SDH传送网络同步策略.ppt

1、SDH传送网络同步策略 （初稿）,中兴通讯本部传输产品部 聂名义 2001/02,目 录,关键词 网同步方式 同步网工作模式 SDH网同步结构和方式 SDH网中网元的定时方法及应用 我司SDH设备网同步现状 我司同步网规划 结束语,引 言,由于SDH系统的大面积应用，使得原有的单纯PDH网络和SDH/PDH共存网络被全面替代，不可避免的完全依靠SDH进行网络定时的同步和传递。由是，SDH的网络同步规划就被提到议事日程上来。,一、Key Words,SDHSynchronous digital hierarchy(同步数字体系) PRCPrimary Reference Source(基准主时钟

2、) SSUSynchronization supply unit(同步供给单元) SSU-Aprimary level SSU(转接局从时钟 ) SSU-Bsecond level SSU(端局从时钟 ) SECSDH Equipment Clock(同步设备时钟) SSMSynchronization status message(同步状态消息),二、网同步方式,网同步是数字网所特有的问题。实现网同步的目标是使网中所有交换节点的时钟频率和相位都控制在预先确定的容差范围内，以便使网内各交换节点的全部数字流实现正确有效的交换。否则会在数字交换机的缓存器中产生信息比特的溢出和取空，导致数字流的滑动

3、损伤，造成数据出错。由于时钟频率不一致产生的滑动在所有使用同一时钟的系统中都会出现，影响很大，因而必须有效控制。 目前电信网中交换节点时钟的同步有两种基本方式，即主从同步方式和相互同步方式。 同步方式的选择取决于网络规模和结构、同步分配链路的特性、网络可靠性和经济性等多种因素。目前在公用网中主从同步方式是比较适合的。,时钟分级的概念,目前ITU-T将各级时钟划分为4类： 基准主时钟，由建议G。811规范为PRC； 转接局从时钟，由建议G。812规范SSU-A； 端局从时钟，也由建议G。812规范SSU-B； SDH网元时钟，由建议G。813规范SEC。,定时基准信号,当定时基准信号主要是在SD

4、H网内进行传送分配时，必须保证避免中间节点的指针调整，以免产生输出相位跃变，影响下行方向的从时钟。为此有两种解决方法： 从接收的STM-N高速信号中直接提取定时基准，避免指针调整对下行方向从时钟的影响。 从不由SDH网支持的同步路径（例如纯粹的PDH网）获取定时基准。,主从同步方式,主从同步方式使用一系列分级的时钟，每一级时钟都与其上一级时钟同步，在网中最高一级时钟是一个高精度和高稳定度的时钟，称为基准主时钟（PRC）。此时，同步分配网通常采用树形结构和星形结构，将定时基准信号送到网内各交换节点，然后通过锁相环使本地时钟的相位锁定到收到的定时基准上，从而时网内各交换节点的时钟都与PRC同步。

5、单端控制方式，主要优点在于网络稳定性好，组网灵活，对于从节点时钟的频率精度要求较低，控制简单，网络的滑动性能也较好。 主要缺点是对基准主时钟和同步分配链路的故障很敏感，一旦PRC发生故障就会造成全网的问题。为此，PRC应该采用多重备份提高可靠性，同步分配链路也尽可能有备用。,相互同步方式,相互同步方式在网中不设主时钟，由网内各交换节点的时钟相互控制，最后调整到一个稳定的、统一的系统频率上，从而实现全网的同步工作。 这种方式对同步分配链路的失效不甚敏感，适用于网孔型结构，对节点时钟要求较低，设备便宜；但是网络稳定性不如主从方式，系统稳态频率不确定且易受外界因素影响。,三、同步网工作模式,主从同步

6、方式中，节点从时钟通常有3种实际工作模式： 正常工作模式 ：在实际业务条件下的工作方式。 保持模式 ：当所有可参考的定时基准丢失后，从时钟可以进入所谓的保持模式。 自由运行模式 ：当从时钟不仅丢失所有定时基准，而且也失去了定时基准记忆或者根本没有保持模式时，从时钟内部振荡器工作于自由振荡方式。,正常工作与保持,正常工作模式：时钟同步于输入的基准时钟信号，影响时钟精度的主要因素有基准时钟信号的固有相位噪声和从时钟控制环（从时钟振荡器的锁相环）的相位噪声。通常，输入基准时钟信号可以跟踪至网中的主时钟，也可能是从另一更高等级而暂时处于保持模式工作的G。812从时钟中获取定时。,保持模式：此时，从时钟

