Синхронизация SDH сетей

для сети, обеспечивающей точность установки частоты лучше, чем 1х10-11 (7).

Одним из классов ПЭГ является генератор слов 1. Генератор слов 1, по

определению, является свободным генератором (7). Он не использует эталонный

сигнал синхронизации для получения или запуска его синхронизации.

Генераторы слов 1 обычно состоят из нескольких цезиевых стандартов частоты.

Тем не менее, ПЭГ может быть выполнен не только на основе первичных

атомных стандартов частоты (7). Другими примерами ПЭГ являются генераторы

систем всемирного координированного времени (GPS) и LORAN-С. Эти системы

используют местные рубидиевые или кварцевые генераторы, которые запускаются

информацией о синхронизации, получаемой от GPS или LORAN-С. Они не

считаются принадлежащими к слою 1, т.к. они запускаются принудительно, но

по своим параметрам классифицируются как первичные эталонные генераторы.

Эти генераторы способны поддерживать погрешность от нескольких единиц 10-13

до нескольких единиц 10-12.

Влияние скорости проскальзываний на ПЭГ обычно не принимается во

внимание. Сеть, синхронизируемая от двух ПЭГ, будет подвержена в наихудшем

случае пяти проскальзываниям в год, обусловленным нестабильностью частот

генераторов. По сравнению с характеристиками генераторов приемников эта

цифра пренебрежимо мала, как показано в разделе IV. Поэтому, среди

операторов телекоммуникационных сетей наблюдается тенденции в большей

степени полагаться на ПЭГ, а для синхронизации их сетей использовать

множество таких генераторов.

Генераторы приемника (ведомые задающие генераторы).

Главным предназначением генератора приемника (ВЗГ) является

восстановление синхронизации из опорного сигнала и поддержание

синхронизации как можно ближе к синхронизации узла источника. для этого

требуется, чтобы генератор приемника выполнял две основные функции. Во-

первых, он должен воспроизводить синхронизацию генератора источника

эталонного сигнала, даже, несмотря на то, что эталонный сигнал может быть

ошибочным. Во-вторых, он должен сохранять адекватные временные состояния в

отсутствие эталона синхронизации.

Обычным режимом работы ВЭГ является извлечение сигнала синхронизации

из эталонного сигнала ПЭГ. В этом режиме генератор приемника должен иметь

способность выявлять возможные короткие ошибки эталонного сигнала. Этими

ошибками могут быть нестабильность синхронизации (джиттер) или краткие

прерывания эталонного сигнала (пучки ошибок). Эти ошибки обычно вызываются

устройством, транспортирующим эталонный сигнал от генератора источника к

генератору приемника.

Генератор приемника использует низкочастотные фильтры для выявления

кратковременной нестабильности частоты синхронизации. Для выявления кратких

прерываний генераторы приемника разрабатываются с двумя или большим числом

входов эталонных сигналов, для того чтобы они могли переключать эталонные

сигналы при наличии кратковременных искажений (ухудшений). Большинство

сетевых генераторов (ANSI слой 2,3 и 4Е, транзитные и местные генераторы

ITU) разработаны таким образом, чтобы вызвать ошибку временного интервала

длительностью не более 1000 нсек при каждом переключении эталонного сигнала

или другом переходном событии. Кроме того, сетевые генераторы

разрабатываются для сохранения ежедневных ошибок временного интервала в

пределах 1-10 мксек при отсутствии прерываний.

Генераторы слоя 4 (СРЕ) не предъявляют каких-либо требований к их

режиму восстановления синхронизации. В ответ на краткие прерывания

генератор слоя 4 будет обычно вызывать 10-1000 мксек ошибку временного

интервала. Кроме того, этот фазовый скачок будет сопровождаться пучком

ошибок. Поэтому, СРЕ очень неустойчивы к ошибкам устройств (см. раздел IV

"Влияние генератора приемника, работа в условиях стресса - генераторы СРЕ"

стр. 18, для характеристик типичного слоя 4).

