SDH网的同步

Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｍａｎｕｆａｅｔｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｎｏ．１　０，２００７　

ＳＤ　Ｈ同步网中光电转换模块的设计－５实现　

汪少冲。马立军　

（柳州职业技术学院，广西柳州５４５００６）　

摘要：在分析ＳＤＨ同步网技术和同步时钟的控制方式后，提出ＳＤＨ同步网中光电转换模块硬件系统的设计方案，从逻辑上进行了模　块划分并确定了各个模块要实现的功能，详细介绍了关键芯片选取的型号和特征，重点分析了ＣＰＵ和控制电路的具体实现方案，对其　它相关模块的硬件实现也作了论述。　关键词：ＳＤＨ；光电转换；芯片；同步；控制电路　中图分类号：ＴＮ７９　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２－５４５Ｘ（２００７）１０－ｏ０４６－ｏ２　

ＳＤＨ同步数字传输体制是上世纪８０年代末、９０年代初推　

出的新一代光传输体制，１９８８年Ｉ１’Ｕ推出了ＳＤＨ标准（光同　

步传输体系），制定了光传输的帧结构（数据封装结构）和传输　速率标准，从理论上为国际光纤网络的建设制定了统一标准，　

促进了电信网络的全球化。在数字通信发展初期，异步数字系　

列（ＰＤＨ）起到很大作用，使数字复用设备能先于数字交换设备　

得到开发。但在数字网技术迅速发展的今天，这种基于点对点　

的体制正暴露出一些固有的弱点。ＳＤＨ的问世之所以被称为　

是通信传输体制上的重大变革，皆因其具有ＰＤＨ所不及的如　

下许多优点。　ＳＤＨ对网络节点进行了统一的规范，其包括数字速率等　

级、帧结构、复接方法、线路接口、监控管理等。这就使得ＳＤＨ　

易于实现多厂商环境下操作，即同一条线路上可以安装不同厂　

家的设备，这体现了横向兼容性。ＳＤＨ信号的基本传输可以容　

纳北美、日本和欧洲的准同步数字系列；包括１．５、２、６３、３４、４５　

及１４０　Ｍｂｉｔ／ｓ在内的ＰＤＨ速率信号均可装入“虚容器”，然后　经复接安插到１５５．５２　Ｍｂｉｔ／ｓ的ＳＤＨ　ＳＴＭ一１信号帧的净荷内，　

使新的ＳＤＨ能支持现有的ＰＤＨ，顺利地从ＰＤＨ向ＳＤＨ过渡，　

２０１４年２月　第４期总第３０２期　内蒙古科技与经济　Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｅｃｏｎｏｍｙ　Ｆｅｂｒｕａｒｙ　２０１４　Ｎｏ．４　Ｔｏｔａｌ　Ｎｏ．３０２　时钟与ＳＤ　Ｈ网同步性能应用研究　孙剑峰　（中国移动通信集团内蒙古有限公司呼伦贝尔分公司，内蒙古呼伦贝尔０２１０００）　摘　要：依托中国移动建立的时钟同步网，根据传输网目前和以后的发展，采用主备２路时钟的跟　踪方式（综合楼、二枢纽），全网跟踪Ｇ．８１１基准时钟；汇聚层以上的网元采用扩展ＳＳＭ协议，以提高跟　踪质量，接入层网元采用禁止ＳＳＭ协议，设置时避免互跟现象的发生；密切关注时钟跟踪链的长度，以　避免时钟在传递过程中劣化，如果时钟链拉长，可从上游站采用禁止ＳＳＭ信息的方式，使时钟信号经整　大后再进行向下游站传递，整形再生。　关键词：时钟同步；设备定时；时钟配置；时钟升级；时钟规划　中图分类号：ＴＮ９１４．３３２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７—６９２１（２０１４）Ｏ４一ＯＯ６５一Ｏ１　ＳＤＨ网是同步数字传输网，网中所有节点的时　钟频率和相位都要求控制在预先确定的容差范围　内，用以保证实现网中各交换节点的全部数据信息　能够得到正确有效的交换。