3.1.5. Структура графов и топология систем синхронизации.
С ростом количества цифровых устройств на сети решать вопросы синхронизации становилось все труднее и потребовалось применение системного подхода. С этого момента система синхронизации стала учитываться как важный компонент сети связи. Решать вопрос, кто от кого берет синхросигнал, стало возможно только системно, анализируя работу всей сети. На этом этапе были сформулированы несколько довольно простых правил проектирования и расчета систем синхронизации. Первым приемом стало использование графов, уже широко применявшихся при проектировании топологии систем связи. Основное из них заключается в том, что граф синхронизации в отличие от графа топологии сети должен быть незамкнутым. Это стало первой элементарной концепцией построения систем синхронизации.
Дальнейший рост количества цифровых устройств на сети привел к тому, что графы синхронизации стали усложняться и потребовалось их упорядочение и создание первой концепции построения систем синхронизации – радиально-узловой модели системы синхронизации. С этого момента системы синхронизации стали иерархичными, в зависимости от уровня иерархии определялись параметры синхронизации. От простых графов проектировщики перешли к сложным радиально-узловым графам. Появилась концепция межузловой системы синхронизации, внутри узлов вопрос о синхронизации решался традиционно, т. е. методом простого графа, обычно по цепи. В конце концов, схема синхронизации становилась все более разветвленной, что привело к удлинению цепочек синхронизации и, следовательно, к ухудшению параметров синхросигналов. Тогда, для повышения качества синхронизации в узлах стали использовать специализированные генераторы.
Дальнейшее наращивание сложности цифровых систем связи привело к тому, что система синхронизации становится отдельным направлением проектирования систем передачи. На этом этапе окончательно проявилась основная особенность систем синхронизации – граф синхронизации зачастую отличается от топологии самой цифровой сети. Система синхронизации стала проектироваться и создаваться, как наложенная сеть над первичной и вторичной сетями. Началось дробление системы синхронизации на регионы плезиохронной работы, поскольку одним графом межузловой синхронизации оказалось невозможным накрыть всю сеть. В результате для единой топологии сети создается несколько независимых систем синхронизации, каждая из которых имеет свой радиально-узловой граф и эти графы резервируют друг друга.
Наконец следующий этап развития характеризовался появлением концепции внутриузловой системы синхронизации, что объяснялось ростом количества цифровых устройств на узлах сети, когда простая синхронизация по цепочке оказалась недостаточной для приемлемого качества синхросигналов внутри узла. В результате появилась концепция построения интегрированных систем синхронизации BITS. Параллельно с развертыванием систем BITS начали развиваться системы диагностики и управления системами синхронизации, которые объединяются в общую концепцию TMN. В результате к 2000 г. сформировалась в общем виде применяемая и в настоящее время концепция построения и эксплуатации систем синхронизации.
Важной особенностью систем синхронизации является отличие их топологии от топологии системы связи. Целью построения системы связи является достижение как можно более высокой связности трафиковых каналов. Чем больше резервных каналов от пункта А до пункта В, тем надежнее работает первичная сеть. Поэтому топология современной сети связи описывается обычно как совокупность замкнутых графов (рис. 3.13). Система синхронизации, напротив, должна строится в виде незамкнутого графа. Любое замыкание графа системы синхронизации приводит к появлению так называемой петли в в системе синхронизации, когда синхросигнал проходит по замкнутому пути. В этом случае возникает положительная обратная связь, усиливающая отклонения в стабильности синхросигнала, что приводит к деградации всего участка системы синхронизации.
Например,
в системе есть петля из трех участков
А-В-С (рис. 3.13). В берет синхросигнал
от
А, С – от В, а узел А – от С. В этом случае,
если в результате температурной
нестабильности в частоте А произошло
изменение
,
тогда генератор В подстроится , но
добавит свою нестабильность в канал
.
Именно
этот сигнал узел С будет считать опорным
и выровняет по нему свой сигнал с добавкой
нестабильности
.
Затем этот сигнал попадает на вход А,
и процесс идет по возрастающей, система
и
дет
вразнос.
Петля в системе
синхронизации
Система связи Система синхронизации
А
С В
Рис. 2.11. Различие топологии системы связи и системы синхронизации.
Поэтому основным правилом при проектировании топологии систем синхронизации является исключение петель в системе синхронизации, они недопустимы. Таким образом, топология сети трафика и системы синхронизации принципиально различны, и поэтому система синхронизации должна проектироваться отдельно от системы связи. Возникает принцип наложенной сети, когда система синхронизации рассматривается как отдельная автономная составляющая системы электросвязи.