Вторым режимом работы является генератор приемника, действующий при

потере всех своих эталонных сигналов синхронизации. Режим удержания

(holdover) служит для запоминания известной последней частоты источника и

для поддержания необходимой погрешности частоты после потери всех опорных

сигналов синхронизации. СРЕ может входить в свободный режим, когда оно

теряет все эталонные сигналы синхронизации. Свободный режим относится к

такому режиму работы, при котором синхронизация, исходящая от генератора

управляется местным осциллятором, а для корректировки частоты генератора не

используется память о частоте внешнего эталонного сигнала.

Стандарты генераторов.

ITU и ANSI классифицируют генераторы приемников в уровнях,

соответствующих их рабочим характеристикам. ITU обозначает генераторы как

транзитные, местные и генераторы оконечных устройств (СРЕ). ANSI назначает

генераторы слоям 2, З, 4Е и 4, в соответствии с убывающими значениями

характеристик. Чтобы удовлетворить определенному уровню рабочих

характеристик, генератор должен отвечать требованиям нескольких функций.

Ими являются: перестройка временных отношений , функция удержания,

погрешность в свободном режиме, дублирование аппаратной части и возможности

внешней синхронизации. Эти функции кратко описаны в Таблицах 1 и 2.

Таблица 1. Стандарты генераторов ITUI

Функция Транзитный узел Местный узел Терминал

СРЕ

Погрешность Нет требований Нет требований

5х10

Удержание

Первоначальный сдвиг

частоты 5х10-10 1х10-8

Нет требований

Долговременный 1х10 2х10-8

Ошибка временного

интервала 1 мксек 1 мксек Нет

требований

Наклон изменения фазы 61х10-6 61х10-6

Нет требований

Таблица 2. Стандарты генераторов ANSI

Функция Слой 2 Слой З Слой 4Е

Слой 4

Погрешность 1.6х10-8 4.6х10-6 3.2х10

3.2х10

Удержание 1х10-10 3.7х10 Нет требований

Ошибка временного интервала 1 мксек 1 мксек 1 мксек

Нет требований

Наклон изменения фаз 61х10-6 61х10 61х10-6

Нет требований

дублирование Требуется Требуется Нет требований Нет

требований

Внешние входы Требуется Требуется Нет требований Нет

требований

Наиболее важным требованием в генераторах приемника является

возможность перестройки (реорганизации) сохранения синхронизации. Это

объясняется тем, что генераторы приемника часто могут быть подвержены

кратким прерываниям их эталонного сигнала синхронизации. Краткое прерывание

обуславливает перестройку генератора. Перестройка определяется как

переключение генератором его эталонного сигнала или внесение погрешности

небольшой длительности. Переключение аппаратных средств генератора тоже

считается перестройкой. В условиях перестройки все генераторы, за

исключением генераторов 4-го CPE, должны вызывать ошибку временного

интервала не более 1 мкс по отношению к ее источнику синхронизации. Кроме

того, если генератор вызывает ошибку временного интервала, он не может

быстро построить фазу. Фаза должна изменяться со скоростью менее 61х10-6.

Требование к скорости изменения фазы необходимо потому, что генераторы

прямого потока могут оставаться «привязанными» к генератору, начавшему

перестройку.

Требования к функции удержания значительно различаются для разных

сетевых генераторов. Слой 2 и транзитный узел должны иметь относительную

погрешность по частоте 1х10-1О и 1х11-9 в первые 24 часа после пропадания

эталонного сигнала.

Эти строгие спецификации необходимы, потому что эти генераторы обычно

используются для управления синхронизацией в переговорных пунктах, имеющих

десятки тысяч трактов. Эта спецификация гарантирует, что ни один из трактов

не подвергается более, чем одному проскальзыванию в первые 24 часа режима

удержания. Напротив, т.к. слой З и местные генераторы обычно используются в

небольших офисах и влияют на меньшее число трактов, для них допускается

появление до 255 и 14 проскальзываний соответственно в каждом тракте в

первые 24 часа.

Для генераторов слоя 4 СРЕ не требуются обеспечения режима удержания.

Генератор слоя 4 без задержки будет немедленно переходить в состояние

свободного режима при каждой потере эталонного сигнала синхронизации.