时钟与ＳＤＨ网络同步　性能有着密切的关系，时钟板的主要功能就是向系　统提供网同步时钟，从而实现整个网的同步。如果　ＳＤＨ节点时钟的性能或质量下降，网络出现了时钟　劣化，将引起各个节点不同步，使业务出现频繁指针　调整，影响对信号质量要求高的数据或移动业务，时　钟性能劣化甚至导致光路或支路出现大的误码或中　断。　随着呼和浩特本地传输网的逐步扩大，现网元　数已达到５００个，整个传输网的同步问题日显突出。　现在的情况是网络中存在多个时钟源（综合楼９５００　网元和综合楼汇聚链网元），且均为设备内部时钟，　网络时钟精度不高和多个时钟源，是部分网元的线　路中存在较多的指针调整和误码的重要根源。这种　时钟跟踪方式制约着本地传输网的规模继续扩大，　对传输网络时钟的改造是必需的。　目前，呼和浩特本地传输网时钟使用的是网元　的内部时钟，时钟精度不高。按照国际标准，基准主　时钟的定时要求（Ｇ．８１１），最低频率准确度为１０Ｅ　１１；ＳＤＨ网元时钟的定时要求，ＳＤＨ网元的设备　时钟（ＳＥＣ）频率准确度不劣于４．６×１０Ｅ一６。即当　前网络使用的时钟质量比要求低５个数量级，远不　能满足要求。　以前本地传输网的核心层与区公司为共用设　备，全网以区公司的ＯＳＮ９５００的输出时钟为基准　时钟。自从本地传输网的核心层与区公司设备相分　离后，现在呼和浩特本地传输网已具备时钟升级的　条件，同时，可独立做出本地传输网的时钟跟踪方式　的规戈Ⅱ。　１　时钟配置规划的一般规则　尽量跟踪较高等级的时钟源；尽量减少基准定　时信号传输链，同时，基准定时信号传输链要控制在　Ｇ．８０３要求之内。　通过采用ＳＳＭ保护协议和相关规划，实现多时　钟源的保护倒换。　收稿日期：２０１４—０２一ｉＩ　ＳＤＨ承载的２Ｍ业务不能作为同步时钟使用。　未启动ＳＳＭ保护协议的情况下，不建议配置备用时　钟源。组网时应尽量避免多个ＰＤＨ／ｓＤＨ同步岛　级联。　２　同步网中使用的时钟　实际使用的时钟包括外同步信号输入接口电　路、外同步信号转换电路及晶体振荡器。　２．１　外同步信号输入接口电路　为接收外同步信号，应具有连接２　０４８ｋｂｉｔ／ｓ跨　接或通过２　０４８ｋＨｚ的接口。根据需要应配置　５ＭＨｚ的接口。　２．２外同步信号转换电路　要求对外同步信号应能排列优先顺序，当主用　输入信号中断或发生故障时应能按预置的顺序倒向　备用，当主用信号恢复正常时能自动转回。还应具　有人工倒换功能，可根据需要选定输入信号。　２．３　晶体振荡器　晶体振荡器应具有高稳定度。具体指标按时钟　的使用条件不同而有不同要求，且至少有一个备用，　故障时可自动倒换也可以人工倒换。晶体振荡器应　具有４种工作方式：即快捕工作方式、跟踪工作方　式、记忆工作方式、自由运行工作方式。　３　ＳＤＨ时钟的应用　ＳＤＨ网提供了几种不同的网元定时方法；主要　有：①外同步定时源。此时网元的同步由外部定时　源供给。目前常用的是ＰＤＨ网同步中的２　０４８ｋＨｚ　和２　０４８ｋｂｉｔ／ｓ同步定时源。②从接收信号中提取　的定时。这是一种广泛应用的同步定时方式。包括　通过定时、环路定时和线路定时３种。　应用中，首先将目前的时钟跟踪方式改为全网　跟踪一个高精度的基准时钟源（Ｇ．８１１），这样可以　支持本地传输网规模的继续扩大，同时减少线路中　存在较多的指针调整和误码现象，提高传输网的传　送质量。　为了简化时钟跟踪方式，将外接的主备２路　ＢＩＴＳ基准时钟与核心层的２个网元相连，即将基准　时钟设置在核心层。全网的其他网元直接（间接）跟　踪核心层网元输出时钟信号，　（下转第６７页）　・　６５　・

第7章 定时与同步

目标：

掌握数字网地同步方式.

掌握主从同步方式中,节点从时钟地三种工作模式地特点.

了解SDH地引入对网同步地要求.

知道SDH网主从同步时钟地类型.

