网管及各单板完成功效以下：155/622系统光板。负责S1字节插入和提取。从主控板送来S1字节在光板插入段开销；而从光板段开销中提取S1字节则送到主控板进行处理。时钟板。完成时钟提取、外时钟SSM提取、跟踪源倒换动作等功效。主控板。在OptiX155/622系统中，时钟保护协议处理，在SCC板进行。SCC板接收到光板和STG板送来SSM后，依据协议判决STG该跟踪那一路时钟源，然后下发命令给STG板进行动作，同时把当前时钟源SSM发送给其余全部光板。网管。提供时钟保护子网划分，倒换协议使能和禁止等各项功效设置。2500+、10G系统OptiX2500+和10G系统和155/622系统在时钟保护实现上有一个区分，就是OptiX2500+和10G系统保护协议部分也做在时钟交叉板XCS上，所以协议处理和时钟倒换都由XCS完成，不需要SCC板参加。其余和OptiX155/622一样。2.3OptiX软硬件要求主机软件版本要求对于OptiX155/622/2500系统，最少采取4.01.15.52以上版本实现时钟保护倒换，提议采取4.01.16.01以上版本。OptiX2500+4.02.05.02以上主机版本支持时钟保护。OptiX10G系统正式归档主机均支持时钟保护。时钟板要求对于OptiX155/622/2500系统，在外时钟接入点要求采取SS13STG1.51以上版本；其余站点能够采取SS13STG1.51以上版本；也能够采取SS11STG5.32以上版本。OptiX2500+和10G系统XCS板（交叉时钟板）正式归档单板软件均支持时钟保护。光板版本要求SS32ASP板要求采取3.19以上版本。SL1板采取SS14/15/16SL17.15以上版本。SL4板采取SS24/25/26SL47.21以上版本。这些光板都支持S1字节多帧过滤功效，S1字节输出比较稳定。网管版本要求采取NES4.3.1.8、RMS4.6.0.6以上版本。三、时钟互锁以及用时钟ID预防互锁3.1时钟互锁产生如图1-4所表示，假如某组网中，NE1跟踪BITS时钟，配置为“ex18k&w1s8k&e1s8k&intr”；其余网元西向跟踪，最终同时于BITS时钟；全网开启了时钟保护倒换。时钟互锁怎样防止这一情况发生呢？假设外时钟SSMB=4（SSU-A级别），则NE1下插给NE2S1字节也为4，牋牋牋，这么经过环上站点一圈传递后，NE1西向接收S1字节依然为4，如图所表示。不过在正常情况下，NE1跟踪BITS时钟，不会引发时钟互锁。不过当BITS时钟断掉后，NE1依据时钟保护倒换协议，选择跟踪西向时钟“w1s8k”（此时钟源SSM＝4，且在外时钟失效后时钟源级别最高，所以NE1选择西向时钟），这时就造成了时钟互锁3.2使用时钟ID预防时钟互锁S1字节ITU-T只要求了低四位，本企业将高四位定位为时钟ID，用来预防时钟互跟，如图1-5所表示。时钟ID定义时钟ID经过SDH开销S1字节高四位传送，同一子网中能够存在15个不一样有效ID，ID为0时表示时钟源ID无效，网元不选择ID为零时钟源作为当前时钟源，网元也不选择从ID与本站配置ID相同时钟源作为当前时钟源。时钟ID算法能在环形网、链形网中很好地预防时钟互锁，在如相交环、相切环等复杂网络，经过配置限制也能预防时钟互锁。这么，图1-4中时钟互锁就能防止了。假如在NE1设置了外部时钟源“ex18k”ID为1，则NE1下插给NE2S1字节就为“14”。经过环上站点一圈传递后，NE1西向接收S1字节也为“14”（ID＝1，为NE1时钟ID）。则当BITS时钟失效后，NE1判断出西向时钟源ID为本身ID，不能跟踪此西向时钟源。这就是经过时钟ID预防时钟环简单原理。3.3时钟ID设置很显著，因为时钟ID采取是S1字节高4位定义，取值范围为0～15，网元多时怎样够用呢？需要说明是，并非时钟保护子网中全部网元都要设置ID，只在关键点，如外时钟接入点，环间相连点等需要设置，这么ID取0～15是够用，如图1-6所表示。时钟ID设置3.4实现时钟ID版本要求主机4.01.16.01以上；时钟板SS13STG1.51版本以上。四、时钟保护配置和倒换过程以下时钟配置和倒换过程以OptiX155/622设备为例，主机为4.01.16.01，STG软件版本为1.51。其余设备时钟保护倒换过程一样。4.1时钟跟踪图和跟踪方案组网和时钟跟踪图以下列图1-7所表示，6个网元组成一个环，NE1为主用2Mbit/s外时钟接入点，外时钟SSMB=4；NE4为备用2Mbit/s外时钟接入点，外时钟SSMB=8。