Состояние свободного режима относится к стабильности генератора, когда

он работает на своих собственных внутренних осцилляторах без

принудительного запуска или корректировки предыдущим состоянием внешнего

эталонного сигнала, для генераторов с функцией удержания свободный режим

наблюдается только при длительном пропадании эталонного сигнала (от недель

до месяцев) и он является исключительно редким. Т.о. спецификации

погрешности свободного режима являются наименее критичными из всех

спецификаций генератора. Эта мысль подчеркивается тем фактом, что ITU не

определяет погрешности свободного режима. Для генераторов слоя 4 СРЕ их

свободный режим будет определять характеристики проскальзывания даже во

время кратковременной потери эталонного сигнала.

Дополнительными требованиями является то, что генераторы слоя 2 и З

ANSI должны иметь дублирующую аппаратную часть и входы внешних генераторов.

Дублированная аппаратная часть гарантирует, что оборудование продолжает

работать при аппаратном сбое генератора. Вход внешнего генератора

предназначен для дополнительной внешней синхронизации. Он используется для

подачи синхронизации непосредственно на генератор. Этот вход полезен для

планирования гибкой синхронизации, при которой сигнал эталонной

синхронизации для генератора может и не заканчиваться в цифровой системе.

Характеристики синхронизации.

Характеристики синхронизации в иерархической сети передатчика

-приемника определяются тремя компонентами: погрешностью управляющего

генератора, характеристиками устройств, распределяющих эталонный сигнал, и

характеристиками генераторов приемника, получающего эталонный сигнал через

эти устройства. В дальнейшем будет показано, что нестабильность частоты

синхронизации управляющего генератора обычно слабо влияет на общую

нестабильность в сетях синхронизации. Характеристики синхронизации в

основном определяются комбинацией характеристик устройств распределения и

генератора приемника. В реальных сетях генератор приемника, подсоединенный

к управляющему генератору, будет работать с долговременной частотой,

отличающейся от частоты управляющего генератора. Нестабильность частоты

генератора приемника обычно в 10 -100 раз превышает нестабильность частоты

управляющего генератора. Поэтому, генераторы приемника служат причиной

большей части ошибок синхронизации и проскальзываний в сетях.

Влияние первичного эталонного генератора.

Влияние ПЭГ на уровень проскальзываний обычно крайне незначительно.

Цезиевые генераторы, GPS и LORAN-C будут обычно иметь долговременные

погрешности по частоте порядка от нескольких единиц на 10-13 до нескольких

единиц на 10-12. Это приводит к уровням проскальзывания, колеблющимся, от

проскальзывания один раз в пять лет до трех проскальзываний в год. Это

является небольшой частью допустимого значения в пять проскальзываний /

день для сквозного соединения и обычно не принимается во внимание.

Характеристики устройства.

Для определения характеристик устройства, служащего для передачи

эталонного сигнала синхронизации существует два основных фактора. Ими

являются ошибки и нестабильности синхронизации (джиттер и вандер).

Устройство, используемое для распределения эталонного сигнала

синхронизации, может иметь значительное число событий прерывания. Число

появлений пучков ошибок может колебаться в среднем от 1 до 100 событий в

день, в зависимости от типа устройства, расстояния и других факторов.

Например, требованием 'ТП для сквозного соединения характеристика

значительно поврежденных секунд, (SES) равна 175 событий в день. SES - это

секунда передачи, когда происходит по крайней 320 ошибочных событий CRS-6.

Это приблизительно эквивалентно частоте битовых ошибок 1х10-3 на протяжении

секунды. Требования к характеристикам в ANSI равны 40-50 SES в день, в

зависимости от расстояния.

Такие постоянные ухудшения неизбежно повлияют на распределение

эталонного сигнала синхронизации. Как описывалось выше, генератор приемника

будет реагировать на каждую ошибку. Генератор может отклоняться на время до

1 мксек в ответ на каждую ошибку в его эталонном сигнале синхронизации.