数字网中要解决地首要问题是网同步问题,因为要保证发端在发送数字脉冲信号时将脉冲放在特定时间位置上

7.1 同步方式

解决数字网同步有两种方法：伪同步和主从同步.伪同步是指数字交换网中各数字交换局在时钟上相互独立,毫无关联,而各数字交换局地时钟都具有极高地精度和稳定度,一般用铯原子钟.因为时钟精度高,网内各局地时钟虽不完全相同

一般伪同步方式用于国际数字网中,也就是一个国家与另一个国家地数字网之间采取这样地同步方式,例如中国和美国地国际局均各有一个铯时钟,二者采用伪同步方式.主从同步方式一般用于一个国家、地区内部地数字网,它地特点是国家或地区只有一个主局时钟,网上其它网元均以此主局时钟为基准来进行本网元地定时,主从同步和伪同步地原理如图7-1所示.

图7-1 伪同步和主从同步原理图

为了增加主从定时系统地可靠性,可在网内设一个副时钟,采用等级主从控制方式.两个时钟均采用铯时钟,在正常时主时钟起网络定时基准作用,副时钟亦以主时钟地时钟为基准.当主时钟发生故障时,改由副时钟给网络提供定时基准,当主时钟恢复后,再切换回由主时钟提供网络基准定时.

我国采用地同步方式是等级主从同步方式,其中主时钟在北京,副时钟在武汉.在采用主从同步时,上一级网元地定时信号通过一定地路由——同步链路或附在线路信号上从线路传输到下一级网元.该级网元提取此时钟信号,通过本身地锁相振荡器跟踪锁定此时钟,并产生以此时钟为基准地本网元所用地本地时钟信号,同时通过同步链路或通过传输线路

数字网地同步方式除伪同步和主从同步外,还有相互同步、外基准注入、异步同步

外基准注入方式起备份网络上重要节点地时钟地作用,以避免当网络重要结点主时钟基准丢失,而本身内置时钟地质量又不够高,以至大范围影响网元正常工作地情况.外基准注入方法是利用GPS

SDH网同步和指针调整

sdh是同步数字体系，一旦同步不良就会有大量指针调整事件发生。指针调整过频，对传输的信号会造成各种传输损伤，使信号劣化影响通信。sdh网同步与指针调整是关联密切。

1 sdh网同步

同步是指两个或多个信号之间在频率或相位上保持严格的特定关系。最简单的同步关系是频率相等；时钟基准来自于同一个时钟源，对同一个时钟基准进行不同的分频或倍频，产生同步时钟信号。

点同步又称接收同步，即任何数字系统的发送端和接收端都同步工作，接收端产生一个与发送端时钟同步的本地时钟，获得所需的定时信号，使接收端正确接收来自发送端的数字信号。

2 sdh网元内上/下行信号

tm网元线路端口有一路stm-n输入/输出，adm网元线路端口有两路stm-n输入/输出。从网元stm-n输入线路端口起，到将stm-n拆分成低速支路信号止。习惯上称这一信号流为收信，也称下行信号。对于adm网元下行信号有两种情况：其一，对于落地的通道，下行信号是指从网元的线路stm-n输入端到支路端的输出这一信号流；其二，对于穿通（转接）的通道，下行信号是指从网元的线路stm-n输入端到将stm-n拆分成vc4或vc12（视vc4穿通或vc12穿通而不同）进入交叉连接矩阵前这一信号流，行信号与下行信号的流程相反。

3 sdh设备对下行信号的处理遵循点同步原则

首先，接收的stm-n线路光信号经输入端接入spi（sdh物理接口）功能块，在spi功能块内经光/电（o/e）转换将光信号转换成不规则的失真的电信号；然后spi功能块内的接收时钟提取电路从stm-n电信号中提取定时基准，上游电路正常时，提取的定时基准与前一个网元的系统时钟同步。

spi功能块从stm-n信号中提取的定时基准不但用于本功能块的点同步，同时还传送给rst功能块用于rst功能块对下行信号的接收同步。rst功能块也把此定时信号传送给mst功能块，同样mst功能块也将把定时信号传送给下一个功能块；这样接收的定时信息逐级往下传，使各功能块对下行信号处理所用的定时时钟，都来自spi功能块从stm-n信号中提取的定时时钟，这正体现了sdh设备对下行信号处理正是遵循点同步的原则。另外，各功能块对上行信号处理所用的时钟来自本网元同步设备定时源sets所产生的系统时钟，分别由t0参考点提供。