全网时钟跟踪方案为：正常状态下，NE1跟踪主用BITS，NE2、NE3、NE4站点西向跟踪，NE5、NE6站点东向跟踪，最终全网时钟统一于一个基准源（主用BITS）；当发生断纤时，受影响站点时钟源能自动倒换，最终全网时钟依然统一于主用BITS基准源；当主用BITS失效后，全网时钟依然能统一于唯一基准源——备用BITS。正常情况下全网时钟跟踪4.2时钟保护配置各网元时钟参数配置按照以上全网时钟方案，各站时钟配置以下：NE1：:cfg-set-stgpara:syncclass=ex18k&w1s8k&e1s8k&intr:outsynmode=byte&byte:s1=sa4&sa4;:cfg-set-ssmdata:id=0&ex18k&1&intr&3;NE2、NE3：:cfg-set-stgpara:syncclass=w1s8k&e1s8k&intr;NE4：:cfg-set-stgpara:syncclass=w1s8k&e1s8k&ex18k&intr:outsynmode=byte&byte:s1=sa4&sa4; :cfg-set-ssmdata:id=0&ex18k&2&intr&4;NE5、NE6：:cfg-set-stgpara:syncclass=e1s8k&w1s8k&intr;以上命令行配置当然也能够经过网管对应菜单完成，效果是一样。要实现2500+时钟保护，除命令行配置外，还需要在网管[维护/时钟保护]菜单下：创建“时钟保护子网”，将NE1~NE6加入时钟保护子网；分配时钟源ID开启时钟保护在时钟保护协议开启后，网元只依靠接收到S1字节信息来判断时钟质量。4.3正常状态下时钟跟踪当主备用BITS都正常，环上光纤也正常时，时钟跟踪如上图1-7。NE1在接收到BITS外时钟SSM为“04”后，将向东西向发送带IDS1字节为“14”。NE2对时钟源质量和优先级进行比较，选择西向时钟源（跟踪NE1）；同时依据时钟保护倒换协议第三条，NE2向西向（NE1）回送S1字节为“0f”，通知NE1从NE2来时钟信号不可用于同时。而且，NE2向NE3方向下插S1字节“14”。同理，NE3、NE4选择西向时钟作为当前时钟源，NE6、NE5选择东向时钟作为当前时钟源，下插和回传对应同时质量信息。对于NE4，基于质量和优先级比较，NE4也采取西向作为同时源。最终全网达成图1-7所表示稳定状态。因为全网同时于主用BITS，所以图中光纤上，沿时钟跟踪方向传递S1字节都为“14”；其中ID＝1为NE1外时钟ID，4为SSMB。如图1-7所表示，实线箭头表示时钟跟踪方向，“14”表示S1字节；虚线箭头表示回传S1字节“0f”。注意图中放大“14”，表示这两个S1字节即使都由NE4、NE5下插了，但对端网元都没有使用。注意：NE4站点西向时钟源（基准源为主用BITS），因为经过了环上较多站点传递，其实际时钟质量可能比东向时钟源质量低。不过在基于S1字节倒换方案中，网元只依据接收到S1字节信息来判断时钟质量。结果东西向S1字节相同，此时NE4再依据优先级表来选取同时源，最终还是选取西向。4.4环上断纤后倒换过程NE2、NE3之间断纤后时钟倒换如图1-9所表示，NE2和NE3之间光纤折断。在断纤发生瞬间：NE1、NE2、NE6和NE5不受影响，保持原来状态；NE3各时钟源SSM信息瞬间变为“不可用/0f/0b”，依据协议遂进入自振模式（中间暂态），同时下插S1字节“0b”；NE4各时钟源SSM信息变为“0b/14/28/4b”，依据协议遂倒换到跟踪东向，同时向NE5回传“0f”，向NE3下插“14”；当NE4时钟源发生倒换后，NE3东向接收到NE4发来S1字节也发生了改变：从原来NE4回传“0f”变为NE4下插“14”，这么NE3同时源选择就需要重新判决。NE3三个同时源质量等级变为“不可用/14/0b”，遂再次发生倒换而跟踪东向，向NE2回传“0f”。至此，时钟跟踪达成稳定状态，如图1-9所表示。由上面分析可知，从断纤到稳定状态，时钟倒换不是一次完成，而是有数次倒换过程。4.5当主用BITS时钟失效后这时要分析时钟倒换过程，需要考虑一个原因，就是S1字节在环上传送时延问题。时延包含由网元造成时延和光纤造成时延。分以下两种情况分析：NE5进行倒换判决时，NE3S1字节“3b”还未抵达NE4NE5进行倒换判决时，NE3S1字节“3b”还未抵达NE4如图1-10所表示，主用BITS失效后：NE1各时钟源SSM信息为“不可用/0f/0f/3b”，遂进入自振模式，下插S1字节“3b”；这时NE2检测到S1字节变为“3b/0f/0b”，经过判决，因为西向质量等级最高而且优先级也最高，所以依然跟踪西向。