Накапливание ошибок устройства передачи, приводящее к возникновению фазовых

ошибок в генераторе приемника, будет значительно влиять на уровень

проскальзываний в сети, что может привести к десяткам микросекунд смещений

фазы в день в том случае, если сеть плохо спланирована.

Нестабильность частоты эталонного сигнала зависят от технологии,

используемой оборудованием для передачи эталонного сигнала. Если эталонный

сигнал передается асинхронно (например, при передаче DS3), эталонный сигнал

обычно будет иметь джиттер менее 600 нсек и незначительный вандер. Эти

уровни обычно не принимаются во внимание.

Эталонные сигналы, передаваемые через спутник, будут иметь избыточный

вандер. Это вызывается небольшими перемещениями спутника относительно его

геостационарного положения. Величина вандера обычно равна 1,8 миллисекунд в

день. Это делает спутниковую передачу неподходящей для использования в

качестве эталонного сигнала синхронизации.

Эталонные сигналы синхронизации, передаваемые в качестве полезной

нагрузки по сети SDH, могут иметь значительный вандер. Сигнал DS1 или E1,

размещенный и переданный по SDH, может иметь вандер длительностью в

несколько десятков микросекунд в день. Поэтому синхронизация никогда не

передается как полезная нагрузка по SDH. В сетях, использующих передачу по

SDH, для передачи синхронизации используется оптический носитель, т.к. он

не подвержен выравниваниям указателя и возникающим в результате джиттеру и

вандеру.

Влияние генератора приемника.

Генератор приемника это генератор, выход синхронизации которого,

управляется сигналом синхронизации от генератора источника равного или

более высокого качества. Как было показано выше, генераторы приемника

должны воспроизводить синхронизацию источника эталонного сигнала, даже,

несмотря на то, что эталонный сигнал может быть ошибочным, и он должен в

течение адекватного времени удержания поддерживать синхронизацию в

отсутствие всех эталонов синхронизации.

Характеристики генератора приемника выявляются при его работе в трех

режимах:

. Идеальная работа

. Работа в условиях стресса

. Работа в режиме удержания

Идеальная работа описывает кратковременное поведение генератора, она

важна для управления выравниваниями указателя в сетях SDH. Работа в

условиях стресса это типичный режим работы генератора приемника, при

котором ожидается, что генератор приемника получает синхронизацию от

генератора источника через устройство, имеющее кратковременные ухудшения.

Наконец, работа в режиме удержания определяет характеристики генератора в

том редком случае, когда все эталонные сигналы, подаваемые на генератор,

потеряны.

Идеальная работа.

При идеальной работе генератор приемника не испытывает прерываний от

входного эталонного сигнала синхронизации. даже несмотря на то, что это не

типично для реальных сетевых операций, понимание характеристик генератора в

условиях идеальной работы показывает границы характеристик генератора.

Также важно ограничить кратковременный шум генератора. Кратковременный шум

генератора будет влиять на появление выравниваний указателя в сетях SDH и

возникновение в результате этого джиттера и вандера полезной

нагрузки SDH.

При идеальных условиях генератор приемника должен работать в строгой

фазовой привязке с входящим эталонным сигналом. для кратких интервалов

наблюдений, меньших, чем постоянная времени петли фазовой автоподстройки

(PLL), нестабильность частоты синхронизации определяется кратковременной

нестабильностью местного генератора, а также влиянием шумов квантования и

PLL. При отсутствии прерываний эталонного сигнала, нестабильность выходного

сигнала синхронизации ведет себя как фазовая модуляция белого шума.

Высокочастотный шум является ограниченным и некоррелированным (белым) для

больших периодов наблюдений относительно времени наблюдения PLL.

Работа в условиях стресса - сетевые генераторы.

Эта категория работы отражает характеристики генератора приемника в

условиях реальной сети, когда возможны краткие прерывания эталонного

сигнала синхронизации. Как описывается в разделе IV, "Характеристики

устройства", стр.15, эти прерывания являются кратковременными, при этом

время эталонного сигнала синхронизации недоступно. Число прерываний может

колебаться от 1 до 100 в день.

Все прерывания будут влиять на генератор приемника. Во время

Страницы: 1, 2, 3, 4