3 Принцип построения тактовой сетевой синхронизации

1. Фазовые дрожания

Все операции по обработке сигналов в цифровых системах передачи должны выполняться в строгой последовательности во времени и синхронно. Только в этом случае переданные сигналы попадут на приемной стороне на отведенные им временные позиции и в свои каналы.

Отсутствие хорошей синхронизации приводит к «проскальзыванию» цифровых последовательностей – «слипам» (slip) и ведет к увеличению уровня ошибок синхронных сетей.

Проскальзывание – это исключение или повторение в цифровом сигнале одного или нескольких бит, происходящее вследствие различия в скоростях записи и считывания двоичных данных в буферных устройствах. Проскальзывание может быть управляемым или неуправляемым.

Проскальзывание, которое не приводит к сбою цикловой синхронизации, называют управляемым. При этом сигнал с потерями восстанавливает синхронизм. При неуправляемом проскальзывании моменты потери и повторения позиций в цифровом сигнале невосполнимы.

Фазовые дрожания – это кратковременные отклонения значащих моментов цифрового сигнала от их идеальных положений во времени (рисунок 3.1). Если частота отклонений превышает 10 Гц, то их называют джиттером (Jitter). Если частота отклонений не превышает 10 Гц, то их называют блужданиями или вандером (Wander).

Рисунок 3.1 – Временные диаграммы сигнала без джиттера и с джиттером

Фазовые дрожания измеряют в абсолютных единицах времени (микросекунды) или приведённых - единичных интервалах (Unit Interval) – UI. Одним единичным интервалом называется время, необходимое для передачи одного бита информации. При сдвиге фазы на величину > 0.5 такта (UI = Единичного интервала) возникают битовые ошибки.

Влияние проскальзываний на передачу различного вида сигналов отражено в таблице 3.1

Таблица 3.1

Тип данных или технология передачи	Проявления проскальзываний синхронизации
Звуковые данные (музыка, речь)	Щелчки при прослушивании музыки, речи
Передача факс-сообщений	Неправильный текст
Передача сообщений по электронной почте	Неправильный текст или необходимость повторной передачи
Видео-информация	Искажение изображения («замораживание» или потеря картинки)
Технология SDH	Потеря данных
Технология DSL	Потеря пакетов

3.2 Иерархия систем синхронизации сци

В основу синхронизации цифровых сетей положен принцип «ведущий – ведомый», при котором синхронизация аппаратуры, имеющей внутренний генератор, осуществляется синхросигналом, полученным от генератора с более высокой стабильностью и точностью установки частоты. Сеть синхронизации включает в себя: Первичные Эталонные Генераторы (ПЭГ), Вторичные Задающие Генераторы (ВЗГ) и Генераторы Сетевых Элементов (ГСЭ).

Система синхронизации (СС) сетей СЦИ строится по иерархическому принципу (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2

Верхний уровень иерархии занимает первичный эталонный задающий генератор (ПЭГ), который вырабатывает сигнал с долговременным отклонением частоты не более, чем 1х10^-11. От него производится принудительная синхронизация всех остальных (ведомых) ЗГ. Синхронизация производится передачей хронирующего сигнала от одного ЗГ к следующему. Таким образом, строится иерархия ЗГ, в которой одни из них являются ведомыми по отношению к ЗГ более высоких порядков и, в свою очередь, играют роль главных (ведущих) ЗГ для ЗГ более низкого уровня. Нижний уровень иерархии образуют ЗГ оборудования СЦИ.

Иерархия систем синхронизации (СС) СЦИ содержит четыре уровня:

1. первичный стандарт, обеспеченный применением ПЭГ, соответствующим Рек.G.811. ПЭГ представляет собой высокостабильный генератор тактовых импульсов частотой 2048 кГц. Долговременное относительное отклонение частоты такого генератора от номинального значения поддерживается не превышающим 1х10^-11. Для соблюдения приведенных выше требований по точности установки тактовой частоты в ПЭГ применяется цезиевая лучевая трубка. Этот генератор обладает на сети синхронизации наивысшим качеством и занимает высшую (первую ступень в иерархии);

2. Второй уровень обеспечен применением вторичного задающего генератора (ВЗГ) наивысшего качества, соответствующего Рек.G.812Т. ВЗГ - это генератор, фаза которого подстраивается по входному сигналу, полученному от генератора более высокого или того же качества. Такой ВЗГ устанавливается обычно в сетевых (транзитных) узлах, поэтому эти генераторы называют ВЗГ транзитные. В качестве ВЗГ используются рубидиевые либо высококачественные кварцевые генераторы;

3. Местные задающие генераторы (МЗГ) – аппаратура синхронизации третьего уровня иерархии, МЗГ устанавливается обычно на сетевых станциях (местных узлах), поэтому эти генераторы называют ВЗГ местные. МЗГ проще и дешевле ВЗГ транзитных, но их характеристики несколько хуже, и, поэтому, они используются только при синхронизации небольших участков цифровой сети;

4. ЗГ аппаратуры СЦИ – генератор сетевого элемента (ведомый) ГСЭ, обычно кварцевый. ГСЭ предназначен для обеспечения передачи информации по сети СЦИ и для управления работой своего сетевого элемента (СЭ) СЦИ. ГСЭ принимает синхросигнал из потока STM-N, подавляет джиттер входного сигнала и обеспечивает нормальное функционирование СЭ.

Каждый уровень СС, начиная со второго, должен принудительно синхронизироваться от верхнего по принципу «ведущий-ведомый».

Все NE (элементы сети) в SDH сети работают, используя одну частоту синхронизации, поставляемую ПЭГ. Распределение синхросигнала осуществляется по линиям передачи SDH. Промежуточные NE, типа регенераторов, мультиплексоров эксплуатируется в ведомом режиме, используя для синхронизации внутреннего генератора компонент синхросигнала, извлеченный из принимаемого сигнала STM-N.