同理NE3、NE6跟踪也方向不变，只是接收和下插S1字节变为“3b”；然后，当NE5进行时钟倒换判决时，因为NE3S1字节“3b”还没有抵达NE4，所以在NE4→NE5方向光纤上S1字节依然是“14”，这个“14”就是暂时残余在环上。NE5此时对应配置“e/w/i”接收到S1字节分别为“3b/14/0b”，遂跟踪西向，并向东向下插“14”。接着，NE6检测到西向S1字节变为了“14”，于是也倒换到跟踪西向，向NE1方向下插“14”。这时NE1各个时钟源S1字节为“不可用/14/0f/3b”。即使西向接收S1字节为“14”，代表质量等级较高，不过此S1字节中时钟ID是NE1本身ID“1”，所以NE1不能跟踪此西向时钟源，于是依然自振，下插S1字节依然是“3b”。如图1-11所表示。中间暂态：NE5和NE6发生倒换可能就在NE5或NE6发生时钟源倒换同时，NE3下插S1字节“3b”可能就抵达了NE4。NE4判决“3b/0f/28/4b”，倒换到跟踪备用BITS，向东西向光路都下插S1字节为“28”；随即，NE3、NE2发生倒换，跟踪东向并向西向下插“28”；NE5、NE6也再次判决，依然跟踪西向，但接收和下插S1字节不再是环上残余“14”，而是改为了“28”。最终，NE1也倒换，跟踪西向，全环达成稳定状态，如图1-12所表示。稳定状态NE5进行倒换判决前，NE3S1字节“3b”已抵达NE4NE2、NE3、NE6中间倒换过程同上。S1字节“3b”抵达NE2、NE3、NE6尤其是NE4时，依据此假设条件，NE5下插给NE4S1字节依然为“14”，如图1-13所表示。图1-13NE5进行倒换判决前，NE3S1字节“3b”已抵达NE4NE4首先判决“3b/14/28/4b”，倒换到跟踪东向，下插“14”，回传“0f”；NE3、NE2发生倒换，并向西向下插“14”。NE1即使东向接收到S1字节为“14”，但时钟ID为其本身ID，不能跟踪该时钟源，依然自振，如图1-14所表示。图1-14中间暂态：NE3、NE2发生倒换随即，NE6“3b”可能已经抵达NE5，NE5判决“3b/0f/0b”，依然跟踪东向，下插“3b”。NE4再次判决“0f/3b/28/4b”，倒换到跟踪备用BITS，向东西向下插“28”。随即，NE3、NE2依然跟踪东向，但S1字节改为“28”。NE5、NE6倒换到跟踪西向，下插“28”。NE1判决“不可用/28/28/3b”，倒换到跟踪西向。全环进入稳定状态，同图1-12所表示。从以上两种情况分析能够看出，环上时钟在经过了数次倒换，最终才进入稳定状态，不是一步到位。不过，只要时钟ID有效，环上就能有效地预防出现“时钟环”，确保最终状态正确性。那么以上两种情况，到底哪一个会发生呢？现在还不能下定论，因为S1字节在环上传递，即要考虑光纤距离造成传输时延，也要考虑各个网元进行时钟保护协议处理时延；尤其是后者，因为程序复杂性造成运行时间极难完全确定。两种原因结合，S1字节在环上传递时延不能完全确定，所以我们还需要分上述两种情况来分析。不过，最终结果是一样，就是全网统一于备用BITS这个基准源。4.6当主备用BITS时钟都失效后依照倒换协议，各网元将从可用时钟源中选择级别最高一个时钟源作为同时源。假设全部BITS出故障前，网中各个网元时钟同时于网元4时钟。则全部BITS出故障后，经过分析不难看出，网中各个网元时钟仍将同时于网元4时钟，时钟跟踪方向和图1-12一样。只不过此时，整个传输网同时源时钟质量由原来G.812当地局时钟降为同时设备定时源（SETS）时钟。但整个网仍同时于同一个基按时钟源。五、外时钟信号不携带SSMB情况5.1三种等价情况其实等价于这种情况，有三种情况，处理方法一样：2Mbit/s外时钟信号中SSMB＝“0f”情况；2Mbit/s外时钟信号不携带SSMB。对于一些比较早期BITS设备，可能没有SSM设置和传递功效；即使BITS时钟信号精度达成了G.812转接时钟或G.812当地时钟精度，但BITS信号中却无SSMB或SSMB为“0f”，即为“不应用作同时”，从而造成了本企业OptiX设备和局方BITS设备配合上问题。外时钟为2MHZ信号。5.2后果对于以上三种情况，对我们设备时钟影响都是一样：就是我们时钟板检测到SSMB都为“0f”。那么这会产生什么后果呢？要知道，当OptiX设备开启了时钟保护后，各网元是要进行SSMB检测，以此来判断是否要切换时钟源。而当外时钟SSMB=“0f”时，将造成在开启了时钟保护后网元一直无法跟踪外时钟，不论另外时钟信号质量精度怎样。这就是很多“无法跟踪外时钟”问题症结