7、利用定时基准信号丢失之前所存储的最后的频率信息作为其定时基准而工作，同时振荡器的固有频率会慢慢地漂移，以保证从时钟频率在很长时间内与基准频率只有很小的频率偏差，使滑动损伤仍然在允许的指标要求内。这种方式可以应付长达数天的外定时中断故障。,四、SDH网同步结构和方式,在SDH网中，自愈环、路由备用和DXC的自动配置功能带来了网络应用的灵活性和高生存性，也给网同步定时的选择带来了复杂性。 由于网络定时的路由随时都有可能变化，因而其定时性能也随时可能变化，这就要求网元必须有较高的智能从而决定定时源是否还适用，是否需要搜寻其他更适合的定时源等。 选择和管理适于传定时基准的新配置的通道成为一项复杂的任务

8、，需要对每一种网络配置及相关的各种故障影响都进行仔细的分析和性能确认，并在全网实施统一的同步选择算法才行。,SDH网同步结构,SDH网同步结构通常采用主从同步方式，要求所有网元时钟的定时都能最终跟踪至全网的基准主时钟。从功能结构的观点看，同步网的功能结构涉及定时信息传送的建模问题，等级钟可以表示为一种适配功能，用以按照本身的质量级别来修改定时信息的质量。 由于TU指针调整引起的相位变化会影响时钟的定时性能，因而通常不提倡采用在SDH-TU内传送的一次群信号作为同步分配，而直接采用高比特率的STM-N信号传送同步信息。,SDH网同步方式,从工作原理上划分，SDH网同步可以有4种不同的方式，即同步

9、方式、伪同步方式、准同步方式和异步方式。 准同步方式：同步网中有1个或多个时钟的同步路径和替代路径出了故障，于是失去了所有外同步链路的节点时钟将进入保持模式或自由运行模式工作。 异步方式：网络中出现很大的频率偏差，或当时钟精度达不到G。813所规定的数值时，SDH网不再维持业务量而将发送AIS信号。,同步方式：在网中的所有时钟都能最终跟踪到同一个网络的基准主时钟。此时指针调整只是由同步分配过程中不可避免的噪声所引起，呈随机性。 伪同步方式：在网中有几个都遵守ITU-TG.811要求的基准主时钟，即它们具有相同的标称频率，但准确的频率仍略有差别，因而在不同同步网边界的网元中会出现频率或相位差异，

10、引起指针调整。这样，网络中的从时钟可能跟踪于不同的基准主时钟，形成几个不同的同步网。,五、SDH网元定时方法及应用,从宏观上来说，SDH网提供了3种不同的网元定时方法： 内部定时源 。网元都具备内部定时源，以便在外同步源丢失时可以使用内部自身的定时源。 外同步定时源 。目前常用的是PDH网同步中的2048khz和2048kbps同步定时源，但是考虑到2048kbps信号传输距离长又可以有SSM字节，因而应优选2048kbps信号。 从接收信号中提取定时信号是广泛应用的同步定时方式，随应用场合的不同，又可以细分为通过定时、环路定时和线路定时3种。,从接收信号中提取的定时,环路定时：网元的每个发送

11、STM-N信号都由相应的输入STM-N信号中所提取的定时来同步，主要用于线路终端设备。 通过定时：网元由同方向终结的输入STM-N信号中提取定时信号，并由此再对网元的发送信号以及同方向来的分路信号进行同步。再生器通常采用此种定时方式。 线路定时：象ADM这样的网元中，所有发送STM-N/M信号的定时信号都是由某一特定的输入STM-N信号中提取的。,六、我司SDH设备网同步现状,目前我司的SDH的网同步和市场上的绝大多数设备供应商一样，一般采用主从同步方式，即同一组网中只有一个时钟接入点，其他各点的时钟均应同步于该点。当某些链路告警时，受影响的点应能通过其他链路同步于时钟接入点。 为了实现时钟链

12、路自动保护，ITU-T（国际电联）规定了使用复用段开销S1字节来传送SDH网的时钟同步信息。但该建议只能对部分特殊组网实现保护，对于复杂组网，则无能为力。目前SDH设备供应商大都采用ITU-T的建议，时钟链路自动保护能力受到局限。 我司方法突破了该限制，对标准的保留部分扩充，各种复杂组网均可实现保护，同时与ITU-T标准兼容。该方法已在中兴通讯最新的SDH设备上商用，效果良好。,七、我司同步网规划,按照ITU-T建议、中华人民共和国国标以及信息产业部的部标（加上原邮电部的部标），需要将我们的同步时钟部分进行相关的标准化，这将包括很多的配置、维护诊断功能需要重新的修正、增加等工作。 主要集中在关

13、于时钟源切换的外部操作命令，线路时钟的导出和SSM的传递，以及关于不同厂家、不同类型SDH系统的互通互连的边界可靠性等问题上。 从同步方案的规划来区分，到目前为止传输产品的发展历程可以分成3个不同的发展阶段。,第一阶段传输产品从无到有的阶段,同步规划中是按照人为控制来实现同步网时钟的全网同步的； 这一类产品主要包括ZXSM150，ZXSM155/622，ZXSM10，ZXSM150S，ZXSM2500，ZXA10-S1等。,这一类产品的同步主要是依靠于网管操作员的仔细规划和配置同步定时源的优先级级别模式来防止和打断成环，其他的功能由于网管功能的局限也不是很强。 至于SSM信息则虽然是有一些产品

14、考虑过但是并没有能够实现。,第二阶段传输产品的不停的改进过程,同步规划中采用了硬件开发部肖悦赏的专利算法，将S1字节的保留字节提出进行了使用； 这一类产品主要包括目前已经在市场上大面积应用的ZXSM150/622/2500和ZXSM150（V2）系列。,这一类产品的同步除了上一类产品的优先级模式进行同步网的同步规划之外，有一个显著的特点是将ITU-T建议的SSM模式纳入了同步规划当中。SSM模式的启用在很大程度上解决了定时环路的问题，并且可以使得全网都能采用最优路径同步于同一接入时钟 。,局限性,对于多个接入时钟接入尚存在一定局限性； 而且，关于SSM的收发均需要通过S口转发，在速度上和可靠性

15、方面都产生了一定的负面影响； 在功能方面，距离ITU-T标准还存在比较大的差距，与其他厂商的设备同步信息的互通互连还存在问题；所有这一切都需要我们必须有计划地进行解决。,第三阶段传输产品精益求精的纵深发展阶段,同步规划将紧密跟踪于国际标准和国标、部标的发展动向； 有感于前期产品的不足之处是驱使我们改进的主要原因；,这一类产品将涵盖目前正在进行的ZXSM10G以及以后所有的SDH产品，还将将处于第二阶段的产品改进过来，以期增强产品的先进性和市场竞争力。,有效措施,边界处完全采用ITU-T标准接口，解决不同厂家和SDH/PDH同步网边缘的互通互连问题；保证引入本司特有扩展字节的算法实现全网最优路径

16、的选择以及达到全网多个接入时钟的接入。 ZXSM10G将采用HW总线进行网元内SSM的传递，ZXSM150（V2）韩国版也采用了总线方式进行网元内SSM的传递，从硬件可靠性和实时性上给予保证 。,同步策略构想,依据我司目前各种SDH设备的同步策略，以及根据ITU-T建议做的IC芯片，在原有设备的同步规划上做相应的改进，达到符合ITU-T建议和其他供应商的设备互通互连的目的，有以下几种同步策略模式的构想：（在NMC上通过命令条控制选择） 1、SSM不使能模式，按照标准的优先级算法。 2、SSM使能模式，按照ITU-T建议的标准的SSM字节算法。 3、SSM使能模式，采用我司特有的扩展字节算法。,设置的标准化和扩展,按照ITU-T建议，国标以及部标进行处理，主要包括： 定时源配置和统一选择算法 启动/禁止SSM使能模式 强制/自动收/发网管配置SSM字节 外部操作命令 Wait To Restore（WTR）时间的设置 和状态清除 SSM质量等级下限设置 外时钟导出功能 外时钟成帧设置 设置光线路相连设备类型功能 节点钟 ID配置,规划目标,将同时兼容支持/不支持SSM的同步网络； 将更加完善不同设备厂商系统的互通互连能力； 将在最大程度上消除定